Anschluss des Solarwechselrichters Schritt für Schritt

Der Anschluss des Solarwechselrichters ist einer der wichtigsten Schritte beim Aufbau einer Solaranlage, da dieses Gerät den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, der von Haushaltsgeräten problemlos genutzt werden kann. Der richtige Anschluss bestimmt nicht nur die Effizienz, sondern auch die Sicherheit. Daher ist es unerlässlich, sich mit den erforderlichen Vorbereitungen, Geräten und Schutzvorrichtungen vertraut zu machen. In diesem Artikel geben wir einen detaillierten Überblick darüber, welche Rolle der Wechselrichter bei einer Solaranlage genau spielt, worauf bei den Vorbereitungen zu achten ist, wie man den richtigen Typ und die richtige Größe des Wechselrichters auswählt, und zeigen dann Schritt für Schritt die DC- und AC-seitige Verkabelung, die Erdung, die Kommunikationskabel und die Integration des Überwachungssystems. Darüber hinaus gehen wir auf die häufigsten Anschlussfehler, die Prüfung, Wartungsaspekte und auch darauf ein, wann ein Fachmann hinzugezogen werden muss, um eine sichere und zuverlässige Inbetriebnahme zu gewährleisten.

Was ist ein Solarwechselrichter und warum ist sein korrekter Anschluss so wichtig?

Was bedeutet Wechselrichter bei einer Solaranlage?

Der Wechselrichter ist eines der wichtigsten Elemente einer Solaranlage. Dieses Gerät wandelt den von den Solarzellen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um, den Haushaltsgeräte oder das öffentliche Stromnetz benötigen.

Eine Solaranlage erzeugt nur Gleichstrom; wenn dieser nicht umgewandelt wird, können weder Haushaltsgeräte noch Maschinen betrieben werden, und es kann auch kein Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Darüber hinaus hat der Wechselrichter noch weitere Aufgaben: In modernen Geräten sind häufig Optimierungs- und Schutzfunktionen (z. B. Überspannungsschutz, Netzregelung) und sogar Überwachungsfunktionen integriert, sodass Sie verfolgen können, wie viel Energie Ihr System erzeugt.

Kurz gesagt: Ohne den Wechselrichter würde die Solaranlage nicht ordnungsgemäß funktionieren, daher ist es sehr wichtig, dass Sie den Anschluss präzise und fachgerecht durchführen.

Werkzeuge und Vorbereitungen für den Anschluss, damit der Solarwechselrichter einwandfrei funktioniert

Sicherheitsvorschriften und Grundregeln für Installateure

Wenn Sie einen Wechselrichter an die Solaranlage anschließen, müssen Sie unbedingt die elektrischen Sicherheitsstandards einhalten. Nur so kann ein sicherer und langfristiger Betrieb der Anlage gewährleistet werden. Der erste Schritt bei der Planung der Anlage ist die Auswahl der geeigneten Schutzvorrichtungen: Überspannungsschutz, Sicherungen, Erdung oder Berührungsschutz.

Es ist wichtig, dass der Wechselrichter an einem trockenen, gut belüfteten und vor Witterungseinflüssen geschützten Ort installiert wird. Viele Wechselrichter sind temperaturempfindlich, sodass beispielsweise ein zu warmer Dachboden die Effizienz oder Lebensdauer beeinträchtigen kann.

Wenn das System in das Stromnetz eingespeist wird, muss der Wechselrichter in der Lage sein, die Phasen zu synchronisieren, und über eine automatische Abschaltung bei Stromausfall (Anti-Islanding) verfügen. 

Die richtige Auswahl des Typs und der Größe des Solarwechselrichters

Bei der Auswahl des Wechselrichters muss der Systemtyp berücksichtigt werden: Ist ein netzgekoppeltes (On-Grid), ein netzunabhängiges (Off-Grid) oder ein Hybridsystem geplant? 

