Die meisten Menschen stellen sich diese Frage, wenn sie sich bereits für eine Speicherlösung entschieden haben. Die Module sind auf dem Dach installiert oder das Angebot liegt auf dem Küchentisch – und dann stellt sich die Frage nach der Wechselstrom- oder Gleichstromkopplung. Dies ist eine technische Überlegung, die erst im Nachhinein gestellt wird. Doch die Platzierung einer Solarbatterie bestimmt, welche Systeme installiert werden können, wie viel erzeugter Strom gespeichert wird und wie einfach eine Erweiterung möglich ist.
Was die Bezeichnungen tatsächlich bedeuten
Solarmodule erzeugen Gleichstrom. Eine Solarbatterie speichert Gleichstrom. Ihre Haushaltsgeräte und das Stromnetz werden mit Wechselstrom betrieben. Irgendwo zwischen Dach und Steckdose wird dieser Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt, und diese Bezeichnungen beschreiben, wo sich die Batterie im Verhältnis zu dieser Umwandlung befindet.
Gleichstrom Gekoppelt
Die Batterie ist auf derselben Seite wie die Module angeschlossen, und ein Hybrid-Wechselrichter steuert beides. Sonnenlicht gelangt als Gleichstrom in die Batterie, bleibt Gleichstrom und wird erst beim Verlassen der Batterie in Wechselstrom umgewandelt. Ein Gerät, eine Firmware, eine App.
Wechselstrom Gekoppelt
Eine Solarbatterie mit Wechselstromkopplung verfügt über einen eigenen Wechselrichter. Der Solar Wechselrichter arbeitet weiterhin für Ihr Haus, während die Batterie daneben bleibt, Wechselstrom aus dem Stromkreis entnimmt, ihn zum Laden in Gleichstrom umwandelt und wieder als Wechselstrom zurückgeleitet.
Der Unterschied im Wirkungsgrad erklärt
Bei jedem Umwandlungsprozess – sei es von Wechselstrom in Gleichstrom oder von Gleichstrom in Wechselstrom – entsteht ein gewisser Energieverlust. In gleichstrom gekoppelten Systemen erfolgt die Ladung aus den Solarmodulen einmalig durch die Umwandlung von Gleichstrom in Gleichstrom. Wechselstrom: Gekoppelte Systeme benötigen hingegen zwei Umwandlungsprozesse, um dieselbe Aufgabe zu erfüllen. Darin liegt der gesamte Unterschied beim Wirkungsgrad.
Ich möchte lieber den Grund erläutern, als einen Prozentsatz zu nennen, da die Zahl von Ihrer Anlage abhängt und davon, wie viel Ihres Ertrags durch die Batterie fließt. Energie, die direkt von den Modulen zu einem gerade betriebenen Verbraucher fließt, wird bei beiden Bauweisen einmal umgewandelt. Der Vorteil zeigt sich nur bei dem gespeicherten Anteil.
Ein zweiter Punkt spricht für die Gleichstromkopplung. Wenn Ihre Anlage im Verhältnis zu Ihrem Wechselrichter großzügig dimensioniert ist, wird es Stunden geben, in denen die Module mehr produzieren, als dieser weiterleiten kann. Eine gleichstromgekoppelte Batterie nimmt einen Teil dieses Überschusses auf, bevor er abgeschnitten wird. Eine wechselstromgekoppelte Batterie bekommt davon nichts mit.
Auf der anderen Seite läuft ein zweiter Wechselrichter die ganze Nacht im Leerlauf. Bei einer Solarbatterie mit moderaten Ladezyklen schmälert die Standby-Stromaufnahme den Vorteil, den das Datenblatt versprochen hat.
Nachrüstung oder Neubau
Wenn Sie bereits eine funktionierende Solaranlage haben, ist die Wechselstromkopplung der Weg des geringsten Widerstands. Auf der Gleichstromseite wird nichts verändert. Der vorhandene Wechselrichter bleibt erhalten, seine Garantie bleibt bestehen, und die Batterie wird in den Wechselstromkreis eingebunden – oft, ohne dass jemand das Dach betreten muss.
