Die Wirkungsgrade von Wechselrichtern

  • Hallo zusammen,


    ich stecke mitten in der Planungsphase für meine PV Anlage. Nach mittlerweile vier Angeboten, vielen Gesprächen und vielen Lesestunden hier im Forum geht es langsam auf die Zielgerade.


    Einen interessanten Punkt bei der Planung fand ich das Thema Wechselrichter und hier besonders den Vergleich der Wirkungsgrade. Ich habe mir dazu mal ein paar Wechselrichter der bekannteren (und in meine Fall auch angebotenen) WR in der 5kW Klasse rausgesucht und deren Wirkungsgrade gemäß dem "europäischen Wirkungsgrad" gegenüber gestellt.


    Diese Gedanken möchte ich gerne mit Euch teilen. Ich hoffe, Ihr könnte den Gedankengang nachvollziehen und bestätigen oder korrigieren:



    Hersteller --- Typ (1 oder 3 phasig) --- Europ. Wirkungsgrad
    ---------------------------------------------------------------------------------
    SolarEdge, SE5K (3P), 97,3%; 2
    Steca, StecaGrid4803 (3P),98,2%, 1
    SMA, SMA5000TL (3P), 97,1%, 2 (je 2Eingänge)
    SMA, SMABoy 5000 SmartEnergy (1P), 96,5%, 2 (je 2Eingänge)
    Kostal, Piko 5.5 NG (3P), 96,3%, 2
    Kostal, BA 6.0 (3P), 94,8%, 2


    Spannend, dass hier von 94.8 bis 98.2% eine Spannweite 3,4% auf dem Papier liegt. (Und ich gebe mich der Hoffnung hin, dass dieser Wirkungsgrad etwas ausssagekräftiger ist als der "Normverbrauch" bei Autos :?)


    Ich habe mich nun gefragt, was nun 1% eigentlich bedeutet.
    Dazu folgende Überlegung:
    Leistung: Angenommen, ich habe 1kWp auf dem Dach und bekomme 1000kWh/Jahr erzeugt (DC-Input für den WR). Dann kostet mich jedes Prozent verminderten Wirkungsgrad 10kW/Jahr.
    Geld: Ein kW Netzbezug mag 25ct kosten, ein kW Einspeisung 12ct bringen. Um es einfach zu machen: ein verlorenes kW wegen geringerem Wirkungsgrad sind 'verbratene' 18ct.
    Zeit: Als Lebensdauer des WR setze ich mal 10 Jahre an.


    Macht also: (18ct * 10kW/Jahr) je % verlorenem Wirkungsgrad und kWp-Leistung und Jahr


    Bei mir (immer als grobe Schätzung):
    ..... Basis: 1kWp bringt 1000kWh/Jahr
    ..... 18 ct/kWh* 10Jahre * (10kW/Jahr) * je 1% Wirkungsgrad = 18€ je 1% Wirkungsgrad je kWp
    .....
    ..... Macht bei 5kWp und einem schlechten WR mit 2% zuwenig Wirkungsgrad: 180€ über 10Jahre.


    Das ist zwar auch Geld, aber nach dieser Betrachtung und in Anbetracht vieler anderer Variablen ist der Wirkungsgrad für mich nur noch ein nachrangiges Kriterium.


    Was meint Ihr?



    Grüße
    -tom

    -- Nicht lachen macht es auch nicht besser.

    Einmal editiert, zuletzt von doc isiloc ()

  • Wenn es aber fürs gleiche Geld gute und schlechte WR gibt, warum sollte man dann einen mit schlechtem Wirkungsgrad nehmen?
    Ansonsten sehe ich das ähnlich, 1% Wirkungsgradunterschied sollten nicht das einzige Kriterium für oder gegen einen WR sein.


    Servus
    Manfred

  • Hi,


    bitte verwende die Einheiten sauber ... kWh/Jahr, alles andere führt zu Verwirrung.


    Der europ. Wirkungsgrad ist nur bedingt geeignet um solche Vergleiche anzustellen.
    In deiner Betrachtung fehlt ...
    Die Abhängigkeit von der Eingangsspannung wird im europ. Wirkungsgrad nicht wiedergegeben, bessere WR haben i.d.R. auch eine geringere Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Eingangsspannung. Ich empfehle die Lektüre der Photon Profi WR-Tests, z.B. diesen:
    http://www.diehl.com/fileadmin…Test_16000R3_2013_web.pdf
    D.h. unterm Strich werden deine Verlust-% Angaben wohl etwas zu optimistisch sein.
    WR mit besserem Wirkungsgrad werden weniger heiß, benötigen weniger Bauteile und Aufwand zur Kühlung und sind daher vereinfacht gesagt weniger fehleranfällig.
    Außerdem gibt es noch Dinge wie MPPT-Genauigkeit, Schatten"management" usw.
    In deiner Aufzählung fehlt auch bei Solaredge der Wirkungsgrad der zusätzlich benötigten Optimierer ... der wird gerne vergessen, wobei demgegenüber bei SE auch einige Vorteile stehen.
    Schau dir in deinem Leistungsbereich auch die Fronius Symo an, mit denen 70% weich recht einfach umsetzbar ist.

