Wie lassen sich die negativen Auswirkungen von extremer Hitze auf Solarwechselrichter verringern?

Die beste Jahreszeit für die Nutzung der Sonnenenergie ist der Sommer. Für Solar-Wechselrichter könnte es aber auch eine schwierige Zeit sein. Über Teile Südeuropas fegt eine Hitzewelle hinweg, die in den kommenden Tagen rekordverdächtige Temperaturen erreichen könnte. Es wird erwartet, dass die Temperaturen in Teilen Spaniens, Frankreichs, Griechenlands, Kroatiens und der Türkei 40 Grad übersteigen werden. In Italien könnten die Temperaturen sogar bis zu 48,8 °C erreichen. Für 10 Städte, darunter Rom, Bologna und Florenz, wurde eine Warnung der Stufe Rot ausgegeben. Experten zufolge treten außergewöhnlich heiße Wetterperioden immer häufiger auf, und aufgrund des Klimawandels sind rekordverdächtige Temperaturen inzwischen normal (BBC Weather, Juli 2023). Wie Sie Ihren Solarwechselrichter bei dieser extremen Hitze den ganzen Sommer über kühl halten können, wird in diesem Blogbeitrag behandelt. Wenn Sie diese Ratschläge befolgen, können Sie sich darauf verlassen, dass Ihr Wechselrichter die ganze Saison über reibungslos funktioniert!

Eine der wichtigsten Komponenten einer Solaranlage ist ein Wechselrichter. Er ist ein Gerät, das den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in den vom Stromnetz benötigten Wechselstrom (AC) umwandelt. Bei Gleichstrom bleibt die Spannung des Stroms in einer Richtung konstant. Wenn sich die Spannung in einem Wechselstromkreis von positiv zu negativ ändert, bewegt sich der Strom in beide Richtungen. Eine Art von Leistungselektronik - eine Klasse von Geräten, die den elektrischen Stromfluss steuern - sind Wechselrichter.

Im Wesentlichen wandelt ein Wechselrichter einen Gleichstromeingang in Wechselstrom um, indem er die Richtung des Eingangs schnell umkehrt. Auf diese Weise wird aus einem Gleichstromeingang ein Wechselstromausgang erzeugt. Eine saubere, sich wiederholende Sinuswelle, die in der Spannung schwankt und in das Stromnetz eingespeist werden kann, kann auch mit Hilfe von Filtern und anderer Elektronik erzeugt werden. Die Sinuswelle ist eine Form oder ein Muster, das die Spannung im Laufe der Zeit annimmt, und ist die Art von Strom, die das Netz verwenden kann, ohne elektrische Geräte zu beschädigen, die für den Betrieb bei bestimmten Frequenzen und Spannungen ausgelegt sind.

Wenn Sie eine Solaranlage zu Hause haben, erfüllt Ihr Wechselrichter wahrscheinlich mehrere Funktionen. Neben der Umwandlung von Solarenergie in Wechselstrom kann er das System überwachen und als Kommunikationsportal mit Computernetzen dienen. Wenn sie dafür gebaut sind, verlassen sich Solar-plus-Batteriespeichersysteme auf hochmoderne Wechselrichter, um bei Stromausfällen ohne Hilfe aus dem Netz zu funktionieren.

In Photovoltaik-Kraftwerken werden elektronische Geräte wie Wechselrichter eingesetzt, die eine große Anzahl gängiger elektronischer Komponenten, integrierter Schaltkreise und Hochleistungsschalttransistoren enthalten. Die meisten zivilen elektrischen Komponenten können in einem Temperaturbereich von -35°C bis 70°C betrieben werden, und die meisten Solarwechselrichter können in einem Temperaturbereich von -30°C bis 60°C betrieben werden. Jenseits dieses Arbeitsbereichs treten sowohl normale elektronische Schaltungen als auch integrierte Schaltungen in einen instabilen Zustand ein. Dieser Zustand ist geringfügig und führt dazu, dass die Schaltkreise abgeschaltet werden, während eine schwerwiegende Schaltungslogik zu einer Beschädigung der Geräte führt.

In Solarwechselrichtern gibt es viele Elektrolytkondensatoren, und um die Spannung des PV-Eingangs zu stabilisieren und Störungen zu vermeiden, gibt es in der Regel eine Vielzahl von Elektrolytkondensatoren mit großer Kapazität. Diese Kondensatoren reagieren sehr empfindlich auf hohe Temperaturen, da diese dazu führen, dass der interne Elektrolyt allmählich verdampft, was die Kapazität verringern oder sogar zum Ausfall des Kondensators führen kann.

