Module sind das Herz einer Solaranlage. Sie liefern den Strom. Doch um ihn nutzbar zu machen, braucht der Generator auch ein Gehirn: die Leistungselektronik. Die Planung ist nicht trivial, und die einzelnen Komponenten müssen zusammenpassen. Die Anbieter der Leistungselektronik haben in den letzten Jahren mehr oder weniger große Universen entwickelt, um alle Möglichkeiten der Anlagensteuerung und der Nutzung des Solarstroms abzudecken.
Ein großes Universum hat sich Huawei Fusion Solar geschaffen. Im Webinar mit photovoltaik hat David Niehaus, Produktmanager bei Huawei Fusion Solar, erklärt, welche Vorteile ein solches Universum hat. Das Unternehmen hat nicht nur die Wechselrichter, sondern auch jede Menge peripherer Geräte, die bei der Optimierung der Anlage unterstützen.
Problemlos verbinden
Außer den Modulen bekommt der Handwerker vom Energiemanagement, der sogenannten Emma, über Leistungsoptimierer bis hin zur Ladebox für Elektroautos alles aus einer Hand. „Das hat Vorteile für die Installateure und auch für die Endkunden“, betont David Niehaus. „Denn die Installateure haben alles in nur einer App. Es gibt keine Probleme mit der Konnektivität oder der Kommunikation, beispielsweise zwischen Wechselrichtern und Speichern oder Optimierern. Und die Kunden haben einen Ansprechpartner, falls es doch einmal Probleme geben sollte.“
Die Grundlage sind natürlich die Wechselrichter. Hier hat Huawei ein komplettes Portfolio aufgebaut. Sowohl für das kleine Einfamilienhaus als auch für den kleinen Gewerbebetrieb wird der Handwerker fündig. Die kleinsten Wechselrichter, die Huawei im Portfolio hat, sind die der L1-Serie. Dies sind einphasige Hybridgeräte, an die auch eine Luna-2000-Batterie von Huawei angeschlossen werden kann. Sie sind kompatibel mit dem 450- und dem 600-Watt-Optimierer und der Backup-Box B0.
Stromausfall abpuffern
Mit den Optimierern hat der Handwerker die Möglichkeit, die Wechselrichter auch in Kombination mit Solaranlagen auf komplexen Dächern einzusetzen. Die Backup-Box wiederum stellt einen Notstromausgang zur Verfügung. Damit steht dem Hauseigentümer auch Solarstrom zur Verfügung, wenn das Stromnetz ausfällt. Wenn ein Speicher installiert ist, kann er auch diesen Strom bei Netzausfall nutzen.
Dieser Wechselrichter findet in Deutschland weniger Verwendung, da hierzulande kaum Gebäude mit einem einphasigen Hausnetz vorhanden sind. Doch auch diese kleinen Wechselrichter mit Ausgangsleistungen zwischen zwei und sechs Kilowatt bringen schon die gesamten Sicherheitsfunktionen mit, die in den Geräten von Huawei eingebaut sind.
Sicherheit integriert
So haben alle Wechselrichter eine automatische Lichtbogenerkennung. Sollte sich eine Steckverbindung auf der DC-Seite lösen, die Stecker aber noch sehr nahe beieinanderliegen, besteht die Gefahr, dass der Strom überspringt. Dabei kann ein Lichtbogen entstehen, der bis zu 3.000 Grad heiß werden kann. Dann besteht akute Brandgefahr. Der Wechselrichter schaltet die Anlage in diesem Fall komplett ab. „Wenn die Lichtbogenerkennung ausgelöst hat, sollte sich vor dem Wiedereinschalten ein Handwerker die komplette Verkabelung der Anlage anschauen und sicherstellen, dass alle Stecker verbunden sind. Andernfalls taucht der Fehler immer wieder auf, und der Wechselrichter schaltet gleich wieder ab“, erklärt David Niehaus.
