Programm Dokumentation/Wechselrichter
Weitere Optionen
Der Wechselrichter macht aus dem Gleichstrom der PV-Module Wechselstrom für das Hausnetz. In EPOS-Plan kommt er an vier Stellen vor: in der Verwaltung Wechselrichter als Katalog der Geräte, in der Verwaltung Photovoltaik Module im Abschnitt Wechselrichter und Stränge, in der Stundenrechnung der Photovoltaik mit Wirkungsgrad, Abregelung und Nachtverbrauch und in den Kosten der Photovoltaik.
Wie ein Wechselrichter arbeitet – MPP-Regelung, Wirkungsgradkennlinie und Abregelung –, erklärt die Seite Grundlagen/Wechselrichter.
Einbindung in EPOS-Plan
- Katalog. Administration → Energiesysteme → Photovoltaik → Wechselrichter öffnet die Verwaltung Wechselrichter; Administration → Daten & Import → Photovoltaik → Wechselrichter (CEC, OND)… liest Geräte aus der CEC-Liste oder aus PVsyst-Dateien (.OND). Unter den Kennwerten ist allein die AC-Nennleistung Pflicht.
- Weg der Anlage. In der Verwaltung Photovoltaik Module (Startseite, Reiter Energieerzeuger, Kachel Photovoltaik) wählt die Optionsgruppe Wechselrichter je PV-Anlage:
- vereinfacht – ohne Gerät: im Rechenmodell Einfach ein fester WR-Wirkungsgrad (leer = 0,95) ohne Abregelung, im Modell Erweitert eine Kennlinie aus drei Stützstellen bei 10, 50 und 100 % Auslastung (Vorgabe 0,94 / 0,975 / 0,97) mit Abregelung an einer eingetragenen AC-Nennleistung – beides unter Anlagenwerte (Rückfall)….
- mit Wechselrichter – Strangtabelle und Geräte aus dem Katalog; das Gerät rechnet in beiden Rechenmodellen gleich.
- Gerät. Wechselrichter aus dem Katalog führt die Geräte, bewertet für Modul und Modulzahl der Anlage; Wechselrichter vorschlagen zeigt die Bewertung mit Gründen. Die Zuordnung legt eine Projektkopie des Katalogsatzes an.
- Stränge. Auslegung vorschlagen füllt die Strangtabelle, Strang anlegen fügt eine Zeile an. Stränge mit derselben Gerät-Nummer hängen an einem Gerät; der MPPT ist eine Prüfgröße, keine Leistungsgrenze. Die Ampel prüft jeden Strang und jedes Gerät; Anzahl Module folgt der Tabelle.
- Simulation und Ergebnis. Die Karte Photovoltaik der Simulation Konfiguration nennt Geräte, Stränge und DC/AC. Rote und gelbe Ampelsätze stehen in den Hinweisen zum Lauf, ohne die Rechnung anzuhalten. Der Reiter Photovoltaik der Ergebnisse führt je Gerät DC/AC, Ertrag, Clipping, Volllaststunden, Jahresnutzungsgrad und Nachtverbrauch; die Kosten der Photovoltaik führen je Gerätetyp Gerätepreis mal Geräteanzahl.
Module in Reihe × parallel
eigene Neigung und Azimut
Prüfgröße für Spannung und Strom
Kennlinie, Clipping, Nachtverbrauch
Direktverbrauch
lädt aus dem Überschuss
Einspeisung und Bezug
Beispiel
Beispielanlage A (Mehrfamilienhaus) im Weg mit Wechselrichter: Die 30 kWp der Photovoltaik-Seite (75 Module à 400 W) liegen hier auf zwei Dachflächen – 18 kWp Süd, 12 kWp West, beide 30° geneigt –, dazu ein Wechselrichter mit 25 kW und Stromspeicher 1 mit 20 kWh. Das Modul hat 400 W, 40 V Leerlaufspannung, 33 V im MPP, 13 A Kurzschlussstrom und die Temperaturkoeffizienten −0,12 V/K und +0,005 A/K. Beide Flächen sind Stränge einer PV-Anlage – nur so teilen sie sich ein Gerät.
