Batteriespeicher Expertentalk zum Thema "Wechselrichter"

Wechselrichter sind eine der zentralen Komponenten moderner Energie- und Speicheranlagen, etwa in der Photovoltaik, wo der Fokus auf erhöhter Effizienz, intelligenter Steuerung und Integration in Energiemanagementsysteme liegt. r.energy fragte Experten der Branche: Welche grundsätzlichen Entwicklungen sehen Sie aktuell für diese Technologie und wie spiegeln sich diese Trends in Ihrem Produktspektrum wider?

Thomas Speidel, CEO von Ads-Tec Energy

Wechselrichter sind längst mehr als Wandler zwischen Gleichstrom und Wechselstrom. Sie sind die Schnittstelle, an der Energieerzeugung und -abnahme, Speicherung und das physikalische Netz zusammentreffen. Und sie werden zunehmend zu dem Punkt, an dem sich mitentscheidet, wie effizient und souverän ein Energiesystem wirklich ist. Zwei Entwicklungen prägen die Technologie gerade maßgeblich: erstens die Miniaturisierung durch höhere Schalttaktfrequenzen. Leistungshalbleiter, die mit höheren Frequenzen arbeiten, ermöglichen kleinere Bauteile, dünnere Leitungen, weniger Kupfer. Das senkt Kosten und erhöht die Leistungsdichte. Für Anwendungen wie batteriegepufferte Schnellladesysteme oder stationäre Großspeicher ist das unmittelbar relevant für Wirtschaftlichkeit und Skalierbarkeit. Die zweite, tiefgreifendere Entwicklung betrifft die Rolle des Wechselrichters für das Netz selbst. Was früher rotierende Schwungmassen in konventionellen Kraftwerken leisteten, nämlich Trägheit, Spannungshaltung, Frequenzstabilität, kann heute auch per Software in den Wechselrichter implementiert werden. Momentanreserve, Blindleistungskompensation, Netzstützung: Das sind Kernanforderungen, die zunehmend an jede netzgekoppelte Einheit gestellt werden.

Bei Ads-Tec Energy entwickeln wir Wechselrichter in den kompakten Ladesystemen seit Jahren selbst. In unseren batteriegepufferten Schnellladesystemen, nominiert 2022 für den Deutschen Zukunftspreis gemeinsam mit dem Fraunhofer ISE, steckt ein eigener Wechselrichter, der in seiner Kompaktheit Maßstäbe setzte. Diese vollständige Kontrolle über Hardware und Software ermöglicht es, auf neue Anforderungen zu reagieren, ohne von Dritten abhängig zu sein. Das ist kein technischer Selbstzweck. Wer Wechselrichter in kritischer Infrastruktur einsetzt, muss die Kontrolle über ihre Software behalten, auch über die Steuerung und Cybersecurity. Technologische Abhängigkeiten in dieser Schicht des Energiesystems sind ein Risiko, das die Branche und insbesondere die Politik ernst nehmen müssen. Europäische Technologiesouveränität beginnt hier, an dieser zentralen Schnittstelle. Es geht um Handlungsfähigkeit und Resilienz.

Harald Scherleitner, CSO bei Fronius International

Aktuell sehen wir bei Wechselrichtern zwei zentrale Entwicklungslinien: die Integration in ganzheitliche Energiemanagementlösungen sowie die stark wachsende Bedeutung von Cybersecurity. Technologisch bedeutet das, dass Wechselrichter immer mehr Schnittstellen- und Koordinationsfunktionen innerhalb vernetzter Energiesysteme übernehmen. Sie ermöglichen die intelligente Abstimmung von Photovoltaik, Speichern, E-Mobilität und weiteren Verbrauchern. Parallel gewinnen digitale Funktionen stark an Bedeutung – etwa Echtzeit-Datenverarbeitung, flexible Schnittstellen und die Fähigkeit, aktiv ins Netzgeschehen einzugreifen. Damit werden Wechselrichter zu Enablern für Sektorkopplung, Eigenverbrauchsoptimierung und Netzdienstleistungen. Der Wechselrichter entwickelt sich immer stärker zur zentralen Steuerungsinstanz im Energiesystem. Er entscheidet nicht nur, wie effizient Energie umgewandelt wird, sondern auch, wie intelligent sie genutzt wird. Fronius kombiniert offene Systemarchitektur mit integrierten Monitoring- und Steuerungsfunktionen, die eine nahtlose Einbindung in Energiemanagementlösungen ermöglichen.

