Wechselrichter für Hochstrommodule:
Das große Missverständnis I DC max
Mit Hochstrommodulen wirkt die PV-Branche steigenden Systemkosten entgegen. Diese Modulart besteht aus PV-Zellen des Typs M10 oder größer, die entsprechend hohe MPP-Ströme (>12 A) aufweisen. Was dabei hinsichtlich der Auswahl der Wechselrichter zu beachten ist und welche Missverständnisse es gibt bzw. wie man Kurzschlussstrom und maximalen Eingangsstrom unterscheidet, lest ihr hier.
Bei der Auswahl des Wechselrichters ist immer der Kurzschlussstrom I SC PV („SC“ engl. für short circuit) die ausschlaggebende Größe. Dieser Wert gibt die größte Stromstärke an, die eine Solarzelle oder ein Photovoltaikmodul erbringen kann. Der Kurzschlussstrom ist auf Datenblatt, Anleitung und Typenschild für jeden PV-Eingang am Wechselrichter angegeben und ist für die Gewährleistung der elektrischen Sicherheit und der Garantie zwingend einzuhalten.
Unterschied Kurzschlussstrom und maximaler DC-Strom
Der für den PV-Generator ermittelte Wert des Kurzschlussstroms muss unter Berücksichtigung der technischen Daten des PV-Moduls und der Auf- oder Abschläge durch lokale Bedingungen wie Ausrichtung, Einstrahlung, Temperatur etc. unter dem Grenzwert des Wechselrichters liegen.
Dagegen gibt der Wert „I DC max“ den maximalen Strom an, den der Wechselrichter vom PV-Generator aufnehmen kann. Dieser wird oft irrtümlich als die relevante Größe für den maximal anschließbaren Kurzschlussstrom verwendet (siehe Interview mit Mathias Strippel unten). Sollte bei Anlagenauslegungen der MPP-Strom des PV-Generators den maximalen Eingangsstrom (I DC max.) des Wechselrichters überschreiten, wird der Wechselrichter dadurch nicht gefährdet. Die Überschreitung des MPP-Stroms hat daher auch keine Auswirkungen auf Garantie und Gewährleistung des Wechselrichters. Es können sich lediglich minimale Ertragseinbußen ergeben, die in den meisten Fällen vernachlässigbar sind.
Definition I DC max: Maximaler Strom, den der Wechselrichter vom PV-Generator aufnehmen kann.
Es handelt sich also um den maximal vom Wechselrichter nutzbaren Strom.
Um die bestehenden Missverständnisse bezüglich der Kenngrößen der Wechselrichter zu vermeiden, ergänzt SMA bei der Angabe des maximalen DC Stroms auf den Wechselrichter-Datenblättern ab sofort das Wort „nutzbar“:
„Max. Eingangsstrom“ → „Max. nutzbarer Eingangsstrom (I DC max)“
Mit der kostenlosen und bewährten Planungssoftware Sunny Design lassen sich die möglichen Auswirkungen auf den Ertrag transparent berechnen.
Exemplarisch haben wir die Abweichungen für verschiedene Standorte und typische Anlagenauslegungen ermittelt (siehe Tabelle). Erkennbar ist, dass die Überschreitung des MPP-Stroms keine nennbaren Auswirkungen auf den Gesamtertrag der PV-Anlage hat.
Gut zu wissen: SMA Wechselrichter lassen sich bis zu 150 Prozent überdimensionieren. Die anschließbare PV-Leistung von mindestens 150 Prozent der AC-Nennleistung gibt hier zusätzliche Reserven für die Anlagenplanung.
