Mehr Solarstrom vom gleichen Dach: Warum Wechselrichter wichtig sind, Hochschule für Technik und Umwelt FHNW

Photovoltaik ist ein wichtiger Baustein der Schweizer Energiewende. Doch mehr Solarstrom entsteht nicht nur durch zusätzliche Module auf Dächern und Fassaden. Entscheidend ist auch, wie effizient der erzeugte Strom genutzt werden kann.

Genau hier setzt das Studierendenprojekt an: Das Projektteam verglich verschiedene Wechselrichtertechnologien und untersuchte, wie viel nutzbarer Solarstrom unter Schweizer Bedingungen gewonnen werden kann.

Solarmodule erzeugen Gleichstrom. Haushalte, Unternehmen und das Stromnetz nutzen jedoch Wechselstrom. Der Wechselrichter wandelt den Strom deshalb um.

Bei dieser Umwandlung geht Energie verloren, meist als Wärme. Bei einer einzelnen Anlage ist dieser Verlust klein. Über viele Anlagen und viele Betriebsjahre hinweg kann er jedoch deutlich ins Gewicht fallen.

Die Studierenden verglichen drei Technologien: konventionelle Silizium-Wechselrichter, Siliziumkarbid-Wechselrichter und eine Hybridlösung aus beiden Technologien.

Siliziumkarbid gilt als moderne Halbleitertechnologie mit geringeren Umwandlungsverlusten. Die Hybridlösung kombiniert klassische Siliziumtechnologie mit Siliziumkarbid.

Dafür simulierte das Projektteam Photovoltaikanlagen an verschiedenen Standorten in der Schweiz. Berücksichtigt wurden unterschiedliche Klimabedingungen, Höhenlagen, Anlagengrössen und Dachausrichtungen.

Die Simulationen zeigten einen klaren Trend: Wechselrichter auf Basis von Siliziumkarbid erreichten die höchste Effizienz und die geringsten Umwandlungsverluste. Auch die Hybridtechnologie schnitt besser ab als die konventionelle Siliziumtechnologie.

Besonders sichtbar wurde der Unterschied bei kleineren Anlagen mit 3 kWp. Diese arbeiten häufig nicht unter voller Leistung, etwa morgens, abends oder bei bewölktem Wetter. Gerade in diesem Teillastbereich konnte Siliziumkarbid seine Vorteile ausspielen.

Einzelne Effizienzunterschiede wirken zunächst klein. Photovoltaikanlagen laufen jedoch über viele Jahre. Dadurch können geringere Verluste zu mehr nutzbarem Strom und langfristig zu wirtschaftlichen Vorteilen führen.

Im Projekt wurden auch vereinfachte Kostenannahmen für die Schaltelemente berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, dass Siliziumkarbid- und Hybridtechnologien ihre höheren Anfangskosten innerhalb der ersten Betriebsjahre kompensieren können. Danach führen die Effizienzvorteile zu steigenden Nettoeinsparungen.

Das Studierendenprojekt macht sichtbar, wie technische Detailentscheidungen zur Energiewende beitragen können. Die Wahl des Wechselrichters beeinflusst, wie viel des erzeugten Solarstroms tatsächlich genutzt werden kann.

Für Hauseigentümerinnen und Hauseigentümer kann das den langfristigen Energieertrag verbessern. Für Planende liefert es Hinweise für eine effizientere Systemauslegung. Und für die Energiewende zeigt es: Mehr Solarstrom vom gleichen Dach ist nicht nur eine Frage zusätzlicher Module, sondern auch eine Frage der richtigen Systemtechnik.

Moderne Wechselrichtertechnologien können helfen, Photovoltaikanlagen effizienter zu betreiben. Besonders Siliziumkarbid zeigte im Studierendenprojekt Vorteile bei der Effizienz und bei den langfristigen Nettoeinsparungen. Auch Hybridtechnologien schnitten besser ab als konventionelle Silizium-Wechselrichter.

Wer mehr Solarstrom aus bestehenden oder neuen Anlagen gewinnen will, sollte deshalb nicht nur auf die Module schauen, sondern auch auf die Technologie dahinter.