Mit der zunehmenden Vernetzung rückt das Thema Cybersecurity noch stärker in den Fokus. Wechselrichter sind heute Teil kritischer Infrastruktur und müssen entsprechend geschützt werden. Die Fronius-Systeme werden in Europa entwickelt und erfüllen strengste Sicherheitsanforderungen. Die Datenhaltung erfolgt ausschließlich auf eigenen Servern in Österreich und europäischen Clouds. Cybersecurity ist für Fronius ein integraler Bestandteil der Produktentwicklung. Ein weiterer Fokus liegt auf Zukunftssicherheit und Flexibilität. Dies wird durch die einfache Integration von Speichern, E-Mobilität oder Wärmelösungen sichergestellt. Die Produkte und Lösungen von Fronius sind so ausgelegt, dass sie sich an zukünftige Anforderungen anpassen lassen und langfristig zuverlässig im Einsatz bleiben.

David Niehaus, Solution Manager für den Gewerbebereich bei Huawei Fusionsolar

Wechselrichter sind schon lange nicht mehr nur reine Stromumwandler, die den Direktstrom der PV-Module verträglich für das Netz aufbereiten. Über die letzten Jahre haben sie sich immer mehr zum zentralen Dreh- und Angelpunkt moderner Energieanlagen entwickelt. Gemeinsam mit intelligenten Energiemanagementsystemen entscheiden sie in Millisekunden, wohin der Strom der PV-Anlage fließen soll: In den vorhandenen Energiespeicher, in das Netz, da der Strom an der Börse gerade gut zu verkaufen ist, oder zur Netzstützung einer ganzen Region. Wir als Huawei sehen hier in den drei Bereichen Freifläche, Gewerbe und Eigenheim unterschiedliche Entwicklungen. Im stark wachsenden Freiflächensegment geht der Trend heute ganz klar in Richtung Netzbildung (Grid-Forming). Da konventionelle Kraftwerke sukzessive wegfallen, müssen Erneuerbare wie Solarparks die Stabilität des Stromnetzes mit absichern. Durch die variable Einstrahlung der Sonne funktioniert eine echte Netzbildung jedoch nur im System. Gleichzeitig wird durch die Erhöhung der Systemspannung auf 1.500 V ein neuer Standard gesetzt. Hierdurch lassen sich die Stromgestehungskosten (LCOE) der einzelnen Projekte signifikant senken, beispielsweise durch die Reduktion von Kabelquerschnitten. Genau hier setzen wir als Huawei mit unserem neuen „SUN2000-506KTL“-Wechselrichter an. Er bringt die netzbildenden Eigenschaften mit, holt das Maximum aus der 1.500-V-Technik heraus und arbeitet im Einklang mit unseren Huawei-Großspeichern als verlässliche Puffer sowie unseren Trafostationen für die Mittelspannung.

Im Gewerbe sehen wir das Thema Sicherheit auf dem Dach als einen der wichtigsten Punkte der nächsten Jahre. Das Ziel ist es, allzeit sichere Anlagen zu bauen, die auch auf DC-seitige Fehler durch Alterungserscheinungen (wie aufgescheuerte Kabel) oder mögliche Tierschäden verlässlich reagieren. Hierfür haben wir mit der Plattform der „SUN2000-150K-MG0“-Wechselrichter bereits die passenden Antworten gefunden, die proaktiven Schutz bieten. Mit einem intelligenten Erdschlussschutz (DC-to-ground Protection) kann unser System software- und hardwareseitig DC-Fehler innerhalb von 50 mS beenden. Somit wird nicht nur die Anlage, sondern auch die Immobilie allzeit geschützt. Zum erweiterten Schutz zählen Temperatursensoren auf der DC- und AC-Seite sowie eine KI-gestützte Lichtbogenerkennung (AFCI) auf bis zu 450 m Leitungslänge und weitere Sicherheitsfeatures. Zudem sehen wir den Trend der Hybridisierung im Gewerbebereich, für den wir als Huawei zur passenden Zeit eine starke Antwort parat haben werden.