Der Hochleistungsthyristor des Solarwechselrichters ist ein sehr temperaturempfindliches Bauteil. Der ordnungsgemäße Betrieb und die Lebensdauer des Hochleistungsthyristors werden durch zu hohe Temperaturen beeinträchtigt, und zu hohe Temperaturen führen zum Durchbrennen des Hochleistungsthyristors.

Die in Solarwechselrichtern verwendeten Halbleiter sind bis zu einem gewissen Grad recht robust und können hohen Temperaturen standhalten. Die Umgebungstemperatur des Wechselrichtergehäuses wird durch die Wärme erhöht, die ein Wechselrichter bei der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom erzeugt. Lüfter und/oder Kühlkörper im Wechselrichtergehäuse leiten die Wärme ab, die sich dann erhöht. Die Wärme sollte nicht zu hoch sein, da sonst die Materialien des Wechselrichters beschädigt werden. Metallteile in Kondensatoren können ermüden, Lötzinn kann sich ausdehnen und reißen, und die Isolierung wird brüchig. Der Wechselrichter schaltet die Stromerzeugung ab oder reduziert seine Leistung durch "Derating", sobald die Temperatur die voreingestellten Schwellenwerte erreicht, um ein moderates Wärmeniveau zu halten.

Zunächst einmal muss man wissen, dass das Kühlsystem eines Wechselrichters hauptsächlich aus Materialien wie Kühlern, Kühlventilatoren und Wärmeleitpaste besteht. Derzeit gibt es zwei Hauptmethoden zur Kühlung von Solarwechselrichtern: passive Kühlung und aktive Kühlung. Unter aktiver Kühlung versteht man die Wärmeabgabe von lokalen Heizgeräten an die Umgebung, um eine Temperaturregelung ohne externe Hilfsenergie zu erreichen. Bei der passiven Kühlung wird hauptsächlich die Umgebungsluft mit Hilfe von Lüftern usw. um das Gerät herumgeführt, um die vom Gerät abgegebene Wärme abzuführen.

Die Kühlrippen des Wechselrichters leiten die Wärme auf natürliche oder passive Weise ab, ohne die Hilfe eines Ventilators. Die Lebensdauer des Solarwechselrichters verkürzt sich durch die heißen Stellen der warmen Luft, die durch die fehlende Luftbewegung entstehen. Diese umfassen in der Regel die drei Hauptwärmeübertragungsarten Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung, wobei die natürliche Konvektion dominiert.

Aktive Kühlung eignet sich oft für Geräte und Komponenten mit geringer Leistung, die keine hohe Temperaturkontrolle erfordern, und die Wärmestromdichte des Geräts ist nicht groß, und Geräte, die versiegelt oder dicht montiert sind, sind für andere Kühltechnologien nicht geeignet.

Die passive Kühlung ist die zweite Option nach der aktiven Kühlung. Bei der passiven Kühlung werden Hotspots reduziert, indem alle elektrischen Teile und Kühlkörper effizient gekühlt werden, was die Temperatur senkt. Durch die geringere Belastung der Bauteile wird die Lebensdauer der Komponenten des Solarwechselrichters verlängert. Da sich die Effizienz der Wärmeabfuhr auf die Stromerzeugung auswirkt, ist das Kühlgebläse des Wechselrichters von wesentlicher Bedeutung.

Diese Methode der Wärmeableitung ist einfach zu bedienen und hat eine deutliche Wirkung. Diese Methode der Kühlung kann so weit wie möglich genutzt werden, wenn der Raum zwischen den Komponenten innerhalb des Teils für den Luftstrom oder für die Installation von lokalen Kühlkörpern oder Lüftern zur Kühlung geeignet ist.

Stellen Sie sicher, dass Ihr Solarwechselrichter in erster Linie an einem kühlen, schattigen Ort montiert ist. Dies trägt dazu bei, die Temperatur des Wechselrichters zu senken und eine Überhitzung zu vermeiden.

Einige Installateure umgeben den Wechselrichter mit genügend Computerlüftern, um die richtige Temperatur zu halten.

Überprüfen Sie die Temperatur Ihres Solarwechselrichters. Wenn er zu heiß wird, kühlen Sie ihn ab. Solarlüfter können dabei helfen. Solarlüfter kühlen den Wechselrichter durch Luftumwälzung. Wenn Sie keinen Solarventilator haben, richten Sie einen normalen Ventilator auf den Wechselrichter. Vermeiden Sie es, Abfälle von Solarmodulen auf den Wechselrichter zu blasen, um ihn nicht zu überhitzen.

