Warum der Wechselrichter abschaltet, wenn der Kühlschrank anläuft
Die Anlage hat Energie in Reserve — und geht trotzdem in dem Moment aus, in dem der Kompressor startet. Das ist kein Defekt, sondern der Anlaufstrom, den die Wattangabe auf dem Typenschild nicht zeigt.
Das Symptom: Energie ist reichlich da, und es läuft trotzdem nicht
Die typische Situation sieht so aus: Jemand kauft eine Powerstation mit 1000 Wh, um bei einem Stromausfall einen Kühlschrank mit 120 W zu versorgen. Die Rechnung wirkt eindeutig — 1000 geteilt durch 120 ergibt über acht Stunden Laufzeit.
Nach dem Anschließen läuft die Station kurz und schaltet dann mit einer Überlastmeldung ab. Die Ladeanzeige steht dabei fast auf voll. Die Energie ist da, aber das Gerät läuft nicht.
Mit der Kapazität hat der Grund nichts zu tun. Der Wechselrichter hat abgeschaltet, bevor er überhaupt etwas verbrauchen konnte.
Drei verschiedene Größen, die leicht zu verwechseln sind
Eine Notstromanlage wird durch drei Zahlen beschrieben, und jede beantwortet eine andere Frage.
Die Energie in Wattstunden sagt, wie lange die Anlage durchhält. Sie steht in großen Ziffern auf der Powerstation.
Die Dauerleistung in Watt sagt, wie viele Geräte gleichzeitig laufen können. Ein Wechselrichter mit 300 W bringt keinen Wasserkocher mit 2000 W zum Laufen, selbst wenn die Batterie 10 kWh hätte.
Die Anlaufspitze sagt, ob der Wechselrichter einen Motor oder Kompressor überhaupt in Gang bringt. Sie dauert einen Sekundenbruchteil und verbraucht praktisch keine Energie — aber sie entscheidet über Erfolg oder Misserfolg.
Die erste Größe mit der dritten zu verwechseln ist der häufigste Grund für einen Fehlkauf.
Woher der Anlaufstrom kommt
Im Moment des Starts dreht sich der Motor noch nicht. Er erzeugt also keine Gegenspannung, die im Normalbetrieb den aufgenommenen Strom begrenzt. In den ersten Sekundenbruchteilen verhält sich die Wicklung fast wie ein gewöhnlicher Widerstand mit geringem Ohmwert, und der Strom liegt um ein Vielfaches über dem Nennwert.
Die Anlaufwerte streuen so stark, dass sich kein einheitlicher Faktor für alles angeben lässt. Ein Kühlschrankkompressor startet meist mit einigen hundert Watt bis über ein Kilowatt, eine Wasserpumpe liegt mitunter mehrfach darüber — das sind aber Größenordnungen, keine Auslegungsdaten für den Wechselrichter. Suchen Sie auf dem Typenschild den Anlaufstrom. Die Angabe LRA ist der Strom bei blockiertem Rotor: eine konservative Obergrenze, nicht der Verbrauch, der in Ihrer Anlage sicher auftritt.
Geräte ohne Motor — Beleuchtung, Router, Ladegeräte, ein Heizstab — haben keinen Anlaufstoß in diesem Sinn. Schaltnetzteile und LED-Treiber haben einen eigenen Einschaltstrom, weil sie im ersten Moment ihre Eingangskondensatoren laden. Das dauert kurz, aber die Spitze kann hoch sein. Bei einigen Dutzend Leuchten oder mehreren gleichzeitig eingeschalteten Netzteilen prüfen Sie die Herstellerangaben und die Stoßfestigkeit des Wechselrichters — nehmen Sie nicht an, dass Millisekunden keine Rolle spielen.
Wie man das für das ganze Haus rechnet
Bei einem einzelnen Verbraucher ist die Sache einfach: Der Wechselrichter muss dessen Anlaufstoß aushalten. Bei mehreren stellt sich die Frage, ob man die Stöße aller Geräte addieren muss.
Die Antwort ist nicht eindeutig. Alle Anlaufstöße zu addieren überschätzt das Ergebnis meist, aber die Annahme eines einzigen Anlaufs ist auch nicht automatisch sicher — man muss wissen, was diese Geräte steuert. Die Wahrscheinlichkeit, dass Kühlschrank und Pumpe in derselben Sekunde anlaufen, ist gering. Eine vernünftige Annahme ist ein Anlauf zur Zeit, also:
Spitze = größter einzelner Anlaufstoß + Dauerleistung der übrigen Verbraucher
Diese Annahme muss man aber kennen und darf sie nicht stillschweigend treffen. Wenn zwei Geräte gleichzeitig starten können — etwa eine Umwälzpumpe und eine Tiefbrunnenpumpe an derselben Steuerung — muss man entweder beide Stöße zusammen ansetzen oder die Starts zeitlich trennen. Das Ergebnis mit einem Anlaufstoß ist dann eine Untergrenze, keine Antwort.
Worauf man in den Daten des Wechselrichters achten sollte
Hersteller nennen üblicherweise zwei Zahlen: die Dauerleistung und die Spitzenleistung, oft als Surge oder Peak bezeichnet. Die zweite ist manchmal das Doppelte der ersten, aber ihre Dauer unterscheidet sich zwischen den Modellen um zwei Größenordnungen: vom Sekundenbruchteil bis zu mehr als zehn Sekunden.
Drei Dinge lohnt es zu prüfen. Erstens: für wie lange die Spitzenleistung angegeben ist — ein Wert für eine Sekunde und einer für zehn Sekunden sind nicht dasselbe. Zweitens: ob sie für eine ohmsche Last oder für eine Motorlast gilt. Drittens: wie hoch die in VA angegebene Leistung ist, denn Geräte mit Motor haben einen Leistungsfaktor unter eins und belasten den Wechselrichter stärker, als die Watt allein vermuten lassen.
Dieser letzte Unterschied kann überraschen: Ein Verbraucher mit 600 W verlangt bei einem Leistungsfaktor von 0,45 vom Wechselrichter rund 1333 VA.
Was daraus für den Kauf folgt
Prüfen Sie bei der Auswahl einer Notstromanlage der Reihe nach drei Dinge, nicht nur eines.
Reicht die Energie für die angenommene Ausfalldauer — das ist die Frage nach den Wattstunden. Deckt die Dauerleistung alles ab, was gleichzeitig laufen soll — das ist die Frage nach den Watt. Übersteigt die Spitzenleistung den größten Anlaufstoß plus die restliche Last — das ist die Frage, die darüber entscheidet, ob die Anlage überhaupt startet.
Eine Anlage mit großer Kapazität und schwachem Wechselrichter schaltet in der ersten Sekunde ab, mit unangetasteter Energie. Der umgekehrte Fall — starker Wechselrichter, kleine Batterie — bringt alles in Gang und geht nach einer Viertelstunde aus. Beide Situationen entstehen, weil die falschen Zahlen miteinander verglichen wurden.