Vergleichen Sie String-Wechselrichter mit Mikro-Wechselrichtern

Was sind Stringwechselrichter und Mikrowechselrichter?

Stringwechselrichter sind zentrale Wechselrichter, die den Gleichstrom (DC) von mehreren in Reihe geschalteten Solarmodulen (einer “String”) in Wechselstrom (AC) umwandeln. Sie sind seit langem die am häufigsten eingesetzte Technologie für Photovoltaikanlagen.

Mikrowechselrichter hingegen sind kleine Geräte, die direkt an jedem einzelnen Solarmodul angebracht werden. Sie wandeln den DC-Strom des jeweiligen Moduls unmittelbar in AC-Strom um. Dieser Strom wird dann über das Wechselstromnetz des Gebäudes zusammengeführt.

Vorteile von Mikrowechselrichtern

Einer der Hauptvorteile von Mikrowechselrichtern ist die optimierte Energiegewinnung pro Solarmodul. Im Gegensatz zu Stringwechselrichtern, die die Leistung aller Module auf das schwächste Modul begrenzen, arbeitet jeder Mikrowechselrichter unabhängig. Dadurch kann die maximale Leistung aus jedem einzelnen Modul gewonnen werden, selbst wenn einige Teile der Anlage verschattet oder durch Verschmutzung beeinträchtigt sind.

Mikrowechselrichter reduzieren außerdem Energieverluste, die bei Stringwechselrichtern durch Leitungswiderstände und Wechselrichterkomponenten auftreten können. Da die Wechselrichtung direkt am Modul stattfindet, fallen diese Verluste weg, was zu einer höheren Gesamteffizienz der Anlage führt.

Ein weiterer Vorteil ist die bessere Leistung bei Verschattung. Wenn ein Teil der Solarmodule in einem String verschattet ist, begrenzt das schwächste Modul die Leistung des gesamten Strings. Mit Mikrowechselrichtern arbeiten die unverschatteten Module weiterhin mit maximaler Leistung, was insgesamt zu einer höheren Energieausbeute führt.

Nachteile von Stringwechselrichtern

Bei Stringwechselrichtern werden mehrere Solarmodule in Reihe geschaltet und an einen zentralen Wechselrichter angeschlossen. Wenn auch nur ein Modul durch Verschattung oder Verschmutzung beeinträchtigt wird, reduziert sich die Leistung des gesamten Strings. Die Ausbeute pro Modul ist daher geringer als bei Mikrowechselrichtern, bei denen jedes Modul individuell arbeitet.

Stringwechselrichter sind anfälliger für Ertragseinbußen durch Verschattung, da der Strom des gesamten Strings auf das am schlechtesten beleuchtete Modul begrenzt wird. Bei Mikrowechselrichtern wirkt sich eine Verschattung nur auf das betroffene Modul aus, während die anderen Module ungehindert arbeiten können. Dieser Vorteil der Mikrowechselrichter wird besonders bei komplexen Dachformen oder teilweiser Verschattung durch Bäume oder Hindernisse relevant.

Darüber hinaus können bei Stringwechselrichtern auch Leistungsverluste durch Modulunterschiede und Fehlübertragungen auftreten. Jedes Modul im String muss identische Eigenschaften aufweisen, da ansonsten die Leistung des schwächsten Moduls die Obergrenze für den gesamten String darstellt.

Kosten von Mikro- und Stringwechselrichtern

Mikrowechselrichter sind in der Anschaffung teurer als herkömmliche Stringwechselrichter. Der Grund dafür ist die aufwendigere Fertigung und die zusätzlichen Komponenten, die in jedem einzelnen Mikrowechselrichter verbaut sind. Während ein leistungsstarker Stringwechselrichter für ein Einfamilienhaus zwischen 1.000 und 2.000 Euro kostet, müssen für ein vergleichbares System mit Mikrowechselrichtern oft 70 bis 200 Euro veranschlagt werden.

Allerdings können sich die höheren Investitionskosten für Mikrowechselrichter durchaus rechnen. Dank der optimierten Energieausbeute und der höheren Zuverlässigkeit können Mikrowechselrichter über ihre längere Lebensdauer die Mehrkosten oft ausgleichen oder sogar überkompensieren. Insbesondere bei Anlagen mit partieller Verschattung oder ungleichmäßiger Ausrichtung der Module können Mikrowechselrichter deutlich mehr Energie erzeugen als vergleichbare Stringwechselrichter-Systeme. Die potenziellen Energiemehrerlöse und Einsparungen bei Reparatur- und Wartungskosten können die Investitionsmehrkosten daher häufig rechtfertigen.