Achten Sie darauf, dass der Bereich um Ihren Solarwechselrichter ausreichend belüftet ist. Wenn der Wechselrichter in einem kleinen Bereich aufgestellt wird, kann die Temperatur steigen und der Solarwechselrichter beschädigt werden.

Um eine optimale Belüftung zu gewährleisten, lassen Sie auf allen Seiten des Solarwechselrichters mindestens 30 cm Platz. Achten Sie außerdem darauf, dass der Solarwechselrichter nicht in der Nähe von Wärme erzeugenden Geräten wie Öfen oder Trocknern steht.

Wechselrichter verfügen in der Regel über Entlüftungsöffnungen an der Unterseite oder an den Seiten, damit die heiße Luft entweichen kann. Um einen effizienten Betrieb des Solarwechselrichters zu gewährleisten, müssen diese frei gehalten werden.

Es ist besonders wichtig, dass Ihr Solarwechselrichter über eine ausgezeichnete Belüftung verfügt, wenn Sie in einem heißen Klima wohnen.

(1) Installation des Solarwechselrichters in einem offenen Raum, z. B. neben einem Fenster, einer Tür oder an einer Wand

(3) Einlassen von kühler Luft durch Öffnen von Fenstern und Türen

Viele Menschen sind sich nicht bewusst, dass die Installation ihres Wechselrichters in direktem Sonnenlicht eine schlechte Idee ist. Viele Hersteller empfehlen in der Bedienungsanleitung, den Wechselrichter an einem Ort zu installieren, an dem er "nicht der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist". Sie sollten immer Maßnahmen ergreifen, um direkte Sonneneinstrahlung und übermäßige Temperaturen zu vermeiden, egal ob es sich um die Morgensonne oder die Nachmittagshitze handelt.

Sie können auch selbst einen Kasten aus Schattenstoff anfertigen, der über den Wechselrichter passt und an der Wand befestigt wird, wenn Ihr Haus oder Ihr Arbeitsplatz keinen geeigneten schattigen Platz bietet und Sie ein geschickter Heimwerker sind.

Eine weitere Möglichkeit ist das Anbringen von Schattenspendern als Markise, wie auf dem Beispielbild unten zu sehen.

Vergewissern Sie sich, dass zwischen den Wechselrichtern genügend Platz vorhanden ist, wenn mehrere Wechselrichter vorhanden sind.

Stellen Sie sicher, dass die Platzierung mehrerer Wechselrichter eine Wärmeübertragung zwischen ihnen verhindert. Passiv gekühlte Wechselrichter sind versetzt angeordnet, damit die Wärme von den Kühlkörpern nach oben entweichen kann.

Wenn zu erwarten ist, dass am Installationsort höhere Temperaturen auftreten können, vergrößern Sie den Abstand.

Halten Sie die Wärmeableitung und Kühlung des Wechselrichters aufrecht, indem Sie den Lüfter, die Lüfterabdeckung oder den Kühlkörper regelmäßig reinigen. In der Regel verwendet der Wechselrichter eine ausgeklügelte Luftkühlungstechnologie, um die Wärme abzuleiten, und der Lüfter variiert seine Geschwindigkeit auf intelligente Weise in Abhängigkeit von der internen Temperatur des Wechselrichters. Bei gleichmäßigem Betrieb kann der Wechselrichter auch die Lebensdauer des Lüfters verlängern. Darüber hinaus verfügt der Wechselrichter über eine Alarmfunktion für Lüfterausfälle, die es dem Betriebs- und Wartungspersonal ermöglicht, Alarminformationen im Überwachungshintergrund zu empfangen, den Fehler schnell und genau zu lokalisieren und das Betriebs- und Wartungspersonal bei der rechtzeitigen Behebung des Lüfterausfalls zu unterstützen, um den Stromerzeugungsverlust zu minimieren und die Stromerzeugungserträge sicherzustellen.

Aufgrund der globalen Erwärmung kam es in den letzten Jahren in Europa vermehrt zu Hitzewellen und extrem hohen Temperaturen. Der oder die Wechselrichter Ihrer Solarstromanlage können an heißen Tagen durch die höheren Temperaturen der Sonne gelegentlich unter Stress geraten. Mit diesen Ratschlägen können Sie dafür sorgen, dass Ihr Solar-Wechselrichter den ganzen Sommer über kühl bleibt und normal funktioniert. Nutzen Sie die Solarenergie noch heute, um Ihr Haus mit Strom zu versorgen und von der Energie der Sonne zu profitieren.

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