Spannungserzeugung

Veröffentlicht: 13.02.2022
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Der Konverter von der 12-Volt-Batterie zum 230-Volt-Verbraucher. Auf was es ankommt.

Ein Wechselrichter ist elementarer Bestandteil der Stromversorgung, zumindest wenn Batterien im Netzersatzsystem verbaut sind. Eine kurze Funktionsbeschreibung: Der Wechselrichter wandelt einen Gleichstrom (DC, für engl. direct current) in einen Wechselstrom (AC, engl. für alternating current) um. Mit diesem Umwandler ist also ein Betrieb von 230V-Geräten, etwa Haushaltsgeräte, an einem Akkumulator möglich. Bei der Auswahl gibt es einige Punkte zu beachten auf die im Folgenden eingegangen wird.

Leistung

Eine der Hauptkenngrößen des Wechselrichters ist die Leistung, die in Watt angegeben wird. Übliche Wechselrichter haben eine Nennleistung von 50 bis weit über 3000 Watt. Bei der Auswahl des Umwandlers sollte die erforderliche Leistung bekannt sein, die anhand einer groben Rechnung ermittelt werden kann. Soll nur ein Gerät betrieben werden, reicht es den Wechselrichter anhand der Leistungsaufnahme dieses einen Geräts zu bestimmen. An dieser Stelle gibt es aber eine Stolperfalle: Viele elektrische Geräte haben einen hohen Anlaufstrom, auch genannt Einschaltstrom. Als Eselsbrücke hilft hier der Grundsatz „Bei allen Geräten, die drehende Teile haben, muss der Anlaufstrom berücksichtigt werden“. Doch was bedeutet nun Anlaufstrom und wie kann man ihn berücksichtigen?

Am Beispiel Winkelschleifer wird es deutlich: Beim Einschalten des Geräts bringt der Elektromotor die eingespannte Scheibe auf Drehzahl. Dies dauert einen gewissen Moment, da die rotierende Masse erst beschleunigt werden muss. Dafür muss der Elektromotor eine erhöhte Kraft aufbringen, die sich natürlich auf den Stromverbrauch auswirkt. Ist die Betriebsdrehzahl erreicht, sinkt der Stromverbrauch rapide. Der Strom, der benötigt wird um die Drehzahl zu erreichen, nennt sich Anlaufstrom. Er kann auch bei kleinen Elektrogeräten einen verhältnismäßig hohen Wert erreichen, und muss daher besonders berücksichtigt werden.

Nicht zuletzt deshalb sind bei üblichen Wechselrichtern zwei Werte abgedruckt, beispielsweise: Leistung 2000/2500 Watt. Dabei bezieht sich die erste Zahl auf die Nennleistung, also die Leistung, die der Wechselrichter dauerhaft abgeben kann. Die zweite Zahl, 2500 Watt, ist der kurzzeitig lieferbare Strom. Diese Angabe ist nicht weniger wichtig wie die Dauerleistung, da sie darüber entscheidet, welche Geräte tatsächlich in Betrieb genommen werden können.

Eingangsspannung

Ein weiteres wichtiges Merkmal des Wechselrichters ist die Eingangs- beziehungsweise Versorgungsspannung. Wechselrichter, die 12 Volt als Eingangsspannung haben sind die meist verbreiteten Geräte, es gibt aber auch 24 oder 48 Volt Ausführungen. Das kann bei einer Reihenschaltung der Batterien interessant werden, da der Strom des Wechselrichters eine bedeutende Rolle spielt.

Strom

Oftmals vernachlässigt wird die Stromaufnahme der Wechselrichter. Dabei ist es relativ wichtig, diese Kenngröße genau unter die Lupe zu nehmen. Als Beispiel:

Es sollen 1500 Watt (nach dem Wechselrichter) über 2 Meter übertragen werden. Bei 230 Volt bedeutet das einen Mindestquerschnitt des Kabels von 0,06 mm2 (die Leitungsdicke etwa eines Verlängerungskabel hat in der Regel eine Leitungsdicke von mindestens 1,5 mm2). Der Strom entspricht hier 6,522 A.

Die Zuleitung zum Wechselrichter: Bei 12 Volt Systemspannung, also Eingangsspannung des Wechselrichters, und 2 Meter Länge erfordert einen Querschnitt von rund 23 mm2! Zum Wechselrichter fließen 125 A.

Anhand dieses Beispiels wird schnell klar, dass die Stromaufnahme nicht zu unterschätzen ist. Es muss also ein Augenmerk darauf gelegt werden, ausreichend dimensionierte Kabel zu verwenden, um Spannungsabfall und Erwärmung der Zuleitungen zu vermeiden. Wichtig bei der Montage: Sicherung nicht vergessen! Sie sollte um ca. 25% höher sein als die maximale Stromaufnahme des Wechselrichters.

Der Inhalt wird aktuell überarbeitet und erweitert.