Wenn der Wechselrichter die Smart Meter übertönt

Saubere Energie, unsaubere Frequenzen

Eine PV-Anlage auf dem Dach ist heute Alltag. Weniger bekannt ist, was ihr Wechselrichter nebenbei ins Netz schickt: Um aus Gleichstrom netzkonformen Wechselstrom zu machen, schaltet seine Leistungselektronik typischerweise rund 15’000 Mal pro Sekunde. Dabei entstehen Störungen bei dieser Schaltfrequenz und bei ihren Vielfachen – im Bereich von etwa 2 bis 150 kHz.

Diese Störungen heissen Supraharmonische. Sie liegen weit über den klassischen Oberschwingungen, die man von 50 Hz her kennt, und werden von vielen Normen und Messgeräten erst seit Kurzem richtig beachtet. Ein Wechselrichter mit 10 oder 20 kW ist dabei eine kräftige Quelle mit niedriger Impedanz, er drückt seine Störungen regelrecht ins Hausnetz und von dort ins Verteilnetz.

Warum das Netzbetreiber und Hausbesitzer gleichermassen betrifft

Im selben Frequenzbereich kommunizieren viele Smart Meter per Powerline (PLC) mit dem Datenkonzentrator in der Trafostation. Ein lauter Wechselrichter in der Nachbarschaft wirkt wie ein Presslufthammer neben einem Gespräch, die Zähler sind zwar da, aber sie werden nicht mehr gehört. Die typischen Symptome:

• Zähler, die zeitweise «inaccessible» werden – oft genau tagsüber, wenn die Sonne scheint
• Lückenhafte Lastgänge und Ablesungen, die nachgeholt werden müssen
• Brummende oder warm werdende Geräte im Haushalt, etwa Netzteile, LED-Treiber oder Ladegeräte
• Verkürzte Lebensdauer von Elektronik, die dauerhaft gegen hochfrequente Störungen ankämpft

Gerade das Tagesmuster ist ein starkes Indiz: Fallen PLC-Verbindungen vor allem bei Sonnenschein aus und erholen sich am Abend, lohnt sich ein genauer Blick auf die PV-Anlagen im betroffenen Strang.

Eine wichtige Ausnahme sind Hybrid-Wechselrichter mit Batteriespeicher. Sie arbeiten auch nach Sonnenuntergang weiter, weil sie die Batterie entladen und das Haus versorgen – oder nachts zu günstigen Tarifzeiten laden. Die Leistungselektronik schaltet dann genauso wie tagsüber, und die Störungen bleiben bestehen. Fehlt das typische Tagesmuster, ist eine PV-Anlage als Ursache also noch nicht ausgeschlossen.

Was der Filter macht

Der ADFi-1000/25kW von Bandsolid ist ein Leitungsfilter, der zwischen Wechselrichter und Hausinstallation gesetzt wird. Vereinfacht gesagt ist er ein Sieb für Frequenzen: Die 50 Hz, mit denen die Energie fliesst, lässt er praktisch ungehindert durch. Die hochfrequenten Anteile von 2 bis 150 kHz dagegen bremst er stark ab, bevor sie das Hausnetz erreichen.

Zwei Eigenschaften machen ihn für diesen Einsatz besonders geeignet:

• Gebaut für starke Störquellen. Viele Filter sind für kleine Geräte gedacht. Der ADFi-1000 ist auf Wechselrichter bis 25 kW ausgelegt und verkraftet die hohen Störpegel, die solche Anlagen erzeugen.
• Keine Resonanzen. Ein schlecht abgestimmter Filter kann bei bestimmten Frequenzen das Gegenteil bewirken und Störungen verstärken. Der ADFi-1000 ist so ausgelegt, dass er über den ganzen Bereich dämpft, ohne neue Spitzen zu erzeugen.

Für den Betrieb fällt er kaum ins Gewicht: Der Spannungsfall bei 50 Hz liegt unter einem Volt, die Verlustleistung bei voller Last bei rund 4 W pro Phase – bei einer Anlage mit 25 kW also ein Bruchteil eines Promilles.