Die Leistung des Panel-Arrays (String), die Gesamt-Gleichspannung und -Stromstärke der Module müssen mit den Eingangswerten des Wechselrichters abgestimmt werden: Die maximale Gleichspannung, der MPP-Bereich des Wechselrichters und die Ausgangsleistung auf der Wechselstromseite sind dabei entscheidende Faktoren.

Zu den Wechselrichtertypen gehören beispielsweise String-Wechselrichter und Hybrid-Wechselrichter, die jeweils unterschiedliche Vorteile und Kompromisse mit sich bringen. Die Hybrid- Wechselrichter von SolaX stellen ebenfalls eine wichtige Gruppe dieser Lösungen dar.

Neben der Leistungs- und Spannungsanpassung sollte auch auf die Effizienz geachtet werden (moderne Wechselrichter arbeiten mit einem Wirkungsgrad von bis zu ~98 %) sowie darauf, ob der Wechselrichter über eine integrierte MPP-Nachführung (Maximum Power Point Tracking), ein Überwachungssystem, einen Überspannungs- und Überlastschutz sowie Phasensymmetrie verfügt.

Welcher ist der beste Solarwechselrichter?

Es gibt keinen universell „besten” Wechselrichter, da dies vom System, der Anzahl der Module, der Rückspeisung oder der Batteriespeicherung, dem Strombedarf und den Betriebsbedingungen des Systems abhängt. Bei der Auswahl des idealen Wechselrichters ist es am wichtigsten, dass die technischen Parameter und Funktionen des Wechselrichters genau zu den Eigenschaften der Solaranlage passen.

Wenn beispielsweise eine Rückspeisung ins Netz angestrebt wird, ist ein On-Grid-Wechselrichter die richtige Wahl, da er für die richtige Phasen- und Frequenzanpassung sorgt, bei Stromausfall automatisch abschaltet und mit dem öffentlichen Stromnetz kompatibel ist.

Wenn hingegen der Inselbetrieb (oder eine Kombination aus Batterie und Solarmodul) das Ziel ist, wird ein Wechselrichter benötigt, der in der Lage ist, Batterien zu laden und eine autonome Stromversorgung zu gewährleisten, wie beispielsweise Hybrid- oder Off-Grid-Wechselrichter.

Schließlich spielen auch die Zuverlässigkeit, der Wirkungsgrad und die Zusatzfunktionen des Wechselrichters (z. B. Überwachung, Schutz, MPP-Tracking, Kommunikation) eine wichtige Rolle. Daher lohnt es sich, einen hochwertigen, bewährten Hersteller zu wählen, der eine Garantie und dokumentierte Parameter bietet.

Anschluss des Wechselrichters Schritt für Schritt

Verkabelung der Solarmodule und Überprüfung der Polarität

Der erste Schritt des Anschlussvorgangs ist die ordnungsgemäße und sichere Verkabelung der Solarmodule. Die MC4-Stecker auf der Rückseite der Paneele sind in der Regel vormontiert, sodass die Zusammenstellung der Strings einfach ist, aber die Überprüfung der Polarität weiterhin von entscheidender Bedeutung ist. Eine falsche Polarität kann zu Fehlfunktionen des Wechselrichters führen.

Nach dem Verbinden der Module müssen die Endpunkte der Strings erneut überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Spannungs- und Stromwerte mit dem Eingangsbereich des Wechselrichters übereinstimmen. Wenn die Spannung des Strings den vom Hersteller angegebenen maximalen DC-Eingangswert überschreitet, kann der Wechselrichter beschädigt werden oder nicht starten.

Warum ist ein Schaltplan für den Solarwechselrichter nützlich?