| Dialog | Feld | Wert | Warum |
|---|---|---|---|
| Verwaltung Wechselrichter | AC-Nennleistung | 25 kW | DC/AC 30 / 25 = 1,20; Bezug der Kennlinie, Grenze des Clippings |
| Verwaltung Wechselrichter | max. DC-Leistung | 37,5 kW | P7; höchstens 93 Module je Gerät |
| Verwaltung Wechselrichter | MPP-Fenster von, bis, max. DC-Spannung | 200 V, 800 V, 1 000 V | P1 bis P3: 8 bis 21 Module in Reihe passen |
| Verwaltung Wechselrichter | max. DC-Strom je MPPT, max. Kurzschlussstrom je MPPT | 30 A, 40 A | P4: gelb über 30 A, rot über 40 A |
| Verwaltung Wechselrichter | Anzahl MPPT, Stränge je MPPT | 3, 2 | Aufteilung auf die Tracker, P5 |
| Verwaltung Wechselrichter | Wirkungsgrad bei 5 % bis bei 100 % | 0,90 · 0,94 · 0,96 · 0,97 · 0,975 · 0,97 | Kennlinie der Stundenrechnung |
| Verwaltung Wechselrichter | Standby-Verbrauch, Nachtverbrauch | 50 W, 5 W | bis 50 W Gleichstromleistung speist das Gerät nicht ein und bezieht 5 W |
| Verwaltung Wechselrichter | Gerätepreis | 3 000 € | Investition je Gerät |
| Verwaltung Photovoltaik Module | Anzahl Module, Neigung [°], Azimut [°] | 75, 30, 0 | die Anlage beschreibt die Südfläche |
| Wechselrichter | mit Wechselrichter | Strangweg mit Gerät | |
| Wechselrichter aus dem Katalog | Wechselrichter 1 — geeignet · DC/AC 1,20 · 1 Gerät | bewertet bei −10 °C und +70 °C | |
| Auslegung vorschlagen | 2 × 15 Module an MPPT 1 und 2, 1 × 15 an MPPT 3 | 15 ist die einzige Reihenlänge zwischen 8 und 21, die 75 teilt | |
| Zeile MPPT 2: Bezeichner, Azimut [°] | West, 90 | ihre zwei Stränge liegen auf der Westfläche | |
| Verwaltung Stromspeicher | In das Projekt übernehmen | Stromspeicher 1, 20 kWh | lädt hinter dem Wechselrichter |
Der Vorschlag meldet „Vorschlag: 1 Gerät, je 5 Stränge mit 15 Modulen in Reihe, DC/AC 1,20 — die Strangtabelle wurde ersetzt.“ Neigung und Azimut der Zeilen bleiben leer und gelten damit für Süden, bis die Zeile MPPT 2 den Azimut 90 bekommt. Die Ampel bleibt grün: Je Tracker fließen bei +70 °C höchstens 26,5 A aus zwei Strängen, die Spannungen zeigt das Bild. Die Karte Photovoltaik nennt „Wechselrichter · 1 Gerät(e), 3 Strang/Stränge“ und „Wechselrichter · DC/AC 1,20“. Weil Süd- und Westfläche ihre Spitze zu verschiedenen Stunden erreichen, ist nur in wenigen Mittagsstunden Abregelung zu erwarten; die Menge steht nach dem Lauf im Reiter Photovoltaik unter Clipping [kWh/a].
Beispielanlage C (Einfamilienhaus, 10 kWp auf einer Fläche, Stromspeicher 1 mit 10 kWh) bleibt beim Weg vereinfacht: Rechenmodell Einfach, WR-Wirkungsgrad 0,96, Systemverluste [%] 2. In jeder Stunde gehen 0,96 · 0,98 ≈ 94 % der Gleichstromleistung ins Hausnetz, ohne Abregelung und ohne Nachtverbrauch. Auf dem Weg mit Wechselrichter fände Auslegung vorschlagen mit einem Gerät von 8 kW und den Spannungsgrenzen von Wechselrichter 1 für 25 Module keine Aufteilung: 25 teilt sich nur in Stränge zu 1, 5 oder 25 Modulen, und keine dieser Längen liegt zwischen 8 und 21. Ungleiche Stränge – etwa 13 und 12 Module an je einem Tracker – legt man dann von Hand an.