Die Umstellung auf Gleichstromkopplung bei einer bestehenden Anlage bedeutet, einen einwandfrei funktionierenden String-Wechselrichter durch einen Hybrid-Wechselrichter zu ersetzen. Das ist sinnvoll, wenn das alte Gerät sich dem Ende seiner Lebensdauer nähert. Häufiger bedeutet es jedoch, eine Komponente auszusortieren, die noch Jahre lang halten würde. In einigen Märkten wirkt sich der Austausch auch auf eine bestehende Einspeisevereinbarung aus; prüfen Sie daher die örtlichen Vorschriften.
Bei Neuinstallationen geht der Trend in die andere Richtung. Wenn Solarmodule und Speicher gemeinsam spezifiziert werden, ist ein Hybrid-Wechselrichter die übersichtlichere Lösung: weniger Geräte, ein Inbetriebnahmeprozess, eine einzige Garantieabwicklung, wenn etwas nicht richtig funktioniert.
Notstromversorgung bei einem Stromausfall
Beide Ansätze können auf unterschiedliche Weise Notstrom bereitstellen. Ein Hybrid-Wechselrichter mit Notstromausgang übernimmt die Umschaltung intern. Erkundigen Sie sich in beiden Fällen, ob die Notstromversorgung das gesamte Haus oder nur einen Stromkreis abdeckt, da dies von der Dimensionierung des Wechselrichters abhängt.
Ein Wechselstrom gekoppelter Batterie-Wechselrichter hat mehr zu leisten. Er muss bei Ausfall der Netzversorgung selbst das Netz bilden und dabei Spannung und Frequenz stabil halten, damit sich Ihr Solar-Wechselrichter daran synchronisieren kann. Auf diese Weise produzieren die Solarmodule auch bei einem Stromausfall tagsüber weiter. Die andere Herausforderung ist die Steuerung: Wenn die Batterie voll geladen ist, muss ein Signal an den Solar-Wechselrichter gesendet werden, damit dieser die Leistung drosselt – typischerweise über die Wechselstromfrequenz. Kompatibilität ist dabei noch wichtiger als die technischen Daten.
Erweiterung, Kompatibilität und das achte Jahr
Hybrid-Wechselrichter sind wählerisch, was sie aufladen. Jeder funktioniert nur mit einer zugelassenen Liste von Batteriemodellen innerhalb eines definierten Spannungsbereichs, und diese Liste wird mit der Zeit immer kürzer. Wenn Sie vorhaben, die Kapazität später zu erweitern, fragen Sie nach, was passiert, wenn das heutige Modul nicht mehr hergestellt wird.
Wechselstrom: Gekoppelte Hardware ist flexibler. Sie benötigen eine einwandfreie Wechselstrom-Verbindung, daher spielt die Marke oder das Alter Ihres Solar Wechselrichters kaum eine Rolle. Das spätere Hinzufügen einer zweiten Einheit ist einfacher, und da Wechselstromkabel leichter über große Entfernungen verlegt werden können als Hochspannungs-Gleichstrom-Stränge, kann die Batterie weit entfernt vom Solarkraftwerk aufgestellt werden.
Auch das Ausfallverhalten unterscheidet sich. Bei zwei Geräten gibt es zwei Komponenten, die ausfallen können, doch bei einem Defekt an einem Gerät läuft das andere weiter. Bei einem All-in-One-System führt ein Defekt zum Ausfall beider Komponenten.
Was es auf lange Sicht kostet
Bei der Installation zusammen mit neuen Modulen ist ein gleichstrom gekoppeltes System in der Regel günstiger: ein Wechselrichter statt zwei, ein einziger Installation-Besuch, weniger Verkabelung und Schaltgeräte. Bei einer Nachrüstung kehrt sich das Verhältnis um. Rechnet man einen Ersatz-Hybrid-Wechselrichter und der Arbeitsaufwand für die Umrüstung der Gleichstromseite hinzu, wird die Wechselstromkopplung zur sinnvollen Investition.