Ein detaillierter Wechselrichter-Schaltplan hilft dem Installateur, den Überblick über die DC-seitigen Anschlüsse, die AC-seitigen Anschlüsse, die Sicherungen, den Überspannungsschutz und die Kommunikationsverbindungen zu behalten. Die meisten Hersteller, wie SMA oder Huawei, empfehlen ausdrücklich die Verwendung von Installationsplänen, da diese eine fehlerhafte Verkabelung verhindern, die eines der häufigsten Probleme bei PV-Anlagen ist.

Der Vorteil eines Schaltplans besteht darin, dass die Verlegung der Kabel, die Position der Schutzvorrichtungen, der Erdungspunkt und der Anschluss des Wechselstromverteilers bereits vor Beginn der Installation geplant werden können. Dadurch lässt sich die Ausführungszeit verkürzen und der Rückbauaufwand auf ein Minimum reduzieren.

Anschluss der DC-Leitungen an den Wechselrichter

Nachdem die Leistung und Polarität der Strings überprüft wurden, erfolgt der Anschluss an die DC-Seite. Die DC-Eingänge moderner Wechselrichter sind in der Regel mit überspannungsgeschützten Steckdosen ausgestattet und häufig mit mehreren MPP-Trackern versehen. Dies ermöglicht auch den Betrieb von Modulen mit unterschiedlicher Ausrichtung oder Leistung. Gemäß den Installationsanleitungen von SolarEdge ist es vor dem DC-Anschluss in jedem Fall erforderlich, den DC-Trennschalter zu überprüfen und vor dem Einschalten zu testen.

Nach dem Anschluss ist gemäß den Empfehlungen des Herstellers eine weitere Polaritätsmessung am Eingangspunkt erforderlich, um sicherzustellen, dass während des Anschlusses kein Kabeltausch oder Kurzschluss aufgetreten ist.

Anschluss der Wechselstromseite an das Netz

Bei der AC-Seite-Anschluss überträgt der Wechselrichter Wechselstrom zum Hausverteiler und von dort zum Netz. Gemäß der Norm EN 50549-1 müssen an das Netz angeschlossene Wechselrichter über eine integrierte Anti-Islanding-Funktion verfügen, die den Wechselrichter bei einem Stromausfall vom öffentlichen Netz trennt.

Es ist wichtig, dass der Querschnitt der Verkabelung auf der Wechselstromseite der Leistung des Wechselrichters entspricht, da es sonst zu einer Erwärmung oder einem Spannungsabfall kommen kann, was zu einem Wirkungsgradverlust oder einem Brand führen kann.

Erdung, Berührungsschutz und Überspannungsschutz

Einer der Schlüssel für einen sicheren Betrieb ist die Einrichtung eines geeigneten Erdungssystems. Die Norm IEC 60364-7-712 für Photovoltaikanlagen schreibt vor, dass alle Wechselrichter und alle Schutzvorrichtungen auf der DC-Seite an einen gemeinsamen Erdungspunkt angeschlossen werden müssen und dass AC/DC-Überspannungsschutzvorrichtungen verwendet werden müssen.

Der Überspannungsschutz ist besonders wichtig, da auf der DC-Seite hohe Spannungen auftreten können und ein Blitzschlag sogar zu einem sofortigen Ausfall des Wechselrichters führen kann. In modernen PV-Anlagen wird der Einbau von hochwertigen SPD-Schutzvorrichtungen vom Typ 1 und Typ 2 empfohlen.

Anschluss von Kommunikationskabeln und Überwachungssystem

Das Überwachungssystem ermöglicht die Echtzeit-Überwachung der Leistung der PV-Anlage. Die meisten modernen Wechselrichter sind über Ethernet- und Wi-Fi-basierte Kommunikation mit dem Überwachungssystem verbunden. In den Installationshandbüchern der Hersteller wird darauf hingewiesen, dass die Kommunikationskabel auf einem separaten Weg von den Hochspannungsleitungen verlegt werden sollten, um Störungen und Datenausfälle zu vermeiden.