Dies ist auch bei den größeren Geräten der Sun2000-M1- und der Sun2000-MB0-Serien der Fall. Die MAP0-Serie, die die M1-Wechselrichter ablösen soll, bekommt ebenfalls alle Sicherheitsfunktionen verpasst. So bringen auch die dreiphasigen Wechselrichter von Hause aus eine Lichtbogenerkennung mit.
Überspannungsschutz eingebaut
Sie haben auch einen integrierten Überspannungsschutz auf der AC- und auf der DC-Seite. So sind sie mit der Schutzklasse Typ II gemäß EN/IEC 61643-11 kompatibel. Dadurch werden extreme Überspannungen etwa durch Blitzeinschlag oder durch Schalthandlungen im Netz in Gebäuden ohne äußeren Blitzschutz abgeleitet, und der Wechselrichter wird geschützt. Ist das Gebäude mit einem äußeren Blitzschutz ausgestattet, muss separat ein Kombiableiter Typ I und II installiert werden. Mittelfristig wird Huawei aber auch einen solchen Kombiableiter integrieren.
Die Wechselrichter der M1-Serie erreichen Ausgangsleistungen zwischen drei und zehn Kilowatt. Die Geräte der künftigen MAP0-Serie leisten zwischen fünf und zwölf Kilowatt. Die Inverter der MB0-Serie erreichen eine Nennleistung von zwischen zwölf und 25 Kilowatt. Die M1-Wechselrichter hat Huawei schon länger im Portfolio. Sie bringen – zusätzlich zu Lichtbogenerkennung und Überspannungsschutz – noch eine Möglichkeit mit, die Auswirkungen der potenzialinduzierten Degradation (PID) zu lindern. Sie sind damit auch für Anlagen im Repowering geeignet.
Verschattung managen
Dazu wird über Nacht eine negative Spannung an den betroffenen Strings angelegt, wodurch sich die Module regenerieren können. „Doch dies kann den Effekt nur reduzieren; es ist kein Allheilmittel“, betont David Niehaus. Vor allem bei Anlagen, die schon sehr lange Strom produzieren, rät er, besser neue Module zu installieren. „Die Unterkonstruktion kann ja bleiben. Der Vorteil: Wenn die alten 250-Watt-Module durch neue 540-Watt-Module ausgetauscht werden, passt viel mehr Leistung auf die gleiche Fläche. Diese Module kosten heutzutage nicht mehr viel. Vielleicht ist das eine Möglichkeit, bevor der Handwerker mit alten Modulen etwas bastelt.“
Module optimieren
Die Wechselrichter der M1-Serie haben auch ein integriertes Schattenmanagement. Hier geht es um den Ausgleich kleinerer Verschattungen von einigen wenigen Modulen. „In einem solchen Fall sind nicht unbedingt Optimierer notwendig“, sagt Niehaus. Solche kurzen und kleinen Verschattungen kann der MPP-Tracker mit dem Schattenmanagement ausgleichen.
Wenn es allerdings um längere und größere Verschattungen geht, kommt der Handwerker nicht um den Einsatz der Optimierer herum. Hierfür hat Huawei eine eigene Lösung entwickelt. Sie hat den Vorteil, dass nicht alle Module mit einem Optimierer ausgestattet werden müssen. Die Anlagen können auch teiloptimiert gebaut werden. Das bedeutet, dass nur diejenigen Module mit einem solchen Gerät ausgestattet werden, die tatsächlich verschattet sind. Alle anderen Module können ohne einen Optimierer auskommen.
Sicherheit im System
Das spart viel Geld und Arbeit. Doch die Volloptimierung hat auch ihre Vorteile. „Bei der kompletten Ausstattung mit Optimierern kann der Handwerker das Dach komplett nutzen und die Strings auslegen, ohne auf Verschattungen zu achten. Denn durch den Optimierer steht jedes Modul für sich allein. Der Kunde hat dann die maximale Leistung trotz Verschattung“, erklärt David Niehaus.
Dazu kommt noch die Sicherheit. Denn die Wechselrichter von Huawei ermöglichen eine schnelle Abschaltung. Dieser sogenannte Rapid Shutdown funktioniert wie ein Feuerwehrschalter. Wenn der Wechselrichter abgeschaltet wird, fahren die Optimierer auf eine Schutzspannung von null Volt herunter.
