Praxisfrage

Wirk- und Blindstrom bei Wechselrichtern

G. B. aus Baden-Württemberg | 01.09.2021

Bei der Planung von Niederspannungsverteilungen für größere PV-Anlagen stellt sich mir die Frage, welchen Wirkungsgrad hinsichtlich Wirk- und Blindstrom Wechselrichter aufweisen. Auf allen Datenblättern werden Wirkungsgrade angegeben. Diese beziehen sich aus meiner Sicht jedoch auf die Verlustleistung, nicht auf den Blindstrom. Bei kleinen Anlagen spielt dies sicherlich keine Rolle, aber bei größeren Anlagen, kann dies evtl. schon eine Rolle spielen. Können Sie mir da weiterhelfen?

G. B., Baden-Württemberg

Expertenantwort vom 04.11.2021

Dipl.-Ing. (FH) Holger Niedermaier

Dozent an der staatlichen Technikerschule für Mechatroniktechnik in Herzogenaurach für allgemeine Elektrotechnik, elektrische Maschinen und Antriebe sowie Mechatronische Systeme. Zertifizierte Blitzschutzkraft, VdS-Sachverständiger zum Prüfen elektrischer Anlagen. Mittlerweile ist er mit eigenem Sachverständigen- und Ingenieurbüro in der Metropolregion Nürnberg-Erlangen selbständig.

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Kommentare aus der Community (1)

A. H.

Sachsen

10.09.2021

10:22 Uhr

Ich würde die Frage einmal von der praktischen Seite aus betrachten.
Zuerst jedoch die erläuternde Bemerkung zur Frage nach dem "Wirkungsgrad hinsichtlich Blindstrom und Wirkstrom".
Es handelt sich dabei um das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung
bzw. genauer gesagt um den Cosinus des Winkels der Phasenlage zwischen dem Stromanteil, den man rechnerisch der Wirkleistung, die in Phase zur anstehenden Spannung befindlich ist, zuordnen kann in Bezug auf den Gesamtstrom. Bei cosphi 1, d.h. Winkelabweichung 0 ist dann der rechnerische Wirkstromanteil gleich dem Gesamtstrom in Übereinstimmung mit der Spannung.
Bei cosphi 0 Phasenwinkel 90° wird ist kein Wirkanteil wirksam oder rechnerisch ermittelt und Spannungswelle und Stromwelle befinden sich in zueinander in entgegengesetzter Lage.
Hingegen ist der Wirkungsgrad ein Verhältnis von zugeführter Leistung zu
abgegebener Leistung, wobei die Verluste die dieses Verhältnis drücken
bei Trafolosem Betrieb durch die Ströme in den Betriebsmitteln, Wechselrichter und Kabel entstehen. Bei von cosphi 1 abweichendem Verhältnis von Wirkleistung und Scheinleistung ist daher der Strom größer und damit auch die Stromwärmeverluste. Das Ziel einer am Netz angeschlossenen PV Anlage ist es in erster Linie maximale Leistung abzugeben.
Die Anlagen sind heutzutage meist Netz geführt, d.h. orientieren sich selber
an der Netzspannung und Netzfrequenz.
Um eine hohe Leistungsabgabe zu erreichen sind diese daher in der Regel so eingestellt, daß diese bei Vollastbetrieb in der Nähe von cosphi 1 arbeiten, d.h. fast ausschließlich Wirkleistung abgeben.
Das ist bei größeren Anlagen sicher eher realisierbar, da aus Gründen der
EMV integrierte kapazitive Filterelemente hier anteilig weniger in die Bilanz schlagen als bei kleineren Anlagen.
Aus diesem Grund ist wohl die Angabe des Wirkungsgrades der entscheidende und wesentliche Punkt bei der Auswahl.
Im Gegensatz zur Vermutung wird wohl ähnlich beim Trafo oder bei Schaltnetzteilen die relative Verlustleistung bei kleinen Anlagen wohl
größer sein als bei großen Anlagen.

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