Zusammenspiel mit anderen Technologien
| Technik | Wirkung auf den Wechselrichter | Wirkung des Wechselrichters | So rechnet EPOS-Plan |
|---|---|---|---|
| PV-Feld | liefert die Gleichstromleistung; Spannung und Strom der Stränge entscheiden, ob das Gerät passt | begrenzt die Abgabe auf die AC-Nennleistung, verliert in Teillast mehr | Stränge eines Geräts addiert, Systemverluste abgezogen, Kennlinie aus sechs Stützstellen, Clipping; Ausrichtung und Modul je Strang |
| Stromverbrauch | keine | nur die Wechselstromabgabe deckt den Bedarf | Direktverbrauch ist der kleinere Wert aus Abgabe und Bedarf; der Nachtverbrauch zählt als negative Erzeugung und erhöht den Netzbezug |
| Stromspeicher | keine, er liegt hinter dem Gerät | geladen wird nur die Abgabe; Abgeregeltes erreicht ihn nicht | lädt aus dem Überschuss nach dem Wechselrichter, eigene Verluste über Wirkungsgrad (Round-Trip); keine Kopplung auf der Gleichstromseite |
| Netz | im Stundenlauf keine | eingespeist wird, was nach Haus und Speicher bleibt | keine Einspeisegrenze im Stundenlauf; die 60-%-Wirkleistungsbegrenzung (§ 9 Abs. 2 EEG) im Dialog PV-Vergütung (EEG) mindert nur die vergütete Einspeisung, eine Netzeinspeisegrenze gibt es in der Stromspeicher-Auslegung |
| Kosten | – | Gerätepreis mal Geräteanzahl | eine Kostenzeile je Gerätetyp; kWp, Stückpreis und Vergütung lesen die Anlagenzeile |
Fallstricke
- Stränge ohne Gerät rechnen nicht. Führt keine Strangzeile ein Gerät, rechnet die Anlage vereinfacht, und auf der Karte Photovoltaik fehlt die Zeile Wechselrichter; führen nur einige Zeilen eines, fehlen die übrigen (Photovoltaik: Fallstricke).
- Ein Gerät gehört zu einer Anlage. Zwei Anlagen mit je Gerät 1 sind zwei Geräte mit doppelten Gerätekosten; ein gemeinsames Gerät verlangt Stränge einer Anlage (Photovoltaik: Teilfelder).
- „Strang anlegen“ legt alle Module in eine Reihe. Der erste Strang bekommt die ganze Anzahl Module; im Beispiel A wird die Ampel dann rot. Besser Auslegung vorschlagen.
- „Auslegung vorschlagen“ kennt keine Dachflächen. Er ersetzt die Tabelle durch gleich lange Stränge an gleich belegten Geräten und lässt Ausrichtung und Modul je Strang leer; geht die Modulzahl nicht auf, kommt kein Vorschlag.
- Projektkopie. Die Kopie entsteht bei der ersten Zuordnung und wird danach wiederverwendet. Später im Katalog ergänzte Werte wie Gerätepreis oder Anzahl MPPT sehen nur die Vorschläge, nicht Ampel, Simulation und Kosten. Deshalb den Satz vor der ersten Zuordnung vollständig pflegen, nachträglich mit Duplizieren… unter neuem Namen anlegen und neu wählen.
- Importierte Geräte sind unvollständig. Die CEC-Liste führt keine Anzahl MPPT – dann gilt ein Tracker, und der Vorschlag nennt „Katalogwerte unvollständig“. Keine Quelle führt den max. Kurzschlussstrom je MPPT – dann ist der Betriebsstrom die rote Grenze – oder einen Gerätepreis – dann kostet das Gerät nichts.
- Wirkungsgrade sind Faktoren (0,97, nicht 97); Werte über 1 speichert die Verwaltung nicht.
- Anlagenwerte (Rückfall) rechnen nur ohne Strangzuordnung und nur im Modell Erweitert; im Modell Einfach gilt allein der WR-Wirkungsgrad, auch mit eingetragener AC-Nennleistung.
- Nicht abgebildet sind eine Leistungsgrenze oder Fehlanpassung je MPP-Tracker, eine temperaturabhängige Leistungsminderung, Blindleistung, Verschattung und eine Einspeisegrenze im Stundenlauf. Euro-Wirkungsgrad, Maximalwirkungsgrad, max. AC-Scheinleistung und Einschaltspannung wirken nicht auf die Rechnung.
Normen und Auslegungspraxis
Die Ampel misst allein an den Datenblattgrenzen des gewählten Geräts. Schutz gegen elektrischen Schlag, Brandschutz, Leitungen und Sicherungen – bemessen auf den 1,25-fachen Kurzschlussstrom –, Überspannungsschutz, die Spannungsklasse der Betriebsmittel (1 000 V oder 1 500 V) sowie den Netzanschluss nach VDE-AR-N 4105 prüft EPOS-Plan nicht; maßgeblich sind DIN VDE 0100-712 und IEC 62548. Aus der Auslegungspraxis übernimmt EPOS-Plan:
- den kalten und den heißen Fall mit −10 °C und +70 °C Zelltemperatur, je Projekt änderbar. Vorschlag aus Klimadaten übernehmen nimmt das Jahresminimum der Klimareihe des Projekts – nicht dasselbe wie die am Standort niedrigste zu erwartende Temperatur, die IEC 62548 verlangt;
- ohne Temperaturkoeffizienten die Leerlaufspannung mal 1,15 (kristallines Silizium); der Faktor ist nicht einstellbar;
- das DC/AC-Band: Ampel gelb außerhalb 1,0 bis 1,5, Wechselrichter vorschlagen „geeignet“ bis 1,3 mit Rang nach der Nähe zu 1,1 bis 1,2, Auslegung vorschlagen möglichst nahe 1,25;
- die Temperaturkoeffizienten absolut in V/K und A/K. Die CEC-Liste führt sie so, der PVsyst-Import (.PAN) rechnet sie um; die Verwaltung der PV-Module hat für sie kein Eingabefeld.