Das ganze Dach optimieren
Bei einer Volloptimierung sind dann alle Module spannungsfrei. Bei der Teiloptimierung gilt dies nur für die Module, die mit einem solchen Optimierer ausgestattet sind.
Zudem kann der Handwerker dann das Long-String-Design anwenden. Das heißt, er kann mehr Module in einem String zusammenschalten, als wenn nur einige Module mit Optimierer ausgestattet sind. Bei der Teiloptimierung in Kombination mit den Wechselrichtern der M1-Serie müssen mindestens sechs Module in einem String mit Optimierer versehen werden.
Zwei Module pro Optimierer
Dies wird auch für die Wechselrichter der MAP0-Serie gelten; die MB0-Wechselrichter arbeiten nur mit mindestens acht Optimierern pro String. MAP0 und MB0 sind zudem nicht nur mit den kleinen Optimierern kompatibel, sondern auch mit den größeren Geräten der Merc-Serie mit einer Eingangsleistung von 1,1 bis 1,3 Kilowatt. Sie sind für den Anschluss von zwei Modulen in Serie gedacht. Hier sind mindestens acht Optimierer pro String notwendig.
Da mit den Merc-Geräten nur eine Volloptimierung möglich ist, ist dies auch die minimale Stringlänge. Für die L1-Wechselrichter reichen vier Module aus, die mit einem Optimierer ausgestattet werden müssen.
Die Wechselrichter liefern den Strom vor allem für den Verbrauch vor Ort. Dabei spielen die peripheren Geräte und Systeme und vor allem deren einfache Einbindung eine entscheidende Rolle. Hier kann ein System aus einer Hand seine großen Vorteile ausspielen. Sowohl der Speicher als auch die Ladestation von Huawei sind auf die ungehinderte Kommunikation mit den Wechselrichtern des Unternehmens ausgelegt.
Emma steht im Zentrum
Im Zentrum dieser Kommunikation steht der Energiemanagement-Assistent Emma. Darüber läuft die gesamte Steuerung der elektrischen Verbraucher in Abstimmung mit dem Angebot an Solarstrom und Netzstrompreisen. Über Emma werden unter anderem bis zu drei Wechselrichter, bis zu zwei Ladestationen und eine Wärmepumpe eingebunden. Die Speicher werden direkt mit den Wechselrichtern verbunden.
David Niehaus rät dazu, Emma immer gleich mitzuverbauen, auch wenn die Infrastruktur zur Sektorkopplung im Gebäude bisher nicht vorhanden ist. „Dadurch wird die gesamte Anlage zukunftssicher für die Kunden“, betont er. Denn sie wird dadurch konform mit dem Paragrafen 14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG). Er regelt die Verpflichtung von Verteilnetzbetreibern zum Anschluss von Wärmepumpen und Elektroautos. Dieser Anschluss läuft dann über die Emma.
Emma sichert in Kombination mit dem Smartguard auch die Notstromversorgung ab. Mit den bisherigen Wechselrichtern ist diese einphasig möglich. Da der MAP0 schieflastfähig ist, wird mit ihm dann auch ein dreiphasiges Back-up-System möglich.
Welche Vorteile und Funktionen die Systeme von Huawei Fusion Solar noch mitbringen, erfahren Sie in der Aufzeichnung des Webinars, die Sie kostenlos abrufen können:
https:// www.photovoltaik.eu/premium/webinare
l https://solar.huawei.com/de
Foto: Huawei Fusion Solar
Foto: Huawei Fusion Solar
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Sicherheit und Wirtschaftlichkeit stehen bei Huawei an erster Stelle. So kombinieren die neuen C&I-Wechselrichter Sun5000 das RSD mit AFCI, schützen somit Investitionen und Betriebspersonal. Druckentlüftung und integrierter Brandschutz sind weitere Merkmale höchster Sicherheit.
https://www.photovoltaik.eu/videos/pv-guided-tours-2024
Foto: Vorsatz Media