Installation und Handhabung

Die Installation von Mikrowechselrichtern ist im Vergleich zu Stringwechselrichtern deutlich einfacher und unkomplizierter. Mikrowechselrichter sind kleine, kompakte Geräte, die direkt an jedem einzelnen Solarmodul montiert werden. Dank ihrer Plug-and-Play-Funktionalität lassen sie sich schnell und ohne großen Aufwand in Betrieb nehmen.

Bei Stringwechselrichtern muss hingegen eine komplexe Verkabelung der Module in Reihe erfolgen, bevor der zentrale Wechselrichter angeschlossen werden kann. Dieser Prozess ist zeitaufwendiger und fehleranfälliger. Mikrowechselrichter vereinfachen die Installation erheblich, da jedes Modul unabhängig von den anderen betrieben wird.

Durch die dezentrale Struktur der Mikrowechselrichter entfallen lange Kabelwege, was die Effizienz steigert und Verluste minimiert. Die einfache Handhabung spart nicht nur Zeit bei der Erstinstallation, sondern erleichtert auch spätere Erweiterungen oder Reparaturen, da einzelne Module problemlos ausgetauscht werden können.

Zuverlässigkeit und Lebensdauer

Mikrowechselrichter bieten in der Regel eine längere Lebensdauer und höhere Zuverlässigkeit als Stringwechselrichter. Da jeder Mikrowechselrichter nur für einen einzelnen Solarmodul zuständig ist, sind sie weniger anfällig für Ausfälle aufgrund von Schattenwurf, Verschmutzung oder Modulfehlern. Bei Stringwechselrichtern kann ein einziges fehlerhaftes Modul die Leistung des gesamten Strings beeinträchtigen.

Mikrowechselrichter sind zudem robuster konstruiert und besser gegen Umwelteinflüsse wie Hitze, Kälte und Feuchtigkeit geschützt. Sie sind typischerweise für eine Lebensdauer von 25 Jahren oder mehr ausgelegt, während Stringwechselrichter oft nach 10-15 Jahren ersetzt werden müssen.

Die dezentrale Natur von Mikrowechselrichtern trägt auch zu einer höheren Systemzuverlässigkeit bei. Wenn ein Mikrowechselrichter ausfällt, beeinträchtigt dies nur die Leistung des zugehörigen Moduls, während der Rest des Systems weiterhin Strom erzeugt. Bei Stringwechselrichtern kann ein Ausfall den gesamten Solarpark lahmlegen.

Insgesamt erweisen sich Mikrowechselrichter dank ihrer robusten Bauweise, dezentralen Architektur und langen Lebensdauer als zuverlässigere und langlebigere Lösung für Solaranlagen im Vergleich zu herkömmlichen Stringwechselrichtern.

Monitoring und Fehleranalyse

Mit Mikrowechselrichtern lassen sich der Energieertrag und die Leistung jedes einzelnen Solarmoduls präzise überwachen. Diese granulare Überwachung ermöglicht es, Leistungseinbußen oder Fehler schnell zu erkennen und zu beheben. Bei Stringwechselrichtern hingegen wird nur die Gesamtleistung des Strings erfasst, was die Fehlersuche erschwert.

Mikrowechselrichter senden in der Regel Leistungsdaten in Echtzeit an eine cloudbasierte Monitoring-Plattform. Über ein Webportal oder eine Mobile-App können Hausbesitzer die Leistung jedes Moduls überwachen und bei Auffälligkeiten zeitnah reagieren. Einige Systeme erkennen Leistungseinbußen sogar automatisch und senden Warnmeldungen, bevor größere Probleme auftreten.

Die detaillierten Überwachungsmöglichkeiten von Mikrowechselrichtern erleichtern nicht nur die Fehlerbehebung, sondern tragen auch zur Maximierung der Erträge bei. Schattenwurf, Verschmutzung oder Alterungseffekte lassen sich frühzeitig erkennen und Gegenmaßnahmen ergreifen. Insgesamt erhöht sich so die Energieausbeute und Rentabilität der Solaranlage über die gesamte Nutzungsdauer.

Flexibilität und Skalierbarkeit

Mit Mikrowechselrichtern lässt sich eine Solaranlage einfach und flexibel erweitern. Da jedes Solarmodul über einen eigenen Mikrowechselrichter verfügt, können Sie jederzeit weitere Module hinzufügen, ohne die bestehende Anlage anzupassen oder umzurüsten. Dies erleichtert nicht nur die Skalierung der Anlage, sondern bietet auch mehr Flexibilität bei der Anordnung und Ausrichtung der Module.