Betrachten wir nun zum Schluss den Eigenheimbereich, wo ganz klar die intelligente Sektorenkopplung im Fokus steht. Der Wechselrichter garantiert als Herzstück im Einklang mit dem Energiemanagementsystem, dem Gehirn der Anlage, dass die Energie immer genau dort landet, wo sie den größten Nutzen bringt. Egal, ob als direkter Haushaltsstrom zur Maximierung der Autarkie, beim Laden des E-Autos mit reinem PV-Überschuss oder beim kostenoptimierten Zusammenspiel mit Wärmepumpen und dynamischen Stromtarifen. Neben dieser hohen Flexibilität bietet unsere „SUN2000-MAP0“-Wechselrichterplattform auch ein hohes Maß an Sicherheit für das eigene Zuhause. Die MAP0-Serie ist mit demselben schnellen DC-to-ground-Protection-Feature ausgestattet wie unser Gewerbegerät SUN2000-150K-MG0. Auch wenn sich der Markt in Richtung kompakter All-in-one-Systeme bewegt, haben wir diese Entwicklung fest im Blick und werden rechtzeitig die passende Lösung in der bekannten Huawei-Qualität und -Intelligenz präsentieren.

Matthias Haag, CTO/CSO bei Kaco new energy

Die Wechselrichterlandschaft befindet sich im Wandel: Neben möglichst hoher Effizienz bestimmen heute vor allem Cybersecurity und Resilienz mit klarem Herkunftsnachweis die Anforderungen (Made in EU). Hohe Wirkungsgrade sind dabei ein zentraler Wirtschaftsfaktor. Große Energieausbeute und geringe Verluste entscheiden über die Rentabilität von PV- und Speicherprojekten und tragen zugleich zur Stabilität erneuerbarer Energiesysteme bei. Gleichzeitig wird Cybersecurity zur Schlüsselanforderung. Mit der zunehmenden Vernetzung werden Wechselrichter zu kritischen Komponenten der Energieinfrastruktur – entsprechend wichtig sind ganzheitliche Sicherheitskonzepte, kontinuierliche Updates und minimierte Angriffsflächen. Auch Resilienz gewinnt strategisch an Bedeutung: Europäische Wertschöpfung, robuste Lieferketten und technologische Souveränität sind entscheidend für eine sichere, unabhängige Energieversorgung. Made in EU steht damit für weit mehr als Qualität – nämlich für Zukunftsfähigkeit.

Kaco new energy adressiert diese Trends konsequent: Die „blueplanet gridsave“-Serie steht für hohe Effizienz und erreicht dank moderner SiC-Technologie Wirkungsgrade von bis zu 98,9 % – für hohe Performance im Speicherbetrieb. Der „blueplanet 360 NX3“ setzt wie die Geräte der blueplanet-gridsave-Serie neue Maßstäbe in der Cybersecurity – mit verschlüsselter Kommunikation, signierter Firmware, reduzierter Angriffsfläche und kontinuierlichen Sicherheitstests im Rahmen eines ganzheitlichen Konzepts. Resilienz und Made in EU stehen in unserem Portfolio im Fokus. Dies zeigt der „blueplanet 125 NX3“ exemplarisch: Er verdeutlicht den Anspruch an europäische Fertigung, hohe Qualitätsstandards und stabile Lieferketten – als wesentliche Bausteine für eine unabhängige Energieinfrastruktur. Unser Ansatz: Effizienz, Sicherheit und Herkunft werden zu einem integrierten Leistungsversprechen – für eine nachhaltige, resiliente Energiezukunft in Europa. Mit über 25 Jahren Erfahrung in der Branche bleibt Kaco new energy ein verlässlicher Partner für alle Marktakteure.

