Power Conversion System (PCS) vs. Wechselrichter: Was ist der wirkliche Unterschied?

Beim Bau einer PV-Solaranlage, eines Energiespeicherprojekts oder eines anderen Stromversorgungssystems, das eine Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandlung beinhaltet, stellt sich häufig eine grundlegende Frage: Brauche ich ein Power Conversion System (PCS) oder einen Wechselrichter?

Obwohl beide für die Energieumwandlung zuständig sind, unterscheiden sich ihre Funktionen, Anwendungen und Rollen innerhalb des Systems erheblich. Das Verständnis dieser Unterschiede ist entscheidend für die Optimierung der Energieleistung, die Verbesserung der Effizienz und die Maximierung des ROI.

Dieser Artikel befasst sich mit den Definitionen, den wichtigsten Unterschieden und den Funktionsprinzipien von PCS und Wechselrichtern und bietet einen praktischen Leitfaden, der Ihnen bei der Auswahl der richtigen Lösung für Ihr Energiesystem hilft.

Was ist eine PCS?

Ein PCS ist die Kernkomponente eines Energiespeichersystems, die für die bidirektionale Energieumwandlung und -verwaltung zwischen Gleich- und Wechselstrom zuständig ist.

Sie kann:

• Wandelt Gleichstrom aus Batterien in Wechselstrom für das Netz oder lokale Verbraucher um.
• Gleichrichtung von Wechselstrom aus dem Stromnetz in Gleichstrom zum Laden von Batterien.
• Präzise Steuerung der Batterieladung und -entladung für effiziente Energiespeicherung und -abgabe.

Wenn ein Energiespeichersystem mit dem Netz interagiert, wird das PCS daher zu einer unverzichtbaren Komponente. Neben der Umwandlung unterstützt es auch die Netzfrequenzregelung, die Spannungsstabilisierung und die intelligente Energieoptimierung.

Wichtigste Anwendungen

PCS wird häufig in Energiespeichersystemen (ESS), Mikronetzen, Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Energiespeicheranwendungen im industriellen Maßstab eingesetzt.

Zum Beispiel, GODE's DQ1907 Energiespeichersystem integriert ein 100-kW-PCS, das bis auf MW-Ebene erweiterbar ist und häufig in Projekten für Notstromversorgung, intelligentes Peak-Shaving und industrielle Energiespeicherung eingesetzt wird.

Was ist ein Wechselrichter?

Ein Wechselrichter ist ein Gerät, das Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Er wird üblicherweise in PV-Solaranlagen und USV-Systemen eingesetzt.

Es führt in der Regel eine einseitige Energieumwandlung durch und unterstützt keine Batterieladung oder bidirektionale Netzinteraktion.

Wechselrichter werden hauptsächlich in netzgekoppelten PV-Anlagen eingesetzt, die Gleichstrom von Solarmodulen in Wechselstrom für den privaten oder industriellen Gebrauch umwandeln und überschüssigen Strom in das Netz zurückspeisen.

Werfen wir einen Blick darauf, was ein Wechselrichter sieht so aus.

Hauptunterschiede zwischen PCS und Wechselrichtern

Beide führen zwar eine Energieumwandlung durch, unterscheiden sich aber in ihrer Funktionalität, der Komplexität der Steuerung und der Rolle des Systems.

Funktionaler Unterschied

• PCS: Unterstützt bidirektionalen Stromfluss (AC↔DC) und erweiterte Netzdienste.
• Wechselrichter: Unterstützt nur die unidirektionale Umwandlung (DC→AC).

Anwendungsszenarien

• PCS: Einsatz in Energiespeichersystemen, Microgrids und EV-Ladeinfrastruktur.
• Wechselrichter: Wird in netzgekoppelten Solaranlagen oder USV-Anlagen verwendet.

Kosten und Struktur

• PCS: Komplexer, umfasst Steuerungen und Sicherheitsmodule, über 20% der gesamten ESS-Kosten.
• Wechselrichter: Einfacher und kostengünstiger für Anwendungen in einer Richtung.

Wie PCS und Wechselrichter zusammenarbeiten

Koordinierung der Stromumwandlung

In einem Solar-plus-Speicher-System wandelt der Wechselrichter Solar-Gleichstrom in Wechselstrom um, während das PCS die weitere Regelung auf der Grundlage der Netz- und Batteriebedingungen übernimmt. Der Wechselrichter unterstützt das PCS, um eine fortschrittlichere Steuerung der Energieumwandlung zu erreichen.

Ladung-Entladung-Koordination

Wenn das PCS den Netzbedarf erkennt, steuert es den Wechselrichter so, dass die Batterien effizient entladen werden und eine hochwertige und stabile Wechselstromleistung gewährleistet ist.

Koordinierung der Netzzusammenarbeit

Im netzgekoppelten Modus synchronisieren sich der Wechselrichter und das PCS mit dem Netz; im netzunabhängigen Modus versorgt der Wechselrichter lokale Lasten, während das PCS den Stromfluss von Batterie und Wechselrichter steuert und so einen kontinuierlichen Betrieb gewährleistet.

Welche sollten Sie wählen?

Wählen Sie einen Wechselrichter

Wenn Ihr System nur die Solarenergie für die Last oder die Netznutzung umwandeln muss, ist ein Wechselrichter allein ausreichend.

Wählen Sie einen PCS

Wenn Sie Energiespeicherung, Frequenzregelung oder Spitzenausgleich benötigen, ist ein PCS unerlässlich.

Gemeinsame Verwendung von PCS und Wechselrichter

In großen Hybridsystemen übernehmen Wechselrichter die PV-Erzeugung, während PCS-Einheiten für die Speicherung und Netzstützung zuständig sind - für ein Maximum an Effizienz und Flexibilität.

Wählen Sie einen Hybrid-Wechselrichter

Mit dem Fortschritt der Technologie hat sich der Hybrid-Wechselrichter als innovative Lösung herauskristallisiert.

Es vereint die Funktionen eines PV-Wechselrichters und eines Power Conversion Systems (PCS) in einem einzigen Gerät. Er kann die Gleichstromeinspeisung von Solarmodulen verwalten und gleichzeitig die Batterieladung und -entladung steuern und unterstützt sowohl netzgebundene als auch netzunabhängige Betriebsmodi.

Hybride Wechselrichtersysteme zeichnen sich durch eine einfachere Architektur, niedrigere Kosten und eine einfachere Installation aus und sind daher ideal für private, gewerbliche und industrielle Anwendungen.

Schlussfolgerung

Ob bei der Solarstromerzeugung, der Energiespeicherung oder bei Microgrid-Anwendungen - die Auswahl der richtigen Geräte ist der Schlüssel zu einem effizienten und sicheren Systembetrieb.

GODE ist bestrebt, umfassende Lösungen - von PV-Wechselrichtern bis hin zu Energiespeichern - zu liefern, die Unternehmen und Haushalte in die Lage versetzen, eine sauberere, intelligentere und zuverlässigere Energiezukunft zu gestalten.