Wechselrichter halten selten so lange wie Module oder eine gut gewartete Batterie. Bei separaten Geräten ersetzt man nur das, was ausgefallen ist. Bei einem All-in-One-Gerät muss man die Komponente austauschen, die beide Aufgaben erfüllt.
Ermitteln Sie Ihren Bedarf
Der Vergleich der Hardware steht an zweiter Stelle. Beginnen Sie mit Ihrem eigenen Verbrauchsverhalten – idealerweise über zwölf Monate – und beantworten Sie ein paar einfache Fragen:
- Erreicht Ihr Verbrauch am Abend seinen Höhepunkt, nachdem die Solarmodule nicht mehr produziert wurden?
- Gibt es bereits eine Solaranlage, und wie alt ist der Wechselrichter?
- Ist in naher Zukunft eine Wärmepumpe oder ein Elektrofahrzeug geplant?
Diese Antworten grenzen die Auswahl schneller ein als jeder Wirkungsgradvergleich. Ein Haushalt, der eine sechs Jahre alte Solaranlage um einen Speicher erweitert, wobei die Batterie in einer Garage am anderen Ende des Hauses untergebracht werden soll, entscheidet sich fast immer für eine Wechselstromkopplung. Eine Familie, die eine neue Anlage mit Blick auf eine Notstromversorgung plant, ist mit einer Hybridlösung besser bedient. Es gibt keine einheitliche Solarthermie Konfiguration, die für jedes Haus geeignet ist.
Solucon Tech führt Geräte aus beiden Bereichen, sowohl Hybrid-Wechselrichter als auch All-in-One-Wechselstrom-Speichereinheiten, und veröffentlicht Leitfäden zu diesem Thema. Bringen Sie Ihre Verbrauchsdaten und Informationen zu den bereits installierten Anlagen mit, dann ergibt sich die sinnvolle Konfiguration meist von selbst.
Häufig gestellte Fragen
1. Was ist der Unterschied zwischen Wechselstrom- und Gleichstrom-gekoppelten Solarspeichern?
Bei gleichstrom gekoppelten Solarspeichern gibt es nur einen Hybrid-Wechselrichter für die Solarmodule und den Speicher, der die Energie aus den Solarmodulen vor der Umwandlung speichert. Bei Wechselstrom gekoppelten Solarspeichern benötigen Sie einen eigenen Wechselrichter, der den Speicher mit dem vom Solar Wechselrichter erzeugten Wechselstrom auflädt.
2. Was ist effizienter: Wechselstrom gekoppelte oder gleichstrom gekoppelte Solarbatterien?
In der Regel weisen gleichstrom gekoppelte Systeme bei der Aufladung durch Solarenergie geringere Verluste auf als Wechselstrom gekoppelte. Dies hängt jedoch von der Qualität der verwendeten Geräte, der Standby-Leistung der Batterien und der durch den Speicher geleiteten Strommenge ab.
3. Kann ich meine bestehende Solaranlage um eine wechselstrom gekoppelte Batterie erweitern?
Ja, das ist möglich. Dies ist der gängigste Weg bei einer Nachrüstlösung. Bei der Wechselstromkopplung wird Ihr Wechselrichter nicht ausgetauscht, die Garantiebedingungen bleiben unverändert, und die Batterien werden direkt an den Wechselstrom angeschlossen.
4. Ist die Gleichstromkopplung die bessere Wahl für die Installation einer neuen Solaranlage?
In der Regel ja. Die Integration von Modulen und Batterien in einem Paket bedeutet einen Hybrid-Wechselrichter, einen einfachen Installationsprozess und einen etwas besseren Ladewirkungsgrad. Achten Sie einfach darauf, dass Sie unter den aufgeführten Modellen geeignete Batteriemodelle finden.
5. Wie wähle ich die richtige Solarthermieanlage für mein Haus aus?
Der erste Schritt besteht darin, Informationen über Ihren Verbrauch der letzten zwölf Monate zu sammeln. Als Nächstes sollten Sie die Ausstattung, Ihren Bedarf an Notstrom, den verfügbaren Platz sowie mögliche zukünftige Geräte wie Wärmepumpen oder Ladestationen für Elektrofahrzeuge berücksichtigen.