Thomas Thierschmidt, Solution Manager EMEAS bei SMA Solar Technology

Die Anlagenleistung von PV-Systemen nimmt zu. Durch die steigende Elektrifizierung der Verbraucher – sie nutzen zunehmend Wärmepumpen und E-Fahrzeuge – sowie durch geänderte normative und gesetzliche Vorgaben (ENWG, EEG) müssen PV-Systeme immer komplexere Anforderungen erfüllen, um für Verbraucher ein bestmögliches Ergebnis zu liefern. Dafür sind ein intelligentes Energiemanagementsystem und die Vernetzung der Verbraucher unabdingbar. Auch das Thema Cybersicherheit gewinnt damit an Bedeutung. PV-Anlagen sind an das Internet angebunden und werden dadurch zu einem möglichen Einfallstor für Hacker. SMA nimmt Cybersicherheit als zentralen Bestandteil der Digitalisierung der Energiewende sehr ernst. Sie ist kein Zusatz, sondern Grundprinzip: Von der vollständig inhouse entwickelten Hard- und Software bis hin zur Cloud und Datenverarbeitung. 

Genau deshalb denken wir immer in zwei Dimensionen: Produktsicherheit und Datensicherheit. Zum einen stellen wir sicher, dass unsere Geräte und Cloudanwendungen von Anfang an nach höchsten Sicherheitsstandards entwickelt und betrieben werden – nachgewiesen durch die ISO‑27001-Zertifizierung. Dafür haben wir klare Prozesse entlang der gesamten Entwicklung und lassen unsere Systeme regelmäßig von internen und externen Expertinnen und Experten prüfen. Zum anderen geht es um die Datenseite: Unsere Cloudinfrastruktur und die gesamte Software laufen DSGVO-konform ausschließlich in Europa auf zertifizierten Systemen. Dies stellt sicher, dass Datenzugriff, Verarbeitung und Kontrolle klaren regulatorischen Rahmenbedingungen unterliegen.

Patrick Janak, Head of C&I DACH bei Solaredge

Wechselrichter haben sich längst vom reinen Stromwandler zum intelligenten Betriebssystem moderner Energieinfrastrukturen entwickelt. Im Zentrum stehen Effizienz und Umwandlungstechnologie sowie die intelligente Steuerung komplexer Energiesysteme – von Photovoltaik über Speicher bis hin zu E-Mobilität und dynamischen Strommärkten. Ein technologischer Wandel ist der zunehmende Einsatz von Module-Level Power Electronics (MLPE) und DC-optimierten Systemarchitekturen. Während klassische String-Wechselrichter nach wie vor auf in Reihe geschalteten Modulen basieren – mit dem Nachteil, dass das schwächste Modul die Gesamtleistung limitiert –, ermöglichen Leistungsoptimierer von Solaredge auf Modulebene eine präzise Steuerung jedes einzelnen Moduls. Das steigert die Energieerträge, insbesondere bei bifazialen Modulen, Verschattung, unterschiedlichen Dachausrichtungen oder Modultoleranzen. Ein optimiertes System von Solaredge bietet zugleich ein hohes Maß an Sicherheitsfunktionen wie zum Beispiel Systemabschaltung auf Modulebene, Überwachung der Steckverbindungen mittels „Solaredge Sense Connect“ sowie Transparenz über Anlagenzustand und Performance. Es ergeben sich zusätzliche Freiheitsgrade bei Planung, Monitoring und zukünftiger Systemskalierung. Unterschiedliche Module können in dem System kombiniert werden, da sie mittels Optimierer auf ihren Maximum Power Point (MPP) betrieben werden. Viele berücksichtigen nicht, dass bifaziale Module, die heute Standard sind, mit einem klassische String-Wechselrichter einen erheblichen Teil der Energie auf Basis von Mismatching nicht nutzen können. Daher ist der Einsatz von bifazialen Modulen ohne Optimierertechnologie wirtschaftlich nicht mehr zeitgemäß.

Parallel dazu verändert die fortschreitende Elektrifizierung die Anforderungen an Energiesysteme grundlegend. Wärmepumpen, Batteriespeicher und Elektrofahrzeuge erhöhen die Komplexität des Energieverbrauchs – und den Bedarf an intelligentem Energiemanagement. Moderne Wechselrichter entwickeln sich zu zentralen Steuerungseinheiten, die Energieerzeugung, Speicherung und Verbrauch in Echtzeit managen. Ziel ist ein maximaler Eigenverbrauch bei gleichzeitig optimierten Energiekosten. Entscheidend ist der Einsatz von KI und prädiktiver Software. Intelligente Plattformen analysieren Wetterdaten, Verbrauchsprofile und variable Strompreise, um Lade-, Speicher- und Einspeiseprozesse automatisiert zu optimieren. Haushalte und Unternehmen werden effizienter und zu aktiven Teilnehmern flexibler Energiemärkte.

