Wechselrichter

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Wofür ist eigentlich ein Wechselrichter?

Elektrische Geräte benötigen entweder Gleich- oder Wechselstrom. Wechselstromgeräte sind weltweit jedoch deutlich verbreiteter, da Sie meist für die Nutzung an Steckdosen
zu Hause konzipiert sind. Mit Gleichstrom betriebene Verbraucher sind zudem in der Anschaffung meist deutlich teurer und haben den Nachteil, dass sie einen schlechten Wirkungsgrad haben.

Und was, wenn kein Wechselstrom vorhanden ist, mein elektrisches Gerät aber Wechselstrom benötigt?
Hier kommt der Wechselrichter ins Spiel.
Der Wechselrichter (auch Inverter genannt) ist ein elektrisches Gerät, dass Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Anwendung finden Wechselrichter überall dort, bei welchem
ein elektrisches Gerät, Wechselspannung zum Betrieb benötigt, jedoch nur eine Gleichspannungsquelle wie zum Beispiel eine Batterie, zur Verfügung steht.

Mit dem Wechselrichter lassen sich somit deutlich vielseitigere und effizientere Wege erschließen.
Der Wechselrichter ermöglicht die Nutzung unterschiedlichster 230 V- Elektrogeräte an jedem Ort, wo eine Gleichspannungsquelle zur Verfügung steht.

So zum Beispiel auch bei den nachfolgenden Beispielen, bei welchen Sie Ihre Geräte wie gewohnt mit Stecker - mit Hilfe des Wechselrichters - nutzen können.

anwendungsbeispiele wechselrichter

Benötige ich einen Wechselrichter mit reiner oder modifizierter Sinus-Spannung?

Die Hauptunterschiede liegen in der Art des ausgegebenen Wechselstroms. Hierbei sollte man wissen, dass in unserem bekannten Haushaltsnetz eine hochwertige
Wechselspannung mit perfekter sinusförmiger Spannung zu finden ist. Wechselrichter erzeugen aus der Gleichspannung der Batterie auch eine Wechselspannung,
jedoch in sehr unterschiedlichen Qualitäten.
Gleichspannung + Wechslrichter = Wechselspannung
Ob Sie einen Wechselrichter mit reiner oder modifizierter Sinuswelle benötigen, hängt davon ab für welches Elektrogerät Sie den Wechselrichter einsetzen möchten.

Der Wechselrichter mit modifizierter Sinuswelle versucht den bekannten Haushaltsstrom nachzuahmen, dies schafft der Wechselrichter jedoch meist nicht sehr gut. Als
Ausgangswelle kommen technisch bedingt teilweise stark zerhackte Ausgangsformen heraus. Denn bei dieser Art des Wechselrichters wird auf die aufwendige und teure
nachträgliche Glättungstechnik verzichtet, weshalb keine reine Sinusspannung erzeugt wird.

Dadurch sind diese Wechselrichter mit modifizierter Sinuswelle auch wesentlich günster in der Produktion sowie letztendlich in den Anschaffung.

Diese Sinuswelle wird als trapez- oder treppenförmig bezeichnet.

wechselrichter mit modifizierter sinus-spannung
Es gibt hierbei große Differenzen bezüglich der ausgegebenen modifizierten Sinuswelle.
Von einer der reinen Sinuswelle sehr ähnlich ausgebenen Welle, bis hin zu stark zerhackten Impulsen die gerade noch als Wechselspannung gelten.

Die kostengünstigeren Wechselrichter mit modifizierter Sinuswelle sind für die Nutzung einfacherer Verbraucher, die keine darin verbauten elektronische Schaltungen und
bestimmte elektronische Bauteile enthalten, meist ohne Einschränkungen geeignet. Problematisch kann die unreine Sinus-Trapezspannung für alle Geräte werden, die nicht in
diese Schema passen.

Das Problem: Es ist meist unmöglich dies den Elektrogeräten von Außen anzusehen und kann umso mehr zu ernüchternden Überraschungen führen!

In der Regel zeigen sich beispielsweise Symptome die von starker Erwärmung, über Funktionsstörungen bis hin zur völligen Funktionsunfähigkeit des Geräts reichen.
Die häufigsten Aussteiger sind zum Beispiel:
  • Computer-/ Gerätenetzteile
  • Energiersparlampen
  • LED-Lampen
  • moderne Unterhaltungselektronik
  • komplexere Küchengeräte
  • Kaffeepadmaschinen
  • moderne Kühlschränke
  • und vieles mehr...
Besser geeignet bzw. teilweise ausschließlich nur geeignet sind für diese Verbraucher Wechselrichter mit reiner Sinuswelle.
Diese Wechselrichter erzeugen durch aufwendige Technik reinen qualitativ hochwertigen Sinusstrom, welcher das Haushaltsnetz nahezu perfekt imitiert.

wechselrichter mit reiner sinus-spannung
Das hat den Vorteil, dass alle Elektrogeräte - egal welcher Art - ohne Einschränkung funktionieren.

Da diese nachträgliche Glättung der zunächst (auch im Sinus-Wechselrichter) stark entstellten Sinuswelle den Einsatz von teuren elektronischen Bauteilen und Schaltungen
erfordert, sind Wechselrichter mit reiner Sinuswelle meist deutlich schwerer und teurer als die Wechselrichter mit modifizierter Sinuswelle.