  • Hi LangiKAUZ,


    danke für den Kommentar,
    Letztlich bestätigst Du meine (laienhafte) Erkenntnis: Ich war zu einem unnötig hohen Maß auf den Wirkungsgrad fixiert. Alleine die von Dir angeführten technischen Argumente zeigen, dass eine gute Anlage als Gesamtsystem durch andere Stellschrauben deutlich mehr beeinflusst wird.


    Bye
    -tom

    -- Nicht lachen macht es auch nicht besser.

  • Zitat von LangiKAUZ


    In deiner Aufzählung fehlt auch bei Solaredge der Wirkungsgrad der zusätzlich benötigten Optimierer ... der wird gerne vergessen.


    Der liegt bei 98,9 - also auch recht hoch

  • Zitat von panzi


    Der liegt bei 98,9 - also auch recht hoch


    Tja, der Haken ist aber, dass viele Leute den Zusammenhang der Reihenschaltung von Optimizern und Inverter vernachlässigen...
    Und da sind wir bei
    97,3% * 98,9% = 96,2%, und das ist leider Best-Case und nicht Worst-Case. Insofern kann bei nur einer Ausrichtung ein hocheffizienter WR mit Schatten-Management dieses System locker outperformen...
    Geeigneter als der EU-Wirkungsgrad zum Vergleich der WR ist i.d.R. der Photon-Wirkungsgrad, da dieser den kompletten, vom Herstellern angegebenen MPP-Eingangsspannungsbereich gewichtet. Denn der EU-Wirkungsgrad ist ja nur der über die Leistung gewichtete Wirkungsgrad bei 25° Umgebungstemperatur und optimaler Eingangsspannung, was vielfach nicht der späteren Realität entspricht (da die Spannung der Module ja deutlich über Temperatur schwankt).
    Meist muss man daher eher den Photon-Wirkungsgrad mit 1,5-facher Gewichtung der Prozentdifferenz (aufgrund der zeitlich wesentlich verlängerten Betriebs bei kleiner Teillast) zur Berechnung der unterschiedlichen Jahreserträte heranziehen.
    Nicht umsonst wirbt einer der vom TO aufgeführten Hersteller Ertragssteigerungen bis zu 9% bei einem EU-Wirkungsgradunterschied von 6% an...
    Alleine schon ein größerer Unterschied zwischen Photon- und EU-Wirkungsgrad deutet auf eine deutliche Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Eingangsspannung hin. Und dann wurde noch immer die Auswirkung der Temperatur vernachlässigt...
    Gerade dreiphasiger WR in der von Dir genannten Leistungsklasse verlieren hier noch einmal deutlich (selbst ein Diehl 5500 R3S2 ist hier aus meiner Sicht die absolute, untere Schmerzgrenze für ein dreiphasiges Gerät).
    Und man muss beim Entgegenhalen der Ertragsunterschiede natürlich auch den Anschaffungs-Unterschiede einbeziehen. Dann sieht man schnell, dass ein teureres, ineffizienteres Gerät schnell ins Geld geht (siehe Ausführungen von LangiKauz).
    Folglich geht der Wirkungsgradunterschied ähnlich stark ein wie der Zinssatz für die Finanzierung... Und da nimmt man ja auch selten den höheren Zinssatz (vergleichbar mit den höheren Verlusten bei Wirkungsgradschwächeren WR).


    Ciao


    Retrerni

  • Kann man die Wirkungsgrade lt. Photon irgendwo einsehen?
    Interessant finde ich vor allem, wie unter realen Bedingungen verschiedene Geraete abschneiden.
    Denn wie schon gesagt hat man von den 98,x unter optimalen Bedingungen nichts, wenn diese optimalen Bedingungen nicht zutreffen.
    Da koennte SE wiederum besser abschneiden als du es beschreibst, denn bei SE liegt immer die optimale Spannung am WR an, ganz im Gegensatz zu WRn herkoemmlicher Technik, bei denen die Eingangsspannung von vielen Parametern abhaengen, z.b. Stringlaenge, Modulart, Temperatur, uvm.

    lg kassi


    5,72 & 8,55 & 6,75 & 9,88 & 5,5 kWp & 390 Wp auf Womo
    eBike, Hyundai Ioniq seit 5/2017, Prius seit 2005 wird Anfang 2019 durch Tesla Model 3 ersetzt


    Hier gehts zur Analyse meiner Anlage auf Einzelmodulbasis

  • Zitat von passra

    Wenn es aber fürs gleiche Geld gute und schlechte WR gibt, warum sollte man dann einen mit schlechtem Wirkungsgrad nehmen?
    Ansonsten sehe ich das ähnlich, 1% Wirkungsgradunterschied sollten nicht das einzige Kriterium für oder gegen einen WR sein.