Die nächste Evolutionsstufe ist das autonome Energiemanagement. Systeme wie „Solaredge One“ optimieren den Energiefluss eigenständig, maximieren den solaren Eigenverbrauch oder nutzen dynamische Tarife gezielt aus, um Stromkosten automatisiert zu senken. Im C&I-Bereich zeigt sich das Potenzial solcher Lösungen: Nach der erfolgreichen Implementierung intelligenter Energiemanagementlösungen erweitert sich die Integration zunehmend um E-Mobilitätsanwendungen und Ladeinfrastruktur. Damit verschmelzen PV, Speicher und EV-Lösungen zu einem ganzheitlichen, intelligent gesteuerten Energieökosystem.

Mit der Digitalisierung steigt die Relevanz von Sicherheits- und Cybersicherheitslösungen. Wechselrichter sind vernetzte Systeme von kritischer Infrastruktur. Wichtig sind Funktionen wie Safedc, Lichtbogenerkennung, Solaredge Sense Connect und Schnellabschaltung der Energie im Strang. Verschlüsselte Kommunikation und sichere Authentifizierungsverfahren entwickeln sich vom Zusatzmerkmal zum technologischen Standard. Die DC-optimierte Wechselrichterarchitektur, integrierte Speicher- und EV-Ladelösungen sowie die Energiemanagementplattform Solaredge One verbinden Echtzeitoptimierung, intelligente Steuerung und Transparenz über das gesamte Energieökosystem hinweg und bieten ein hohes Maß an Sicherheit, Transparenz und Flexibilität.

Mario Pollak, Head of Distribution DACH bei Sungrow Europe

Wechselrichter entwickeln sich von reinen Umwandlungseinheiten zu zentralen Steuerungs- und Integrationskomponenten. Sie verbinden PV-Erzeugung, Batteriespeicher, Energiemanagement und Netzanforderungen im Gesamtsystem. Entsprechend geht der Trend weg von Einzelkomponenten hin zu integrierten Lösungen, mit denen Kunden Strom erzeugen, intelligent nutzen, speichern und steuern können. Zugleich steigen die Anforderungen an Leistungsdichte, Effizienz und einfache Installation. Neue Generationen müssen höhere Leistungen auf kleinerem Raum ermöglichen, hohe Wirkungsgrade liefern und Projektkosten senken. Sicherheit, Lebensdauer und Systemzuverlässigkeit gewinnen ebenfalls an Bedeutung – etwa durch Thermomanagement, Brandschutz und Cybersecurity. Zugleich verbessern Systemintegration, Skalierung und Innovation die Wirtschaftlichkeit.

Darauf richten wir unser Portfolio aus: etwa mit „SHT“-Hybridwechselrichtern, die im Zusammenspiel mit „SBH“-Batterien und „ihomemanager“ Erzeugung, Speicherung und Verbrauchsoptimierung im Privatkundenbereich eng verknüpfen. Ein zentraler Trend bei größeren Anwendungen ist stärkere Netzunterstützung. Mit dem wachsenden Anteil erneuerbarer Energien werden Frequenzregelung, Grid Services, Schwarzstartfähigkeit und anspruchsvolle Grid Codes wichtiger. Das zeigt sich auch im Angebot für Gewerbe und Industrie: Die C&I-Batterie „Powerstack“ hat den Wechselrichter bereits inkludiert und adressiert Peak Shaving, Eigenverbrauchsoptimierung und Betriebssicherheit. Auf der „Intersolar“ Ende Juli haben wir den neuen 125-kW-Stringwechselrichter „SG125CX-P3“ vorgestellt. Per Parallelschaltung lässt sich die Systemleistung auf bis zu 3 MW skalieren; der Wirkungsgrad beträgt bis zu 98,5%. Der SG125CX-P3 verfügt dabei über eine umfassende aktive Schutzarchitektur, die sich an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpasst und die Systemsicherheit erhöht. Fazit: Wechselrichter werden zur intelligenten Schnittstelle der Energiewende – und genau diese Rolle bilden wir mit einem integrierten, effizienten und zukunftsfähigen Produktspektrum über alle Marktsegmente hinweg ab.