Solarwechselrichter

Nicht jedes Relais ist für PV-Anlagen geeignet

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Verlustleistung am Gerät minimieren

Zu den speziellen Anforderungen an Wechselrichtern gehört ein möglichst hoher Wirkungsgrad und damit die Minimierung der Verlustleistung im Gerät. Für höchste Effizienz der gesamten Anlage wird um jedes Prozent Wirkungsgrad gerungen. Auch wegen der beschränkten Innentemperatur im Gerät muss die Verlustleistung so gering wie möglich sein.

Deshalb sollten auch die Relais im Wechselrichter im Dauerbetrieb mit geringer Leistung zur Ansteuerung der Spulen auskommen. Wegen der definierten Schaltstellung im Einschaltmoment und bei Spannungsausfall werden monostabile Relais bevorzugt, die für diese Anwendung spezielle Konstruktionsmerkmale und Dimensionierung erfordern.

Möglichkeiten der Ansteuerung

Bild 2: Das Leistungsrelais PCFN Solar passt auf eine Leiterplattenfläche von 490 mm2 und kann Dauerströme von 26 A führen. Für sicheres Anziehen beträgt die Startleistung für 0,1 s; 1,5 W, danach kann die Halteleistung der Relaisspule auf 200 mW abgesenkt werden. (Bild: Tyco Electronics)

Entscheidend ist die Ansteuerschaltung, um sowohl die Leistungsmerkmale beim Schalten bis zu hohen Umgebungstemperaturen als auch die Möglichkeiten der Verlustleistungsreduktion der Spule zu nutzen. Lösungen sind hier ein Absenken der Haltespannung, bei der die Spule anfangs für 100 ms mit Nennspannung angesteuert wird, die anschließend im Dauerbetrieb auf etwa 75% abgesenkt werden kann (Bild 2). Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass die Kontakte dabei niedrigere Schwing- und Schockanforderungen erfüllen.

Eine andere Lösung ist Pulsbreitenmodulation, bei der die Spule zunächst mit einem 100 ms langen Impuls angesteuert wird und bei gleicher Amplitude das Tastverhältnis der folgenden Impulse verringert wird. Hierbei sollten eventuelle Auswirkungen auf elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) geprüft werden.

Beispiele für Relais, die speziell für die Anwendung in Solar-Wechselrichtern konzipiert wurden, sind die bei Intertec erhältlichen Typen PCFN Solar von Tyco Electronics sowie ALFG von Panasonic.

*Peter von Bechen ist freier Autor.

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