| Standort | Wechselrichter | I DC max(nutzbar) | I MPP Modul | Jährlicher Ertragsverlust durch Strombegrenzung |
| Palermo | Sunny Boy 2.5 | 10 A | 10,4 A | < 0,1 % |
| Palermo | Sunny Boy 2.5 | 10 A | 10,9 A | 0,21 % |
| Freiburg | Sunny Boy 2.5 | 10 A | 10,4 A | < 0,1 % |
| Freiburg | Sunny Boy 2.5 | 10 A | 10,9 A | < 0,1 % |
| Palermo | Sunny Tripower 6.0 | 12 A | 13,0 A | 0,15% |
| Freiburg | Sunny Tripower 6.0 | 12 A | 13,0 A | < 0,1 % |
| Freiburg | Sunny Tripower CORE2 | 26 A | 27 A | < 0,1% |
| Freiburg | Sunny Tripower CORE1 | 20 A | 21,8 A | < 0,1% |
| Freiburg | Sunny Tripower X | 24 A | 27 A | < 0,1% |
Tab.1: Beispiele verschiedene Standorte und entsprechende Abweichungen. Die Überschreitung des MPP-Stroms hat nur minimale Auswirkungen auf den Gesamtertrag der PV-Anlage.
Das Wichtigste zusammengefasst
- SMA Wechselrichter können problemlos mit Hochstrommodulen verwendet werden.
- Absolute Grenze ist der max. anschließbare Kurzschlussstrom (I SC PV) des Wechselrichters.
- Der max. Eingangsstrom (I DC max) des Wechselrichters ist keine absolute Grenze bei der Auswahl des PV-Moduls.
- Überschreitung des I DC max ist mit allen SMA Wechselrichtern problemlos möglich.
- Die Planungssoftware Sunny Design berücksichtigt alle wesentlichen Faktoren und gibt die Auswirkungen auf den Ertrag an.
- SMA Wechselrichter haben eine anschließbare PV-Leistung von mind. 150 % der AC-Nennleistung. Das gibt Reserven für die Anlagenplanung.
Drei Fragen an Mathias Strippel, SMA Platform Product Manager
Worin unterscheiden sich Hochstrommodule von konventionellen Modulen? Wann sollte was genutzt werden?
Mit fortschreitender Entwicklung bei Solar-Wafern, erhöht sich sukzessive auch der Strom der PV Module. Seit gut zwei Jahren finden vermehrt Wafer mit deutlich mehr als 160 Millimetern Kantenlänge Verwendung in den PV Modulen wie beispielsweise die M12er Serie mit 210 Millimetern Kantenlänge. Im Vergleich zu den konventionellen Modulen mit kleineren Wafern können somit Kostenvorteile im Gesamtsystem erzielt werden.
Welches sind die wichtigste Kenngrößen, die Installateure bezüglich der Auswahl der Wechselrichter für PV-Anlagen mit Hochstrommodulen beachten müssen?
Neben der passenden Wechselrichter-Nennleistung (Anmerkung: SMA Wechselrichter können mit mindestens 150 % auf der DC-Seite überdimensioniert werden), ist vor allem der maximale Kurzschlussstrom I SC PV entscheidend. Das gilt generell und nicht nur bei „Hochstrommodulen“. Daher ist dies der wichtigste Strom-Wert, der bei einer Anlagenplanung berücksichtigt werden muss. Die Einhaltung dieses Grenzwertes ist für die elektrische Sicherheit und Erhaltung der Garantieansprüche entscheidend.
Wir haben festgestellt, dass Kunden in der Praxis jedoch häufig den maximalen Eingangsstrom „I DC max“ irrtümlich als den an den Wechselrichter maximal anschließbaren Kurzschlussstrom interpretiert haben.
Dabei ist dieser Wert keine sicherheitsrelevante Größe. Er gibt lediglich die Leistungsfähigkeit des Wechselrichters an. Deshalb ergänzen wir ab sofort in unseren Datenblättern den maximalen Eingangsstrom I DC max um den Begriff „nutzbar“ (engl. „usable“).
- „Max. Eingangsstrom“ → „Max. nutzbarer Eingangsstrom (I DC max)“
- „Max. input current“ → „Max. usable input current (I DC max)”
Entstehen dem Anlagenbetreiber durch die Überschreitung des maximalen Eingangsstroms Ertragsverluste?
Ja, diese sind bei typischen Anlagen in der Regel aber vernachlässigbar gering. Unser kostenloses Planungstool Sunny Design weist diese entsprechend aus.
Planungstool Sunny Design
Ihr wollt eine Anlage mit Hochstrommodulen planen? Das kostenlose Planungstool Sunny Design unterstützt euch dabei und empfiehlt den passenden Wechselrichter.
