Hybridwechselrichter: Funktion und Besonderheiten

Was ist ein Hybridwechselrichter?

Ein Hybridwechselrichter ist ein elektrisches Gerät, das die Funktionen eines PV-Wechselrichters, eines Batteriewechselrichters und eines Ladereglers in einem einzigen Gerät vereint. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, bei denen separate Wechselrichter für die Solaranlage und den Batteriespeicher erforderlich sind, übernimmt der Hybridwechselrichter alle diese Aufgaben.

Der Hybridwechselrichter wandelt den Gleichstrom (DC) aus der Photovoltaikanlage in Wechselstrom (AC) um, der im Haushalt genutzt oder ins öffentliche Netz eingespeist werden kann. Gleichzeitig kann er den Gleichstrom auch in den angeschlossenen Batteriespeicher leiten und bei Bedarf den gespeicherten Strom wieder als Wechselstrom für den Haushaltsverbrauch bereitstellen. Zusätzlich regelt er den Ladevorgang des Batteriespeichers.

Durch die Kombination dieser Funktionen in einem Gerät erübrigt sich die Notwendigkeit separater Wechselrichter, was zu einer kompakteren und kostengünstigeren Lösung führt. Außerdem werden Umwandlungsverluste minimiert, da der Strom weniger Umwandlungsschritte durchlaufen muss.

Wie funktioniert ein Hybridwechselrichter?

Ein Hybridwechselrichter kann im Gegensatz zu einem normalen Wechselrichter sowohl Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandeln als auch in die umgekehrte Richtung. Das bedeutet, der Hybridwechselrichter wandelt den Gleichstrom aus der Photovoltaikanlage in nutzbaren Wechselstrom für den Haushalt und die Netzeinspeisung um. Gleichzeitig kann er aber auch Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, um diesen im Stromspeicher zwischenzuspeichern. Bei Bedarf gibt der Hybridwechselrichter den gespeicherten Strom dann wieder als Wechselstrom an den Haushalt ab.

Die meisten modernen Hybridwechselrichter ermöglichen zudem die Überwachung und intelligente Steuerung der Energieflüsse im Photovoltaik- und Speichersystem. So lässt sich beispielsweise einstellen, ob der Solarstrom direkt verbraucht, in den Speicher geladen oder ins öffentliche Netz eingespeist werden soll. Auch der Ladevorgang und Ladestand des Speichers können über den Hybridwechselrichter gesteuert und überwacht werden.

Wie ist ein Hybridwechselrichter aufgebaut?

Die folgende Grafik zeigt die wichtigsten Komponenten und Bauteile eines typischen Hybridwechselrichters:

1. DC-Eingang: Hier wird der Gleichstrom aus der Photovoltaikanlage eingespeist. Moderne Hybridwechselrichter haben oft mehrere MPP-Tracker für optimale Ausbeute.

2. DC/DC-Wandler: Wandelt die unterschiedlichen Spannungsniveaus der PV-Module und der Batterie aufeinander ab. Sorgt für optimale Betriebsspannung.

3. Batterie-Anschluss: Ermöglicht die Anbindung eines Batteriespeichers zur Zwischenspeicherung von Solarstrom.

4. Laderegler: Steuert den Ladevorgang der Batterie und verhindert Überladen oder Tiefenentladung.

5. DC/AC-Wechselrichter: Wandelt den Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom um.

6. Netzanschluss: Über diesen Anschluss kann überschüssiger Solarstrom ins öffentliche Netz eingespeist werden.

7. AC-Ausgänge: An diese Ausgänge wird der Wechselstrom für den Haushaltsverbrauch und ggf. die Notstromversorgung abgegeben.

8. Energiemanagement: Die intelligente Steuereinheit regelt die optimale Verteilung der Energieflüsse zwischen Anlage, Batterie, Haushalt und Netz.

Durch die Kombination all dieser Komponenten in einem Gerät lassen sich Wirkungsgradverluste reduzieren und das Energiemanagement erheblich vereinfachen.

Was ist ein Hybridwechselrichter?

Ein Hybridwechselrichter ist ein elektrisches Gerät, das die Funktionen eines PV-Wechselrichters, eines Batteriewechselrichters und eines Ladereglers in einem einzigen Gerät vereint. Er ist besonders nützlich für Photovoltaikanlagen mit integriertem Batteriespeicher oder für Neuanlagen, die später um einen Speicher erweitert werden sollen. Mit einem Hybridwechselrichter spart man sich den zusätzlichen Batteriewechselrichter, da er die Aufgaben beider Wechselrichtertypen übernimmt.