Wo er hingehört: direkt an die Quelle

Der Filter wird unmittelbar neben dem Wechselrichter eingebaut, nicht beim Zähler und nicht in der Trafostation. Der Grund ist einfach: Eine Störung lässt sich am besten dort abfangen, wo sie entsteht. Sitzt der Filter direkt an der Quelle, erreicht sie weder die Geräte im eigenen Haus noch die Nachbarn noch die Smart Meter im Strang.

Die Kette sieht damit so aus:

Trafostation → Hausanschluss mit Smart Meter → Hausinstallation → ADFi-1000 → PV-Wechselrichter (mit oder ohne Batteriespeicher)

Davon profitieren beide Seiten: Der Netzbetreiber bekommt wieder stabile PLC-Verbindungen, und im Haushalt laufen Geräte unter ruhigeren Bedingungen.

Die wichtigsten Eckdaten

• Netz: 3 × 230/400 V AC
• Nennstrom: 35 A pro Phase, kurzzeitig überlastbar
• Wechselrichterleistung: bis 25 kW
• Wirksamer Bereich: 2 bis 150 kHz, ausgelegt auf Schaltfrequenzen um 15 kHz
• Isolation: Überspannungskategorie CAT IV
• Anschlussklemmen: bis 50 mm²
• Abmessungen und Gewicht: 110 × 200 × 300 mm, 4,9 kg
• Normen: EN 50065-4-1 und EN 50065-4-2 (Entkopplungsfilter für Signalübertragung in Niederspannungsnetzen)

Was eine Labormessung zeigt

Der Hersteller Bandsolid hat den Filter an einer Hochschule unabhängig messen lassen. Als Störquelle diente ein Hybrid-Wechselrichter, der mit knapp 24 kW ins Netz einspeiste – also nahe an der Leistungsgrenze des Filters. Gemessen wurde einmal ohne und einmal mit Filter, zusätzlich mit einem Industrie-Netzteil als zweitem Störer, wie es in echten Netzen ebenfalls vorkommt.

Das Ergebnis ist deutlich: Bei der Schaltfrequenz um 15 kHz sank der Störpegel um mehr als 36 dB. Übersetzt heisst das, die Störspannung ist nur noch rund ein Sechzigstel so gross wie vorher. Auch bei den Vielfachen der Schaltfrequenz, die bis in den PLC-Bereich hineinreichen, lagen die Pegel mit Filter durchgehend deutlich tiefer. Mit dem zusätzlichen Netzteil im Aufbau war die Wirkung sogar noch etwas grösser.

Fairerweise gehört dazu: Es war eine Messung unter Laborbedingungen. Im echten Netz mit vielen verschiedenen Quellen und Lasten fällt die Wirkung je nach Situation unterschiedlich aus. Deshalb messen wir vor Ort immer vorher und nachher.

So setzen wir ihn in der Praxis ein

Ein Filter ist kein Allheilmittel, das man auf Verdacht verbaut. Sinnvoll eingesetzt wird er in vier Schritten:

1. Problem eingrenzen – welche Zähler sind betroffen, und gibt es ein Muster über den Tag?
2. Störer nachweisen – mit einer Frequenzmessung am Hausanschluss und am Wechselrichter zeigt sich, ob die Anlage im kritischen Bereich stört.
3. Filter einbauen – durch eine Elektrofachperson direkt beim Wechselrichter, abgestimmt auf dessen Leistung.
4. Nachmessen – erst die Messung nach dem Einbau zeigt, ob die PLC-Verbindungen wieder stabil sind und das Problem gelöst ist.

Bei Anlagen über 25 kW oder bei mehreren Wechselrichtern an einem Anschluss klären wir die passende Lösung im Einzelfall.

Fazit

Mit jeder neuen PV-Anlage wächst die Zahl der Störquellen im Niederspannungsnetz – und damit das Risiko, dass Smart Meter und empfindliche Geräte darunter leiden. Der ADFi-1000 setzt dort an, wo es am meisten bringt: direkt am Wechselrichter. Richtig eingesetzt sorgt er dafür, dass die Energie ins Netz fliesst, die Störungen aber draussen bleiben.

Sie haben Zähler, die bei Sonnenschein verstummen, oder vermuten einen Störer in Ihrem Netz? Sprechen Sie uns an – wir messen, finden die Ursache und helfen bei der passenden Lösung.