DC-Eingangssektion

Die DC-Eingangssektion ist ein kritisches Teilsystem innerhalb eines Solarwechselrichters, das direkt mit der Photovoltaikanlage verbunden ist. Zu ihren Hauptfunktionen gehören: Empfang variabler Gleichstromleistung von Solarmodulen, Bereitstellung von anfänglicher Filterung und Schutz gegen Spannungsspitzen oder Rückströme, Überwachung von Eingangsspannung und -strom sowie Vorbereitung der Gleichstromleistung für die Umwandlung in Wechselstrom (AC) durch die Leistungselektronikstufe des Wechselrichters. Sie gewährleistet einen stabilen und sicheren Betrieb, indem sie die variablen Ausgangseigenschaften der PV-Module verwaltet. Diese Sektion umfasst typischerweise Eingangsklemmen, Sicherungen oder Leistungsschalter für Überstromschutz und elektromagnetische Verträglichkeitsfilter (EMV-Filter) zur Unterdrückung elektrischer Störungen. Spannungs- und Stromsensoren überwachen kontinuierlich die Eingangsparameter. In vielen modernen Wechselrichtern umfasst diese Sektion auch einen Maximum-Power-Point-Tracking-Controller (MPPT), der den elektrischen Arbeitspunkt der PV-Module dynamisch anpasst, um die maximal verfügbare Leistung bei wechselnden Sonnen- und Temperaturbedingungen zu extrahieren. Die aufbereitete Gleichstromleistung wird dann an die DC-AC-Umwandlungsstufe weitergeleitet. Die DC-Eingangssektion ist für einen Bereich von Eingangsspannungen und -strömen ausgelegt, mit typischen maximalen Eingangsspannungswerten zwischen 1000 und 1500 V DC und MPPT-Spannungsbereichen von 200 bis 1000 V DC. Der maximale Eingangsstrom pro MPPT-Tracker liegt typischerweise zwischen 10 und 30 A, und die Anzahl der MPPT-Tracker kann zwischen 2 und 4 liegen. Eingangssteckverbinder sind typischerweise vom Typ MC4 oder MC4-Evo2, und der Überspannungsschutz wird gemäß Typ II oder III bereitgestellt. Der Betriebstemperaturbereich liegt typischerweise bei -25 bis 60 °C, mit Derating über 45 °C. Die Schutzart liegt typischerweise bei IP54 bis IP65. Die maximale DC-Eingangsleistung kann zwischen 10 und 150 kW liegen, mit einem Überdimensionierungsverhältnis von bis zu 1,5. Ein Eingangstrennschalter kann integriert oder optional sein, und ein Schutz gegen Verpolung ist vorhanden. Das Gewicht der Sektion liegt typischerweise zwischen 15 und 80 kg. Diese Werte sind Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten verifiziert werden.

Die DC-Eingangssektion arbeitet, indem sie zuerst den Gleichstromausgang von angeschlossenen PV-Strängen empfängt. Sie umfasst typischerweise Eingangsklemmen, Sicherungen oder Leistungsschalter für Überstromschutz und EMV-Filter zur Unterdrückung elektrischer Störungen. Spannungs- und Stromsensoren überwachen kontinuierlich die Eingangsparameter. In vielen modernen Wechselrichtern umfasst diese Sektion auch einen MPPT-Controller, der den elektrischen Arbeitspunkt der PV-Module dynamisch anpasst, um die maximal verfügbare Leistung bei wechselnden Sonnen- und Temperaturbedingungen zu extrahieren. Die aufbereitete Gleichstromleistung wird dann an die DC-AC-Umwandlungsstufe weitergeleitet.