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Wechselrichter

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Definition: ein Gerät, welches eine Wechselspannung aus einer Gleichspannung herstellt, bzw. Wechselstrom aus Gleichstrom

Englisch: inverter

Kategorie: elektrische Energie

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 09.04.2011; letzte Änderung: 23.02.2017

Ein Wechselrichter (auch als Inverter bezeichnet) ist eine Art von Stromrichter, welcher aus einer Gleichspannung eine Wechselspannung herstellen kann. Wenn ein Verbraucher an die erzeugte Wechselspannung angeschlossen wird, entsteht also Wechselstrom (oft auch Drehstrom) aus Gleichstrom. Die gegenteilige Funktion wäre die eines Gleichrichters.

Selbstgeführte und fremdgeführte Wechselrichter

Man unterscheidet selbstgeführte und fremdgeführte Wechselrichter:

Einphasige und mehrphasige Wechselrichter

Man unterscheidet ferner einphasige Wechselrichter, die nur eine einphasige Wechselspannung erzeugen können, von dreiphasigen Wechselrichtern, die Drehstrom erzeugen können. Dreiphasige symmetrische Wechselrichter speisen in jede der drei Phasen dieselbe Leistung ein, während dreiphasig unsymmetrische Geräte die Leistungen für die Phasen separat steuern können; beispielsweise kann ein solcher Solarwechselrichter die Leistung der Phasen dem jeweiligen Strombedarf von Geräten im Haushalt anpassen. Damit wird vermieden, dass z. B. Energie über eine Phase bezogen wird, während über eine andere Phase Energie in das Netz eingespeist wird.

Wirkungsgrade von Wechselrichtern

Hochwertige Wechselrichter, die z. B. bei Photovoltaikanlagen zum Einsatz kommen (Solarwechselrichter), können einen sehr hohen Wirkungsgrad von über 98 % erreichen, zumindest in einem gewissen Bereich von Leistungen. Bei sehr kleiner Leistung (z. B. bei trübem Wetter) kann der Wirkungsgrad deutlich absinken. Moderne Solarwechselrichter sind daraufhin optimiert, in einem weiten Leistungsbereich sehr effizient zu arbeiten. Als Maß für ihre Effizienz wird der “europäische Wirkungsgrad” verwendet, der einen gewichteten Mittelwert für unterschiedliche Auslastungen (5, 10, 20, 30, 50 und 100 %) darstellt (mit besonders starker Gewichtung von 50 % Auslastung) und wesentlich besser als der maximale Wirkungsgrad beurteilen lässt, wie effizient das Gerät in der Praxis ist.

Maximale Leistung

Jeder Wechselrichter ist für eine bestimmte Maximalleistung ausgelegt. Kleingeräte mögen nur einige Watt liefern, während zur Kopplung von Netzen Wechselrichter mit Leistungen von hunderten von Megawatt im Einsatz sind. (Die dafür benötigte Leistungselektronik hat in den letzten Jahrzehnten enorme Fortschritte gemacht.) Manche Geräte vertragen kurzzeitig eine wesentliche Überlast, beispielsweise wenn bestimmte Verbraucher (z. B. Elektromotoren) kurzzeitig einen hohen Anlaufstrom beziehen.

Blindleistung

Selbstgeführte Wechselrichter müssen auch Blindleistung liefern können, wenn entsprechende induktive oder kapazitive Lasten angeschlossen werden.

Die Bereitstellung von Blindleistung ist bei fremdgeführten Wechselrichtern nicht zwingend erforderlich, nachdem diese auch aus dem Netz bezogen werden kann, und tatsächlich beziehen einfache fremdgeführte Wechselrichter eine sogenannte Kommutierungsblindleistung aus dem Netz. Jedoch haben viele moderne fremdgeführte Wechselrichter die Fähigkeit, Blindleistung gezielt zu erzeugen.

Umrichter

Durch Kombination eines Gleichrichters mit einem Wechselrichter erhält man einen Umrichter, der Leistung von einer Wechselspannung auf eine andere Wechselspannung mit anderer Frequenz oder Phasenlage übertragen kann.

Siehe auch: Wechselstrom, Gleichstrom, Stromrichter, Umrichter, Gleichrichter, Photovoltaik
sowie andere Artikel in der Kategorie elektrische Energie

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