Photovoltaik-Transformatorist ein spezieller Typ eines elektrischen Transformators, der zur Unterstützung von Photovoltaik-(PV)-Solarenergiesystemen entwickelt wurde, indem er Strom zwischen Solarwechselrichtern und dem Stromnetz oder lokalen Verbrauchern umwandelt und aufbereitet. In modernen Solarkraftwerken und dezentralen Energieprojekten sind Photovoltaiktransformatoren unverzichtbare Komponenten, die zur Gewährleistung von Kompatibilität, Sicherheit und effizienter Stromübertragung beitragen.
Ein Photovoltaiktransformator erfüllt in Solarstromerzeugungssystemen drei Hauptfunktionen:
| Komponente | Funktion | Spannungsbereich |
|---|---|---|
| Sonnenkollektoren | Wandeln Sie Sonnenlicht in Gleichstrom um | Bis zu ~1100 V DC |
| Wechselrichter | Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln | 400–800 V Wechselstrom |
| Photovoltaik-Transformator | Step-up/Step-down und Isolation | 400 V AC → bis zu 35 kV oder mehr |
| Netz / Last | Strom übertragen und liefern | Mittel-/Hochspannung |
Photovoltaik-Transformatoren sind unerlässlich, da sie sicherstellen, dass der von Solarmodulen erzeugte Strom sicher, effizient und mit Versorgungsnetzen oder lokalen Verteilungsnetzen kompatibel ist. Solaranlagen erzeugen je nach Einstrahlungsstärke und Wetterbedingungen variablen Strom; Transformatoren helfen dabei, diesen Strom zu stabilisieren und für eine zuverlässige Nutzung vorzubereiten.
Im Kern funktioniert ein Photovoltaik-Transformator ähnlich wie herkömmliche Leistungstransformatoren, wurde jedoch speziell für den Einsatz in PV-Umgebungen entwickelt:
Der Transformator verarbeitet den Wechselstrom vom Wechselrichter und wandelt ihn auf Mittel- oder Hochspannungsniveaus um, die für die Netzanbindung geeignet sind, typischerweise im Bereich von 6,6 kV bis 35 kV oder höher für Anlagen im Versorgungsmaßstab.
Je nach Anwendungsgröße und Design gibt es verschiedene Konfigurationen:
Photovoltaik-Transformatoren werden üblicherweise installiert:
| Besonderheit | Photovoltaik-Transformator | Konventioneller Transformator |
|---|---|---|
| Designzweck | Entwickelt für variable Lasten und Wechselrichteroberschwingungen | Entwickelt für stabile Netzbedingungen |
| Harmonisches Management | Enthält Funktionen zur Minderung von Wechselrichteroberschwingungen | Nur Standardisolierung und Wicklung |
| Installationsumgebung | Außenanlagen für erneuerbare Energien | Allgemeiner Innen-/Außenvertrieb |
| Spannungseigenschaften | Entspricht der Wechselrichterleistung und den Netzanforderungen | Entspricht den Anforderungen der Netzverteilung |
Ein Photovoltaik-Transformator ist ein speziell für Solarstromanlagen entwickelter Transformator, der den Strom von Solarwechselrichtern auf ein für die Netzintegration oder lokale Stromnutzung geeignetes Niveau umwandelt und aufbereitet, oft mit zusätzlichen Funktionen zur Bewältigung von Wechselrichteroberschwingungen und Umweltbelastungen.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Transformatoren, die unter stabilen Netzbedingungen betrieben werden, sind Photovoltaik-Transformatoren für schwankende Lasten, Wechselrichteroberschwingungen und variable Umgebungsbedingungen ausgelegt, die bei Anwendungen zur Solarstromerzeugung häufig vorkommen.
Die durch Photovoltaik-Transformatoren bereitgestellte elektrische Isolierung verhindert, dass sich Fehler oder Störungen der PV-Anlage in das Netz ausbreiten, was die Sicherheit erhöht und Geräte auf beiden Seiten der Verbindung schützt.
Ja – hochwertige Photovoltaiktransformatoren können Oberschwingungen reduzieren, die Spannung stabilisieren und die Stromqualität verbessern, wodurch die Gesamtsystemleistung verbessert wird.
Sie werden am häufigsten in Solarparks im Versorgungsmaßstab, verteilten PV-Dachsystemen und Hybridinstallationen eingesetzt, die eine Anpassung zwischen Wechselrichterausgängen und Netz- oder lokalen Netzwerkanforderungen erfordern.
