Wechselrichter richtig dimensionieren: Leistung, MPP-Tracker und Spannungsbereich

Ein Wechselrichter muss in drei Dimensionen zu den Modulen passen: Leistung, Spannung und Strom. Zu klein kostet an sonnigen Mittagen Ertrag, zu groß kostet Geld und läuft oft im Teillastbereich. Liegt die Stringspannung außerhalb des MPP-Bereichs, arbeitet die Anlage schlechter oder gar nicht. Dieser Ratgeber erklärt die entscheidenden Kennwerte – mit der Bandbreite aus unserer Wechselrichter-Datenbank.

1. DC/AC-Verhältnis: Unterdimensionierung ist normal

Modulleistung (kWp, DC) und Wechselrichterleistung (kW, AC) sind zwei verschiedene Größen. Module erreichen ihre Nennleistung in Deutschland nur selten. Fraunhofer ISE schreibt, dass Wechselrichter zur besseren Auslastung häufig unterdimensioniert werden; deutschlandweit liegt die DC-Nennleistung im Mittel knapp 10 % über der AC-Nennleistung, bei großen Anlagen liegt das AC/DC-Verhältnis typischerweise um 85 % ¹.

Wie weit Sie gehen dürfen, legt der Hersteller mit der maximalen PV-Generatorleistung fest:

Von den 72 Geräten mit Herstellerangabe erlauben 68 (94 %) mindestens die 1,5-fache Modulleistung. Das ist eine technische Obergrenze, keine Empfehlung. Bei Ost-West-Anlagen können Sie höher gehen als bei Süd, weil die Dachflächen nicht gleichzeitig ihr Maximum erreichen.

Und die 60-%-Regel?

Neue Anlagen von 2 bis 100 kW dürfen ohne intelligentes Messsystem und Steuerbox nur 60 % ihrer Leistung einspeisen ². Die Grenze gilt für die Einspeisung, nicht für die Erzeugung: Was Haushalt, Speicher, Wallbox oder Wärmepumpe direkt aufnehmen, bleibt nutzbar. Einen deutlich kleineren Wechselrichter wählen Sie deshalb nicht; entscheidend ist, dass der Wechselrichter (oder das Energiemanagement) die Einspeisung am Netzanschlusspunkt dynamisch begrenzen kann. Die Grenze entfällt, sobald Smart Meter und Steuerbox eingebaut sind und die Steuerbarkeit geprüft ist ².

2. MPP-Tracker: Anzahl und Belegung

Ein MPP-Tracker sucht laufend den Arbeitspunkt, an dem ein String die höchste Leistung liefert. In unserer Datenbank haben 76 von 86 Geräten zwei MPP-Tracker, sieben haben drei, Mikrowechselrichter einen pro Modul.

• Eine Dachfläche ohne Verschattung: ein Tracker reicht, zwei geben Spielraum.
• Ost und West, Gaube, Teilverschattung: jede Fläche auf einen eigenen Tracker. Unterschiedlich ausgerichtete Module in einem String bremsen sich gegenseitig aus.
• Viele kleine Flächen: Mikrowechselrichter oder Optimierer, siehe String-, Mikro- oder Hybrid-Wechselrichter.

Bei 22 von 71 Geräten mit dieser Angabe lassen sich pro Tracker zwei Strings parallel anschließen, bei den übrigen einer.

3. Spannungsbereich: passt der String?

In Reihe geschaltete Module addieren ihre Spannung. Die Stringspannung muss im MPP-Spannungsbereich des Wechselrichters liegen:

Die Unterschiede sind groß. Bei einer Untergrenze von 230 V brauchen Sie mit Modulen um 34 V MPP-Spannung mindestens 7 Module in Reihe – und im Sommer liegt die Spannung niedriger, weil heiße Module weniger Spannung liefern. Geräte mit einer Untergrenze von 40 bis 90 V kommen dagegen auch mit kurzen Strings auf kleinen Teilflächen zurecht.

Nach oben zählt die Leerlaufspannung bei Kälte. An einem klaren, kalten Wintermorgen ist die Modulspannung am höchsten; sie darf die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters nie überschreiten. Ihr Installateur rechnet das mit dem Temperaturkoeffizienten aus dem Moduldatenblatt – lassen Sie sich die Berechnung zeigen.

4. Eingangsstrom

Jeder MPP-Eingang hat einen maximalen Eingangsstrom, in unserer Datenbank zwischen 12 und 32 A. Große moderne Module liefern mehr Strom als ältere. Liegt der Modulstrom darüber, begrenzt der Wechselrichter, und Sie verschenken Leistung. Zwei parallele Strings an einem Tracker verdoppeln den Strom.

5. Einphasig oder dreiphasig: die Schieflastgrenze

Die Anschlussregel VDE-AR-N 4105 (aktuelle Fassung 2018-11 ³) begrenzt die Schieflast: Einzelne Wechselrichter mit mehr als 4,6 kVA Nennleistung dürfen nicht an einer einzelnen Phase angeschlossen werden ⁴.

In unserer Datenbank sind 36 Geräte einphasig mit 2 bis 6 kW AC. 14 davon liegen mit 5 oder 6 kW über 4,6 kW – in Deutschland kommen dann ein dreiphasiges Gerät oder eine entsprechende Leistungsbegrenzung in Frage. Die 47 dreiphasigen Geräte decken 3 bis 20 kW ab. Für ein Einfamilienhaus mit mehr als etwa 5 kWp ist dreiphasig deshalb der Normalfall. Mehr in Netzanschluss: VDE-AR-N 4105, 60 % und MaStR.

Rechenbeispiel

14 Module à 430 Wp, 7 auf Ost, 7 auf West (6,0 kWp):

1. Leistung: 4 bis 5 kW AC sind sinnvoll (DC/AC 1,2–1,5). Prüfen Sie, dass 6,0 kWp unter der maximalen PV-Generatorleistung liegen.
2. Phasen: bei 5 kW einphasig über 4,6 kVA – also dreiphasig ⁴.
3. Tracker: Ost und West auf je einen MPP-Tracker.
4. Spannung: 7 Module in Reihe müssen an heißen Tagen über der Untergrenze und an kalten Morgen unter der maximalen Eingangsspannung bleiben.
5. Strom: Modulstrom unter dem maximalen Eingangsstrom je Tracker.

Geräte nach diesen Kennwerten vergleichen: Wechselrichter-Vergleich. Was der Wirkungsgrad über den ganzen Lastbereich bedeutet, steht in Wirkungsgrad: Euro und CEC.