Vorausschauend denken!
Überlegen Sie gut wo und für welche Geräte Sie Ihren Wechselrichter nutzen möchten. Vielleicht möchten Sie Ihren Wechselrichter später für einen anderen Zweck als zunächst
vorgesehen nutzen? Damit Sie keinen zweiten Wechselrichter anschaffen müssen, greifen Sie besser gleich zur qualitativ hochwertigeren Alternative.

Besser fährt man mit einem Wechselrichter mit reiner Sinuswelle alleine schon, da Sie sich über die Verwendbarkeit und Kompatibilität keine Gedanken machen müssen.
Grundsätzlich ist der Wechselrichter mit modifizierter Sinuswelle (wenn die Kompatibilität getestet wurde) für einfache Haushalts- und Arbeitsgeräte geeignet.
Es ist jedoch zu bedenken, dass man sich mit diesen Geräten den Nutzungskreis einschränkt.

Welche Leistung muss mein Wechselrichter haben?

Unabhängig von der Ausgangswelle stellt sich jedoch die Frage welche Leistung der Wechselrichter haben sollte. Diese Frage hängt meistens von einigen wenigen Kriterien ab.
Das wichtigste Kriterium ist natürlich die Gesamtleistung der zu betreibenden Geräte.

Die Leistung können Sie anhand den Kennzeichnungslabels erkennen, welche an den meisten Geräten angebracht sind.

beispiele watt angaben produktlabelbeispiele watt angaben produktlabel

Zunächst sollten Sie die angegeben Leistungswerte addieren. Die addierten Leistungswerte sollten jedoch weit unter der Dauerleistung des Wechselrichters liegen.

Doch was steckt dahinter?
Die meisten elektrischen Geräte haben im Zeitpunkt des Anschaltens sogenannte ?Einschaltströme? die um ein mehrfaches höher (5-10 mal so hoch) sind als die angegebene
Dauerleistung des zu betreibenden Geräts. Um die reibungslose Funktion des Wechselrichters sicherzustellen, sollten unbedingt Leistungsreserven eingeplant werden.
Zwar haben moderne Wechselrichter eine eingebaute Reserve die kurzfristige Leistungsspitzen von 150-200% der Nennleistung erlauben, jedoch reicht dies insbesondere bei
hohen Anlaufströmen häufig nicht aus.

Verbraucher mit hohen Einschaltströmen sind zum Beispiel:
  • Transformatoren
  • Schaltnetzteile
  • Glühbirnen
  • Glühwendeln

Dies liegt an den physikalischen Eigenschaften von vielen darin verbauten Bauteile. Beim leistungsstarken Haushaltsnetz werden diese ?Leistungsspitzen? problemlos abgefangen,
diese können jedoch bei Wechselrichtern problematisch werden, da er nicht über solch üppige Leistungsreserven verfügt.

Noch problematischer sind hohe ?Anlaufstöme? da diese häufig auch ein mehrfaches der Nennleistung betragen können, jedoch den Wechselrichter viel länger belasten
(bis zu mehreren Sekunden). Meist sind dies Verbraucher die über einen Elektromotor verfügen und damit träge zu beschleunigende Massen an der Antriebswelle haben.

Dies sind zum Beispiel:
  • Bohrmaschinen
  • Winkelschleifer
  • Elektr. Sägen aller Art
  • Kühlschränke
  • Kompressoren
  • und vieles mehr...

Je schwerer die hier zu beschleunigende Masse an der Welle ist, desto höher der Anlaufstrom des Verbrauchers.

Wie kann ich sicher gehen, dass mein Wechselrichter diese Leistungsspitzen mitmacht?
Um auch diese Spitzen abzufedern, gibt es einfache Faustformeln:
  • Bei Verbrauchern mit Elektromotor einen Sicherheitsfaktor des 3-4-fachen der Dauerleistung einrechnen.
  • Bei Verbauchern aller anderen Gruppen einen Sicherheitsfaktor des 1,5-fachen einrechnen.

Beispiel:

Sie haben mehrere Verbraucher, die Sie gleichzeitig verwenden möchten (z.B einen Winkelschleifer mit 600W (Sicherheitsfaktor 3), eine Wärmelampe mit 1000W und
ein Gerätenetzteil mit 100W (beide Sicherheitsfaktor 2)

Verbraucher Leistung Faktor Leistung des Wechselrichters
Winkelschleifer 600 W x 3,0 1800 W
Wärmelampe 1000 W x 1,5 1500 W
Gerätenetzteil 100 W x 1,5W 150 W
 
Gesamtleistung 3450 W

Durch die hohen Einschaltströme sollte theoretisch also ein Wechselrichter von über 3450W Dauerleistung gewählt werden.

Zu beachten:

  1. Alle Verbraucher nacheinander anschalten (nie zusammen über eine Mehrfachsteckdose)
  2. Immer der größte Ausbrecher - hier also der Winkelschleifer - als erstes einschalten

Wird dies berücksichtigt, sollte demnach auch ein Wechselrichter mit ca. 2000-2500W Dauerleistung ausreichend sein.