Im Gegensatz dazu erfordert die Erweiterung eines Stringwechselrichter-Systems oft umfangreiche Arbeiten und Anpassungen, da die Module in Reihe geschaltet sind. Mikrowechselrichter machen die Solaranlage zukunftssicher und ermöglichen eine einfache Anpassung an veränderte Energiebedarfe oder räumliche Gegebenheiten.

Durch die modulare Struktur können Sie bei Mikrowechselrichtern auch verschiedene Modultypen und -größen in einer Anlage kombinieren. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie Ihre Anlage Schritt für Schritt erweitern oder Ersatzmodule integrieren möchten. Die Flexibilität der Mikrowechselrichter-Technologie sorgt für eine hohe Zukunftssicherheit Ihrer Solaranlage.

Integration mit Energiespeichern

Mikrowechselrichter lassen sich nahtlos in Heimspeichersysteme integrieren und bieten so eine optimale Lösung für Hausbesitzer, die ihre Solaranlage mit einer Batteriespeicherlösung kombinieren möchten. Da jeder Mikrowechselrichter unabhängig arbeitet, kann überschüssiger Solarstrom, der nicht direkt verbraucht wird, effizient in den angeschlossenen Batteriespeicher geleitet werden.

Diese Integration ermöglicht es Haushalten, ihre Selbstversorgung mit selbst erzeugtem Solarstrom zu maximieren und die Abhängigkeit vom öffentlichen Netz zu reduzieren. Systeme wie das Enphase Home Energy System vereinfachen die Kombination von Mikrowechselrichtern mit Batteriespeichern und bieten eine benutzerfreundliche Überwachung sowie intelligente Energieverwaltung.

Durch die Integration mit Energiespeichern können Mikrowechselrichter die Vorteile der Solaranlage voll ausschöpfen. Der gespeicherte Solarstrom kann zu Zeiten hohen Verbrauchs oder bei Nacht genutzt werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Investition gesteigert wird. Insgesamt tragen Mikrowechselrichter mit ihrer Energiespeicher-Integration dazu bei, Haushalte energieautarker zu machen.

Anwendungsfälle für Mikro- und Stringwechselrichter

Mikrowechselrichter bieten in den meisten Fällen für Haushalte mit Photovoltaikanlagen die bessere Lösung. Ihre Vorteile wie optimierte Energiegewinnung pro Modul, geringere Verluste bei Verschattung und einfachere Installation überwiegen oft die höheren Anschaffungskosten. Bei großen, kommerziellen Solarparks können Stringwechselrichter jedoch nach wie vor sinnvoll sein, da hier die Kostenersparnis im Vordergrund steht und eine gleichmäßige Ausrichtung der Module gewährleistet ist.

Grundsätzlich empfehlen sich Mikrowechselrichter für Dachanlagen mit komplexer Geometrie, unterschiedlicher Ausrichtung der Module oder der Möglichkeit von Verschattung durch Bäume oder Objekte. Stringwechselrichter können für einfache, großflächige Anlagen auf Flachdächern mit einheitlicher Ausrichtung nach Süden eine kostengünstigere Alternative darstellen.

Entscheidend ist auch die geplante Photovoltaikleistung: Bei Anlagen bis 10 Kilowatt sind Mikrowechselrichter klar im Vorteil. Für Leistungen darüber kann im Einzelfall geprüft werden, ob ein Stringwechselrichter mit separaten Wechselrichtern pro Teilstrang sinnvoll ist. Generell bieten Mikrowechselrichter mit ihrer modularen Bauweise und der Integration von Energiespeichern jedoch die zukunftssicherere und flexiblere Lösung.

Zusammenfassung und Fazit

Für Privatanlagen bieten Mikroinverter deutliche Vorteile gegenüber Stringwechselrichtern. Obwohl die Anschaffungskosten höher sind, ermöglichen Mikroinverter eine optimale Energieausbeute aus jedem einzelnen Solarmodul. Sie reduzieren Energieverluste durch Verschattung oder Leistungsunterschiede zwischen den Modulen. Darüber hinaus bieten Mikroinverter eine höhere Zuverlässigkeit, eine längere Lebensdauer und integrieren sich nahtlos in Energiespeichersysteme.

Insgesamt überwiegen für die meisten Hausbesitzer mit Photovoltaikanlagen die Vorteile der Mikroinverter-Technologie. Die höheren Investitionskosten amortisieren sich durch die verbesserte Energieausbeute und die vielfältigen Zusatzfunktionen wie Monitoring und Energiemanagement. Für Privatanlagen ist daher der Einsatz von Mikroinvertern zu empfehlen, sofern das Budget dies zulässt.