Eingaben
Verwaltung Photovoltaik Module
- Wechselrichter – Optionsgruppe je PV-Anlage: vereinfacht — Pauschalen ohne Wechselrichter oder mit Wechselrichter — Katalog, Stränge, Kennlinie, Clipping. Strang anlegen stellt auf mit Wechselrichter; zurückgestellt bleiben die Stränge stehen, rechnen aber nicht.
- Rechenmodell, WR-Wirkungsgrad, Systemverluste [%] – der WR-Wirkungsgrad (Faktor, leer = 0,95) ist nur im Modell Einfach bedienbar, die Systemverluste (leer = 0 %) gelten auf beiden Wegen. Anlagenwerte (Rückfall)… öffnet AC-Nennleistung [kW] (0 = kein Clipping) und die Wirkungsgrade bei 10, 50 und 100 % Auslastung (0 = Vorgabe).
- Filtern nach Hersteller, Wechselrichter aus dem Katalog, Wechselrichter vorschlagen – der Filter steht beim Öffnen auf dem Hersteller des Anlagenmoduls und sperrt nichts; die Klappliste reiht die Geräte nach der Bewertung von Wechselrichter vorschlagen. Einzelheiten: Photovoltaik: Wechselrichter aus dem Katalog und Wechselrichter vorschlagen.
- Auslegungstemperaturen – kalt [°C] und heiß [°C], leer = −10 °C und +70 °C Zelltemperatur, dazu Vorschlag aus Klimadaten übernehmen; sie gelten im ganzen Projekt für Ampel und Vorschläge (Photovoltaik: Auslegungstemperaturen).
- Strangtabelle – Spalten, Knöpfe, Leerwerte und Ampel beschreibt Photovoltaik: Strangtabelle mit Die Ampel. Die Ampel wird rot bei P1, P2 und P4, gelb bei P3, P5 bis P8 oder fehlenden Werten und nennt dahinter, was passen würde; mit gepflegtem max. Kurzschlussstrom je MPPT ist P4 zwischen Betriebs- und Kurzschlussstrom nur gelb.
Verwaltung Wechselrichter
- Gerät – Bezeichnung, Hersteller, Beschreibung, AC-Nennleistung (kW, Pflicht), max. AC-Scheinleistung (kVA), max. DC-Leistung (kW), Herkunft (CEC, OND oder HAND); unter Kosten der Gerätepreis (€). Beim Speichern prüft die Verwaltung die Werte: Fehler verhindern das Speichern, Hinweise stehen in der Meldung.
- Eingang – MPP-Fenster von und bis, max. DC-Spannung, Einschaltspannung (je V), max. DC-Strom je MPPT und max. Kurzschlussstrom je MPPT (je A), Anzahl MPPT (leer: ein Tracker), Stränge je MPPT (leer: keine Grenze).
- Wirkungsgrad – Wirkungsgrad bei 5 % bis bei 100 % als Faktor, fehlende Stützstellen werden übersprungen; Euro-Wirkungsgrad, Maximalwirkungsgrad; Standby-Verbrauch (W, wirkt als Einschaltschwelle) und Nachtverbrauch (W).
- Wechselrichter einlesen (CEC und OND) – CEC-Liste laden rechnet die sechs Stützstellen aus den Sandia-Koeffizienten, OND laden übernimmt Kennlinie und Trackerzahl aus der Datei.
Berechnung
Kennlinie, Clipping, Nachtverbrauch und Kennzahlen stehen unter Berechnung: Photovoltaik, die acht Prüfregeln und die Auslegungshilfe unter Berechnung: Modul, Strang und Wechselrichter.
Siehe auch
- Photovoltaik – Modul, Anlage und Ertrag
- Gerätekataloge: Wechselrichter – der Katalog im Einzelnen
- Stromspeicher – Speicher, Auslegung und Netzgrenzen
- Grundlagen/Wechselrichter – die fachlichen Hintergründe