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Wechselstrom

Gleichstrom und Wechselstrom bilden zusammen die zwei wichtigsten Stromarten. Das öffentliche Stromnetz und alle daran angeschlossenen Verbraucher basieren auf dieser Stromart. Da Solarmodule Gleichstrom produzieren, muss ein Wechselrichter zum Einsatz kommen, um die produzierte Energie in das öffentliche Versorgungsnetz einspeisen zu können.
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    Gleichstrom und Wechselstrom bilden zusammen die zwei wichtigsten Stromarten. Das öffentliche Stromnetz und alle daran angeschlossenen Verbraucher basieren auf dieser Stromart. Da Solarmodule Gleichstrom produzieren, muss ein Wechselrichter zum Einsatz kommen, um die produzierte Energie in das öffentliche Versorgungsnetz einspeisen zu können.

    Definition

    Wechselstrom ist eine Stromart, in der der Stromfluss seine Richtung in regelmäßigen Abständen ändert. Die Häufigkeit der Abstände, in der die Richtung sich wechselt, wird anhand der Frequenz beschrieben. Die Stromfrequenz wird in der Maßeinheit Hertz angegeben. Diese Maßeinheit gibt die Anzahl sich wiederholender Vorgänge pro Sekunde in einem periodischen Signal an. In Europa weisen alle öffentliche Stromkreise eine Netzfrequenz von 50 Hz auf.

    Die Stromleistung kann als Produkt von der Stromspannung, in der Einheit Volt angegeben, sowie die Stromstärke, in Ampere angegeben, ausgedrückt werden. Der große Vorteil von Wechselstrom im Gegensatz zu Gleichstrom ist die nahezu verlustfreie Übertragung über mittelgroße Strecken. Grundlage dafür schuf der Elektroingenieur Nikola Tesla mit der Entwicklung des Zweiphasenwechselstroms im Jahre 1887. In einem sogenannten Drehfeld, wo sich die Pole ständig ändern, kann elektrische Energie auf eine sehr hohe Spannung transformiert werden. Die Spannung kann als Druck einer Energiequelle innerhalb eines Stromkreises definiert werden. Je höher dieser Druck ist, desto niedriger ist der zu erwartende Verlust.
    So ist es möglich, Strom mit einer Stromspannung von bis zu 380.000 Volt Spannung in Hochspannungsnetzen zu übertragen und dann durch einen Transformator leicht wieder auf 230 Volt zu senken.

    Weiterhin ist es einfach und günstig, Wechselstrom in Generatoren herzustellen. Durch diese maßgebenden Vorteile ist es nahezu auf der ganzen Welt üblich, elektrische Energie in Form von Wechselstrom zu transportieren und dem Endverbraucher anzubieten, obwohl viele Endgeräte wie Laptops Gleichstrom benötigen. Hier kommt dann ein Netzteil zum Einsatz, welches den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.

    Umwandlung in der Photovoltaik

    Solarmodule wandeln die Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie in Form von Gleichstrom um. Damit diese produzierte elektrische Energie nun in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist und zu Geld gemacht werden kann, muss dieser in Wechselstrom umgewandelt werden.
    Hier kommt jetzt ein Wechselrichter beziehungsweise ein Inverter zum Einsatz. Dieser Wechselrichter ist bei netzgekoppelten Photovoltaikanlagen direkt nach der Gleichstromquelle, also den Solarmodulen, angeschlossen. Bei Inselanlagen, welche keinen Anschluss an das öffentliche Netz haben, wird der Gleichstrom direkt in Akkumulatoren geleitet, wo dieser zur Zwischenspeicherung gelagert wird. Wird elektrischer Strom nun benötigt, fließt Gleichstrom durch den Wechselrichter, um für Endgeräte dann nutzbar zu sein.

    Carsten Steffen
    Autor: Carsten Steffen
    Carsten Steffen, Gründer von photovoltaik.sh, bringt sein tiefes Verständnis für Photovoltaik und seine Begeisterung für erneuerbare Energien ein, um Kunden in Schleswig-Holstein seit 2021 schneller und kostengünstiger zu ihrer eigenen Photovoltaikanlage zu verhelfen. Ermöglicht wird das Dank der Zusammenarbeit mit lokalen Solarteuren. Regelmäßige Schulungen runden unsere Expertise ab. Mit der Gründung von photovoltaik.sh sind wir Ihr vertrauenswürdigen Partner für alle, die ihren Stromverbrauch nachhaltig gestalten möchten.
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