Durch den ordnungsgemäßen Betrieb des Überwachungssystems können Fehler, Produktionsrückgänge oder sogar Kabeldefekte schnell erkannt werden, was langfristig die Betriebssicherheit des Systems erhöht.

Häufige Fehler beim Anschluss und wie man sie vermeiden kann

Beim Anschluss des Solarwechselrichters können zahlreiche Fehler auftreten, die die Effizienz oder Betriebssicherheit des Systems beeinträchtigen, ebenso wie bei der Installation der Solarmodule . Eines der häufigsten Probleme tritt auf, wenn die Spannung der Strings nicht richtig auf den vom Wechselrichter zugelassenen Bereich abgestimmt ist, was zu einer Überlastung oder zum Ausfall des Wechselrichters führen kann. Bei zu niedriger Spannung startet der Wechselrichter einfach nicht.

Test und Inbetriebnahme: Was muss überprüft werden?

Die letzte Phase der Installation ist die Prüfung, bei der überprüft werden muss, ob alle Komponenten des Systems sicher und vorschriftsmäßig funktionieren. Gemäß den Inbetriebnahmeprotokollen für PV-Anlagen ist es obligatorisch, die Polarität auf der DC-Seite, die Spannungs- und Stromwerte zu messen und die ordnungsgemäße Funktion der Schutzvorrichtungen zu überprüfen.

Anschließend folgt die Überprüfung der Wechselstromseite: Die Phasensynchronisation des Wechselrichters und die automatischen Trennfunktionen (Anti-Islanding) müssen ebenfalls überprüft werden. Für netzgekoppelte Wechselrichter legt die Norm EN 50549-1 die obligatorischen Inbetriebnahmeprüfungen fest, wie z. B. die Überprüfung der Frequenz- und Spannungsbereiche.

Gemäß den Anweisungen der Hersteller muss auch das Überwachungssystem aktiviert werden, da dieses spätere Produktionsdaten und Fehler anzeigt. Bei Huawei-Wechselrichtern gehören auch die Online-Registrierung und die Überprüfung der Wechselrichter-Firmware zur Installation.

Wartungsempfehlungen und langfristige Betriebssicherheit

Die Wartung von Solaranlagen ist in der Regel einfach, aber bestimmte Komponenten müssen regelmäßig überprüft werden, damit der Wechselrichter und das gesamte System langfristig zuverlässig funktionieren. Den Empfehlungen der Hersteller zufolge sollte mindestens einmal jährlich eine Sichtprüfung durchgeführt werden: Zustand der Kabel, Festigkeit der Anschlüsse, Erdungspunkte, Zustand der Überspannungsableiter.

Auch das Überwachungssystem spielt eine wichtige Rolle: Wenn die Produktion zurückgeht oder schwankt, können Probleme anhand der Logdateien des Wechselrichters bereits in einem frühen Stadium erkannt werden. Staub, veraltete Anschlüsse oder sogar ein Abschirmungsfehler können aus den Statistiken hervorgehen.

Bei einigen Hybrid-Wechselrichtern müssen auch der Zustand der Batterie und ihre Ladezyklen überwacht werden, was mit der Herstellersoftware leicht möglich ist.

Wann muss ein Fachmann für den Anschluss hinzugezogen werden?

Obwohl der Anschluss eines Solarwechselrichters ein schrittweise nachvollziehbarer technischer Vorgang ist, ist in bestimmten Fällen ein Elektriker oder ein Fachmann für Solaranlagen unverzichtbar. Dies gilt beispielsweise für den Anschluss eines Netzrückführungssystems, das gemäß den Vorschriften des Stromversorgers nur von einem registrierten Fachmann durchgeführt werden darf.

Ein Fachmann ist auch dann erforderlich, wenn es sich um ein leistungsstarkes System handelt, mehrere Strings oder unterschiedlich ausgerichtete Felder aufeinander abgestimmt werden müssen oder wenn ein Hybrid-Wechselrichter und ein Energiespeicher konfiguriert werden müssen.