Das große Missverständnis I DC max
Hallo Klaus, ich hatte das gleiche Problem, als ich in den Geräteparametern/Anlagen und
Gerätesteuerung/Wechselrichter/Sanftanlaufrate P den Wert auf 740% pro Minute gestellt und seitdem funktioniert es ohne Probleme. Gruß Domenik Sauer
Hallo,
ich habe einen Wechselrichter STP10.0 und plane eine Erweiterung , wodurch ich nun 2 Strings(gleiche Anzahl Module und gleiche Ausrichtung) an den Eingang A anschließen möchte. Am Eingang A des Wechselrichters können laut Datenblatt max. 20A fließen, durch das zusammenlegen der Strings auf diesen Eingang werden vom PV-Generator zu Spitzenzeiten aber 21,8A fließen. Laut Auslegung im SunnyDesign ist diese Konfiguration aber in Ordnung.
Funktioniert diese Lösung zuverlässig oder geht der Wechselrichter dann wegen Überstrom in Störung?
Hallo Benjamin,
bitte wende dich für eine detaillierte technische Beratung mit weiteren Anlageninformationen (Seriennummer etc.) direkt an den SMA Service, vielen Dank.
Sonnige Grüße
Christiane
Hallo,
bei Modulen mit einem DC Strom von 13,25A bekomme ich mit dem SMA Sunny Tripower Smart Energy mit einem max. nutzbarem I DC von 12,5 A und einem max. Kurzschlussstrom von 20A bei starker Sonneneinstrahlung die Meldung DC-Überstrom, der WR schaltet ab und läuft wieder an, ist das die falsche Modul/WR Kombination?
Hallo Klaus,
bitte melde dich mit deinem Anliegen und weiteren Anlageninformationen direkt im SMA Service, vielen Dank.
Sonnige Grüße
Christiaen
Hallo Klaus, ich habe das gleiche Problem. Hast Du hier schon feedback vom support? Vielen Dank.
Hallo Thomas,
für die detaillierte technische Unterstützung benötigen wir weitere Informationen.
Bitte wende dich deshalb direkt an den SMA Service, vielen Dank.
Sonnige Grüße
Christiane
„Der für den PV-Generator ermittelte Wert des Kurzschlussstroms muss …. unter dem Grenzwert des Wechselrichters liegen.“
Damit habe ich ein Verständnisproblem. Der WR als Verbraucher regelt doch seinen Eingangsstrom bis zum max. erlaubten Eingangsstrom und unabhängig vom maximal möglichen Strom des Generators. Der mögliche Kurzschlussstrom des Generators sollte somit niemals fließen. Bei der alten 70% Abregelung reduziert doch der WR auch seinen Eingangsstrom ab.
Hallo Herr Schwermer,
im Normalbetrieb regelt der Wechselrichter seine Leistung über die Höhe seines DC-Stroms (so auch bei der 70%-Abregelung). Dabei bestimmt der maximale Eingangsstrom des Wechselrichters (I_DC max) die maximal nutzbare Stromstärke und somit auch die Leistung. Durch einen Servicefall im Wechselrichter (z.B. durch eine Störung in den Bauteilen) kann die Stromregelung des Wechselrichter beeinträchtigt werden. Der Kurzschlussstrom des PV-Generators fließt dann in den Wechselrichter. Falls dieser Strom größer ist als der maximal zulässige Kurschlussstrom des Wechselrichters, kann es zu Folgeschäden kommen.
Beste Grüße
C. Keim
Vielen Dank – das war eine gute und verständliche Erklärung, nach der ich schon lange gesucht habe.
Vielen Dank für diese tolle Erklärung. Eure Dokumentationen sind wirklich Spitze.
Hallo Gerrit,
vielen Dank für das nette Feedback.
Sonnige Grüße
Christiane
Dieser Bericht war für mich sehr wissenswert. Ich hatte schon Sorge dass für den Sonny Boy 1.5 mit 10 A mpp bald keine passende Pv module mehr gibt. Vielen Dank für die Aufklärung
Gruß Torsten Krause
Hallo Torsten,
danke für dein Feedback. Freut uns, dass wir dich mit dem Beitrag unterstützen konnten!
Sonnige Grüße
Christiane