    Servus
    Manfred


    Stimmer einerseits und andererseits muss man halt noch Garantieleistung und Lautstärke im Betrieb mitbrachten.

  • Zitat von kassiopeia

    Kann man die Wirkungsgrade lt. Photon irgendwo einsehen?
    Interessant finde ich vor allem, wie unter realen Bedingungen verschiedene Geraete abschneiden.
    Denn wie schon gesagt hat man von den 98,x unter optimalen Bedingungen nichts, wenn diese optimalen Bedingungen nicht zutreffen.


    Du hast wohl nicht verstanden, was ich geschrieben habe. Der Photon-Wirkungsgrad bezieht sich ja gerade auf den kompletten MPP-Eingangsspannungsbereich - ganz im Gegensatz zum EU-Wirkungsgrad, der nur bei optimaler Eingangsspannung erreicht wird.
    Damit deckt der Photon-Wirkungsgrad den realen Wirkungsgrad sehrwohl ab. Denn passt er nicht, hat man den WR sowieso falsch dimensioniert (da außerhalb des MPP-Bereiches)...
    Ansonsten gibt es einen Überblick der besten Geräte unter http://www.lueneburg.de/Portal…Photon_2013_-_2013-03.pdf und aller Geräte alphabetisch und aktueller unter http://www.photon.info/upload/…_DE_ONLINE_01_14_4211.pdf

    Zitat von kassiopeia

    Da koennte SE wiederum besser abschneiden als du es beschreibst, denn bei SE liegt immer die optimale Spannung am WR an, ganz im Gegensatz zu WRn herkoemmlicher Technik, bei denen die Eingangsspannung von vielen Parametern abhaengen, z.b. Stringlaenge, Modulart, Temperatur, uvm.


    Auch das ist so nicht korrekt. Entweder der Optimizer oder der Inverter müssen eine Spannungsanpassung durchführen, und je unterschiedlicher hier Eingangs- zu Ausgangsspannung sind, desto ineffizienter sind sie. Sprich der Inverter mag zwar "konstant" die 97,3% Wirkungsgrad haben (abgesehen davon, dass dieser mit steigender Temperatur abnimmt und für ein Gerät mit so geringem Eingangsspannungsfenster auch noch grottenschlecht ist), nur dann haben die Optimizer keinen konstanten, spannungsunabhängigen Wirkungsgrad mehr von 98,9%...


    Ciao


    Retrerni

  • Hallo Retrerni,


    dank dir fuer die Links. Schade dass SE hier nicht aufgefuehrt ist.


    Zitat von Retrerni

    Du hast wohl nicht verstanden, was ich geschrieben habe.


    ich fuerchte hier hast du mich falsch verstanden, offenbar hatte ich mich nicht klar ausgedrueckt. Mein letzter Satz im ersten Zitat war nicht auf den Photon-, sondern auf die genormten Wirkungsgrade bezogen.
    Ich habe damit zum Ausdruck bringen wollen, dass ich das Messverfahren der Photon fuer praxistauglich halte, im Gegensatz zum Eurowirkungsgrad & Co, die nur den max. Wirkungsgrad beschreiben.


    Zitat von Retrerni

    ... nur dann haben die Optimizer keinen konstanten, spannungsunabhängigen Wirkungsgrad mehr von 98,9%...


    Die Optimierer haben als DC-DC-Wandler keinen konstanten Wirkungsgrad, da hast du natuerlich recht. Allerdings liegt lt. Photon der durchschnittliche Wirkungsgrad bei 98.5%, also nicht sehr viel tiefer...


    Ich finde es schade dass SE, wie auch viele andere Hersteller, keine Wirkungsgradverlaufskurven in den Datennlaettern abdruckt. Transparenz gehoert leider nicht zu jeder Firmenphilosophie...

    lg kassi


    5,72 & 8,55 & 6,75 & 9,88 & 5,5 kWp & 390 Wp auf Womo
    eBike, Hyundai Ioniq seit 5/2017, Prius seit 2005 wird Anfang 2019 durch Tesla Model 3 ersetzt


    Hier gehts zur Analyse meiner Anlage auf Einzelmodulbasis