Was ist ein Wechselrichter?
Ein Netzwechselrichter ist eine Art Wechselrichter, der Gleichstrom (DC), normalerweise von Sonnenkollektoren oder Windkraftanlagen, in Wechselstrom (AC) umwandelt. Ein Wechselrichter mit Netzanbindung unterscheidet sich von anderen Arten von Wechselrichtern dadurch, dass er in das Stromnetz eingebunden ist, sodass überschüssiger Wechselstrom zurück in das Stromnetz geleitet und an das Versorgungsunternehmen verkauft werden kann. Es wird auch als netzinteraktiver Wechselrichter oder asynchroner Wechselrichter bezeichnet.
Damit der Wechselrichter Strom in das Stromnetz zurückspeisen kann, muss er dieselbe elektrische Frequenz haben. Diese Frequenz beträgt typischerweise 50 oder 60 Zyklen pro Sekunde, auch als Hertz bekannt. Der Wechselrichter muss außerdem einen Oszillator verwenden, um sicherzustellen, dass keine höhere Spannung erzeugt wird, als es das Stromnetz zulässt. Die Spannung muss jedoch etwas höher sein als die des Stromnetzes. Ein moderner Netzwechselrichter verwendet integrierte Schaltkreise, um seine Ausgangsspannung dynamisch an die des Stromnetzes anzupassen.
In vielen Ländern dürfen Menschen mit elektrischen Anlagen, die einen Wechselrichter verwenden, ihre überschüssige Energie an das Energieversorgungsunternehmen zurückgeben, obwohl dies nicht von allen Versorgungsunternehmen zugelassen werden muss. In den meisten Fällen wird ein System namens Nettomessung verwendet, bei dem die Person mit Energieüberschuss eine direkte Kompensation für die Nettostrommenge erhält, die in das Netz zurückgespeist wird. Wenn der Strom vom Gebäude zurück in das Stromnetz fließt, dreht sich der Leistungsmesser rückwärts. Ein Einspeisetarif kann verwendet werden, um den Energieerzeuger für jede Kilowattstunde zu entschädigen, die gemäß einem Vertrag zwischen dem Energieerzeuger und dem Versorgungsunternehmen an das Stromnetz zurückgespeist wird. Der National Electric Code (NEC) regelt den Bau und die Verwendung von Wechselrichtern in den USA.
Ein moderner Wechselrichter kann einen Hochfrequenztransformator verwenden, um den Strom umzuwandeln. Dieser Transformatortyp durchläuft mehrere Schritte, um die Gleichstromleistung in hochfrequenten Wechselstrom, zurück in Gleichstrom und dann zurück in Wechselstrom mit der gewünschten Ausgangsspannung umzuwandeln. Dieses Design erfordert eine Computersteuerung über den Konvertierungsprozess, führt jedoch zu einem geringeren Energieverlust.
Einige Netzwechselrichter verwenden überhaupt keinen Transformator, wodurch das Gewicht erheblich reduziert und der Wirkungsgrad erhöht wird. Diese Konstruktion funktioniert jedoch nicht gut mit einem Wechselrichter, der eine negative Masse hat. Wechselrichter, die keinen Transformator verwenden, sind in Europa am weitesten verbreitet, da der NEC vorschrieb, dass Wechselrichter bis 2005 eine negative Erdung haben müssen.