Herkömmliche PV-Anlagen mit Speicher benötigen in der Regel zwei separate Wechselrichter: einen PV-Wechselrichter zur Umwandlung des Solarstroms von Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) und einen Batteriewechselrichter zur Umwandlung des im Speicher gespeicherten Gleichstroms in nutzbaren Wechselstrom. Der Hybridwechselrichter ersetzt diese beiden Geräte durch eine kompakte, integrierte Lösung.

Arten von Hybridwechselrichtern

Es gibt Hybridwechselrichter als separate Geräte und als festen Bestandteil eines Batteriespeichers. Bei den separaten Wechselrichtern unterscheidet man zwischen einphasigen und dreiphasigen Modellen.

Einphasige Hybridwechselrichter geben Wechselstrom über einen einzelnen stromführenden Leiter aus. Ihre Leistung liegt typischerweise bei maximal 4.000 Voltampere (VA). Daher sind sie meist nicht geeignet, um einen gesamten Haushalt zu versorgen. Viele Netzbetreiber erlauben das Einspeisen über einphasige Wechselrichter zudem nur bis zu einer PV-Leistung von 4,7 Kilowatt-Peak (kWp).

Dreiphasige Hybridwechselrichter liefern Wechselstrom über eine Drehstrom- oder Starkstromleitung mit drei Phasen. Ihre Leistung reicht bis zu 24.000 VA, womit sie einen kompletten Haushalt versorgen und beispielsweise auch Elektroautos im Schnelllademodus laden können. Bei größeren PV-Anlagen ab 4,7 kWp schreiben die Netzbetreiber in der Regel einen dreiphasigen Wechselrichter vor.

Manche Hersteller integrieren den Hybridwechselrichter direkt in den Batteriespeicher. Dieser Aufbau spart Platz und vereinfacht die Installation, da nur noch ein Kompaktgerät statt mehrerer separater Komponenten installiert werden muss.

Vorteile von Hybridwechselrichtern gegenüber Standard-Wechselrichtern

Reduzierte Umwandlungsverluste
Bei Systemen mit separatem PV-Wechselrichter und Batteriewechselrichter wird der Solarstrom mehrmals zwischen Gleich- und Wechselstrom umgewandelt, was zu Energieverlusten führt. Ein Hybridwechselrichter wandelt den Solarstrom nur einmal um, wodurch die Umwandlungsverluste reduziert werden.

Intelligentes Energiemanagement
Moderne Hybridwechselrichter ermöglichen die Überwachung und Steuerung der Energieflüsse in Echtzeit. So können Nutzer entscheiden, ob sie Solarstrom direkt verbrauchen, in den Speicher laden oder ins Netz einspeisen wollen. Auf diese Weise lässt sich der Eigenverbrauch optimieren und Stromkosten sparen.

Notstromversorgung
In Kombination mit einem Stromspeicher kann der Hybridwechselrichter als Notstromversorgung dienen. Bei einem Stromausfall trennt er das Hausnetz vom öffentlichen Netz und versorgt den Haushalt weiter mit Strom aus dem Speicher. Der Umfang hängt vom Hersteller und gewählten Notstrompaket ab.

Netzstabilisierung
Mit intelligentem Energiemanagement lassen sich PV-Überschüsse gezielt steuern. Bei Spitzenerträgen wird zuerst der Speicher geladen, bevor ins Netz eingespeist wird. Dies trägt zur Stabilisierung der Stromnetze bei, die durch die wachsende Anzahl privater PV-Anlagen zunehmend belastet werden.

Welcher Hybridwechselrichter ist der richtige für meine Zwecke?

Bei der Auswahl des passenden Hybridwechselrichters gibt es einige wichtige Faktoren zu berücksichtigen:

Anwendungsfall: Soll der Hybridwechselrichter primär für eine Photovoltaikanlage ohne Speicher, mit kleinem Haushaltsspeicher oder großer Batterieanlage zum Einsatz kommen? Je nach Anwendungsfall variieren die Anforderungen an Leistung und Funktionen.

Leistung: Hybridwechselrichter gibt es in unterschiedlichen Leistungsklassen von einphasig (max. 4.000 VA) bis dreiphasig (bis 24.000 VA). Die benötigte Leistung hängt von der Größe der PV-Anlage und des Stromspeichers sowie dem geplanten Eigenverbrauch ab.

