Keep Cool – wie die aktive Kühltechnologie für maximale Wechselrichterperformance sorgt

Bekanntermaßen beeinflussen hohe Umgebungstemperaturen nicht nur den Ertrag der PV-Anlage, sondern können zudem enorme Auswirkungen auf die Lebensdauer der Wechselrichter haben. Entgegen vielen anderen Herstellern setzt Fronius hier nicht auf passives sondern aktives Kühlen der Leistungselektronik. Dabei richtet sich der Fokus neben Vermeidung von sogenannten Hotspots, auf Ertragsoptimierung sowie flexible und einfach handzuhabende Anlagenauslegung.

Aktive vs. passive Kühlung

Bei der passiven Kühlung wird auf natürliche Konvektion gesetzt und entweder gar keine Lüfter oder nur Innenlüfter verwendet. Durch den Einsatz von großen Kühlkörpern wird das Gerät auch entsprechend schwer, was die Handhabung sowie den Transport erschwert.

Im Vergleich dazu setzt die aktive Kühltechnologie auf einen bzw. mehrere Lüfter, welche nicht nur Hitzefelder vermeiden, sondern auch die Luftzirkulation im Inneren des Wechselrichters regulieren und so die Temperatur der Leistungselektronik niedrig halten.

Maximale Flexibilität bei der Anlagenauslegung und Montage

Nachdem passiv gekühlte Geräte oftmals eine limitierte Stromstärke der MPP-Tracker aufweisen kann meist nur ein Modulstrang pro Tracker angeschlossen werden. Dies liegt daran, dass höhere Stromstärken auch höhere Bauteiltemperaturen verursachen.

Bei aktiv gekühlten Geräten hingegen kann mehr Wärme abgeführt werden, was wiederum höhere Stromstärken erlaubt sodass mehr parallele Stränge angeschlossen werden können. Dies bedeutet eine höhere Flexibilität im Anlagendesign.

Auch bei der Montage bieten Wechselrichter mit aktiver Kühlung maximale Flexibilität. Im Gegensatz zur passiven Kühlung können Geräte mit aktivem Kühlsystem sowohl vertikal, horizontal und sogar flach auf einem Dach montiert werden. Dies liegt daran, dass die kühle Luft seitlich angesaugt und die erwärmte Luft nach oben abgeführt wird. Mit einer bis zu 5-fach höheren Wärmeabfuhr, im Vergleich zur passiven Variante, ermöglicht es so auch die Platzierung an Standorten mit höherer Sonneneinstrahlung.

Wartungsfreie Technologie mit Kostenersparnis

Um die entsprechende Garantieleistung aufrechtzuerhalten sehen es alle Hersteller von passiven Kühlsystemen vor, die Geräte in regelmäßigen Intervallen warten zu lassen. Hier müssen diverse Faktoren am Wechselrichter wie Sauberkeit der Kühlkörper, Betriebsstatus des Systems, Kabelanschlüsse sowie Erdungsanschluss bis zu zweimal jährlich durch eine entsprechende Fachperson überprüft und sichergestellt werden.

Wechselrichter mit aktivem Kühlsystem sind hingegen in der Regel wartungsfrei, wodurch wesentlich weniger laufende Kosten anfallen. Auf regelmäßige Überprüfungen sollte auch hier dennoch nicht gänzlich verzichtet werden, vor allem wenn der Einsatzort hohen Staub- oder Schmutzbelastungen ausgesetzt ist.

Positive Auswirkung auf die Lebensdauer

Da die Lebensdauer von elektronischen Bauteilen stark temperaturabhängig ist, bedeutet das, je heißer diese Komponenten werden, desto höher ist die Ausfallwahrscheinlichkeit.

Daher werden bei der aktiven Kühlung gezielt die elektronischen Komponenten durch innen liegende Lüfter gekühlt und sorgen so für eine längere Lebensdauer der Leistungselektronik. Dies bedeutet zugleich eine beachtliche Kostenersparnis da die einzelnen Bauteile wesentlich geschont werden und so seltener repariert werden müssen.

Bei Wechselrichtern mit passiver Kühlung hingegen kann es aufgrund von begrenzter Wärmeabführung zu lokalen Hotspots kommen, wodurch die Lebensdauer deutlich reduziert wird

Eine häufig zitierte Faustregel besagt daher:

„Bei  jedem 10° C Temperaturanstieg verringert sich die Lebensdauer um etwa die Hälfte.“