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3.2 Wirkungsweise von Hybrid-Systemen

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Hybrid-Wechselrichter verbinden die Funktionalitäten von PV-Wechselrichtern, Batteriewechselrichtern und Netzmanagementsystemen in einem Gerät. Die Wirkungsweise lässt sich in mehrere Kernprozesse gliedern:

3.2.1 Energieflusssteuerung #

  • PV-Energieerzeugung: Die Solarzellen wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom um. Der MPP-Tracker sorgt dafür, dass immer der optimale Arbeitspunkt gewählt wird, um maximale Leistung zu erzielen.

  • Verbraucher-Versorgung: Der erzeugte Strom wird zuerst für den Eigenverbrauch genutzt, z.B. Beleuchtung, Haushaltsgeräte, Wärmepumpen.

  • Batterieladung: Überschüssiger PV-Strom lädt die Batterie auf. Die Ladeleistung wird dynamisch angepasst, um Ladeverluste zu minimieren und die Batterie zu schonen.

  • Netzeinspeisung: Wenn PV und Batterie den Verbrauch nicht vollständig abdecken, wird Netzstrom bezogen. Ist Überschuss vorhanden, kann er ins öffentliche Netz eingespeist werden (sofern erlaubt).

  • Backup/Notstrom: Bei Stromausfall schaltet der Wechselrichter in den Inselbetrieb, versorgt kritische Verbraucher und nutzt die Batterie als Energiequelle.

3.2.2 Intelligente Steuerungsalgorithmen #

Die Steuerungssysteme im Wechselrichter berücksichtigen:

  • Lastmanagement: Priorisierung wichtiger Lasten, Lastverschiebung in Zeiten mit viel PV-Ertrag.

  • Batterieschutz: Vermeidung von Tiefentladung oder Überladung, Anpassung an Temperatur und Alter der Batterie.

  • Netzschutz: Einhaltung von Vorgaben zur Netzstabilität, Frequenz- und Spannungsregelung.

  • Zeitbasierte Betriebsmodi: Laden oder Entladen der Batterie nach definierten Zeitfenstern, z.B. günstige Stromtarife nutzen.