Blindleistung und cos φ: Was die Einstellung am Wechselrichter bewirkt

In den Einstellungen eines Wechselrichters oder im Anmeldeformular des Netzbetreibers steht oft etwas wie „cos φ = 0,95 untererregt“ oder „Q(U)-Kennlinie“. Für die meisten Betreiber ist das ein Rätsel. Hier erfährst du, was Blindleistung ist, warum der Netzbetreiber sie fordert und was sie mit Überspannungsfehlern zu tun hat.

Wirkleistung und Blindleistung

Wirkleistung ist die Leistung, die tatsächlich Arbeit verrichtet: Sie bringt die Lampe zum Leuchten und dreht den Zähler. Sie wird in Watt gemessen.

Blindleistung entsteht, wenn Strom und Spannung im Wechselstromnetz zeitlich gegeneinander verschoben sind. Sie pendelt zwischen Erzeuger und Verbraucher hin und her und verrichtet keine Arbeit. Gemessen wird sie in var (Volt-Ampere reaktiv). Motoren, Trafos und lange Kabel erzeugen oder benötigen ständig Blindleistung.

Der cos φ, auch Verschiebungsfaktor genannt, beschreibt das Verhältnis. Bei cos φ = 1 gibt es keine Blindleistung. Bei cos φ = 0,95 ist ein kleiner Teil der Scheinleistung Blindleistung, bei 0,90 etwas mehr.

Warum der Netzbetreiber Blindleistung will

Speist eine PV-Anlage ein, steigt die Spannung an ihrem Anschlusspunkt. Viele Anlagen in einer Straße können die Spannung so weit anheben, dass Wechselrichter wegen Überspannung abschalten. Hier hilft Blindleistung: Nimmt der Wechselrichter untererregte oder induktive Blindleistung auf, senkt das die Spannung am Anschlusspunkt etwas. So kann das Netz mehr Anlagen aufnehmen, ohne sofort ausgebaut werden zu müssen.

Die VDE-AR-N 4105 verlangt deshalb, dass Wechselrichter Blindleistung bereitstellen können: bis 4,6 kVA mit cos φ 0,95, darüber mit bis zu 0,90. Welches Verfahren konkret gilt, legt der Netzbetreiber bei der Anmeldung fest. Mehr zur Regel im Ratgeber VDE-AR-N 4105 einfach erklärt.

Die gängigen Verfahren

• Fester cos φ: Der Wechselrichter arbeitet immer mit einem festen Verschiebungsfaktor, etwa 0,95 untererregt. Einfach, aber auch dann aktiv, wenn es nicht nötig wäre.
• cos φ(P): Der Verschiebungsfaktor hängt von der eingespeisten Leistung ab. Bei wenig Leistung cos φ = 1, bei voller Leistung weniger. Das ist sinnvoll, weil die Spannung vor allem bei hoher Einspeisung steigt.
• Q(U): Die Blindleistung richtet sich nach der gemessenen Netzspannung. Ist die Spannung normal, gibt es keine Blindleistung. Steigt sie, nimmt der Wechselrichter zunehmend Blindleistung auf. Das ist das zielgenaueste Verfahren und wird von vielen Netzbetreibern bevorzugt.
• Fester Blindleistungswert: seltener, eher bei größeren Anlagen.

Was es dich kostet

Blindleistung kostet fast keinen Ertrag, solange der Wechselrichter nicht an seiner Grenze arbeitet. Die Wirkleistung, die du einspeist, wird vom Zähler gemessen, die Blindleistung nicht. Es gibt aber zwei Effekte:

1. Etwas höhere Verluste im Wechselrichter, weil insgesamt mehr Strom fließt. Das macht meist nur Bruchteile eines Prozents aus.
2. Weniger Wirkleistung an der Grenze: Die maximale Scheinleistung des Wechselrichters ist begrenzt. Muss er bei voller Sonne auch Blindleistung liefern, bleibt etwas weniger Platz für Wirkleistung. Deshalb dimensionieren Installateure den Wechselrichter entsprechend.

Verglichen mit Abschaltungen wegen Überspannung an sonnigen Mittagen ist dieser Verlust gering.

Einstellung prüfen und ändern

Die Blindleistungseinstellung ist netzrelevant und durch ein Installateur-Passwort geschützt. Du kannst sie meist in der Benutzeroberfläche oder App einsehen, aber nicht ändern. Das ist auch richtig so: Sie ist Teil der Vereinbarung mit dem Netzbetreiber.

Sinnvoll ist eine Prüfung, wenn:

• dein Wechselrichter an sonnigen Tagen wegen Überspannung abschaltet, siehe Netzüberspannung am Wechselrichter,
• im Anmeldeformular etwas anderes steht als im Gerät eingestellt ist,
• das Gerät nach Tausch oder Reset mit Standardwerten läuft.

Eine Umstellung auf Q(U) oder ein etwas niedrigerer cos φ kann die Spannung am Anschlusspunkt senken. Das muss aber mit dem Netzbetreiber abgestimmt werden. Wie du dabei vorgehst, steht im Ratgeber Netzbetreiber kontaktieren wegen Spannungsproblemen.

Kurz zusammengefasst

Blindleistung stützt die Netzspannung und kostet kaum Ertrag. Der Netzbetreiber gibt vor, ob dein Wechselrichter mit festem cos φ, mit cos φ(P) oder mit Q(U) arbeitet. Die Einstellung darf nur der Installateur ändern. Bei häufigen Überspannungsabschaltungen lohnt sich eine Prüfung.