Smart Home Anbindung: Viele moderne Hybridwechselrichter lassen sich in Smart Home Systeme integrieren und bieten Schnittstellen für die Überwachung und Steuerung der Energieflüsse. Besonders komfortabel sind Modelle mit integriertem Energiemanagement.

Kombination mit Speicher: Soll der Hybridwechselrichter mit einem Stromspeicher gekoppelt werden? Hier ist die Systemkompatibilität zu den geplanten Speicherkomponenten ein wichtiges Kriterium. Manche Hersteller bieten Hybridwechselrichter als integrierten Bestandteil ihres Batteriespeichers an.

Unsere Experten beraten Sie gerne bei der Auswahl des für Ihren Anwendungsfall optimal geeigneten Hybridwechselrichters und der passenden Systemkomponenten.

Lebensdauer und Wartung von Hybridwechselrichtern

Moderne Hybridwechselrichter haben eine geschätzte Lebensdauer von 10 bis 20 Jahren. Allerdings sollten Sie bedenken, dass die Geräte in der Regel mit dem Stromspeicher verbunden oder sogar in den Speicher integriert sind. Bei der Wahl des Hybridwechselrichters sollten Sie daher immer auch die Lebensdauer des Stromspeichers berücksichtigen und sich die Garantiebedingungen des Speicherherstellers genau anschauen.

Moderne Photovoltaikanlagen haben eine Lebensdauer von bis zu 30 Jahren, Hybridwechselrichter halten maximal 20 Jahre. Es ist also davon auszugehen, dass der Hybridwechselrichter im Laufe der Lebenszeit Ihrer PV-Anlage ausgetauscht werden muss. Den Austausch übernimmt in der Regel der Hersteller, bei dem Sie die PV-Anlage bzw. den Hybridwechselrichter gekauft haben. Fällt der Austausch unter die Garantiebedingungen, ist er für Sie kostenlos, nach Ablauf der Garantie müssen Sie für das neue Gerät und den Austausch zahlen.

Lebensdauer und Wartung von Hybridwechselrichtern

Moderne Hybridwechselrichter haben eine geschätzte Lebensdauer von 10 bis 20 Jahren. Allerdings sind die Geräte in der Regel mit dem Stromspeicher verbunden oder sogar in diesen integriert. Bei der Wahl des Hybridwechselrichters sollten Sie daher immer auch die Lebensdauer des Stromspeichers berücksichtigen und sich die Garantiebedingungen des Speicherherstellers genau ansehen.

Photovoltaikanlagen haben eine deutlich längere Lebensdauer von bis zu 30 Jahren. Es ist also davon auszugehen, dass der Hybridwechselrichter im Laufe der Nutzungsdauer der PV-Anlage ausgetauscht werden muss. Den Austausch übernimmt in der Regel der Hersteller, bei dem Sie die Anlage gekauft haben. Fällt der Austausch unter die Garantiebedingungen, ist er für Sie kostenlos. Nach Ablauf der Garantie müssen Sie für das neue Gerät und die Austauschkosten aufkommen.

Ein großer Vorteil der Hybrid-Speicher von SENEC ist das integrierte Monitoring-System. Über die SENEC-App erfahren Sie sofort, wenn die Funktion des Hybridwechselrichters oder eines anderen Bauteils gestört ist. In diesen Fällen kann das SENEC-Serviceteam oder der zuständige Fachpartner das Problem per Ferndiagnose ausfindig machen und schnell Abhilfe schaffen. So wird ein sicherer, lückenloser Betrieb des Hybridwechselrichters und des Stromspeichers über die gesamte Lebensdauer gewährleistet.

Viele Hybridwechselrichter lassen sich auch in Smart-Home-Systeme integrieren. So können Sie die Energieflüsse in Ihrem Haushalt noch besser steuern und überwachen. Bei SENEC-Produkten ist die Smart-Home-Integration dank der SG-Ready-Schnittstelle besonders einfach.

James

Gründer von Balkonkraftwerk800W. Seit 2019 spezialisiere ich mich auf das Verfassen zahlreicher Solar-PV-Testberichte, PV-Produktvergleiche und Balkonkraftwerk-Ratgeber. Ich behalte stets eine objektive und unabhängige Perspektive bei.