Der Solarpumpen-Wechselrichter steuert und regelt den Betrieb der Solarpumpensystem (Solarwasserpumpensystem), wandelt den von der Solaranlage erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, treibt die Wasserpumpe an und passt die Ausgangsfrequenz in Echtzeit entsprechend der Änderung der Sonnenlichtintensität an, um das Maximum Power Point Tracking (MPPT) zu erreichen.

Solarwasserpumpen-Wechselrichter sind eine von vielen Wechselrichterkategorien. Die Hauptfunktion ist die gleiche wie bei unseren herkömmlichen netzgekoppelten Wechselrichtern. Sie wandeln Solargleichstrom in Wechselstrom um. Der Wasserpumpenwechselrichter wurde jedoch stark verbessert, was erhebliche Systemkosten spart und den Anwendungsbereich von Solaranlagen erweitert.

Solar-Wasserpumpen-Wechselrichter sind netzunabhängig und können lastunabhängig betrieben werden. Herkömmliche netzunabhängige Wechselrichter benötigen jedoch Batterien, um zu funktionieren. Blei-Säure-Batterien sind hingegen teuer und kosten 30 % des Gesamtsystems. Die Lebensdauer ist mit nur 3–5 Jahren kurz, was sich negativ auf die Investitionsrendite auswirkt. Das Solar-Wasserpumpensystem benötigt keine Batterien. Es funktioniert bei Sonnenlicht. Bauen Sie einen Wasserturm an einem erhöhten Standort. Bei Bedarf kann Wasser aus dem Turm entnommen werden. Der Wechselrichter selbst ist zudem mit einem Wasserstandsschalter ausgestattet, was sehr praktisch und praktisch ist. Seine Funktion entspricht der eines netzunabhängigen Systems. Die Batterie ist zwar vorhanden, die Kosten für den Wasserturm sind jedoch deutlich geringer.

Elektromotoren stellen die größte Belastung für netzunabhängige Systeme dar, da sie zum Starten viel Energie benötigen. Die Anlaufleistung herkömmlicher Motoren beträgt etwa das Dreifache der Nennleistung. Ein Pumpenmotor hingegen muss Wasser hochpumpen. Die Anlaufleistung beträgt das Fünffache der Nennleistung. Ist ein herkömmlicher Wechselrichter für netzunabhängige Systeme mit einem Wasserpumpenmotor ausgestattet, muss dieser um das Fünffache verstärkt werden. Beispielsweise benötigt ein 2-kW-Wasserpumpenmotor einen 10-kW-Wechselrichter für netzunabhängige Systeme. Im Normalbetrieb muss die Gleichstromeingangsleistung über 2 kW liegen. Der Motor kann im Dauerbetrieb laufen. Dies erhöht die Systemkosten. Der Wechselrichter für Solarwasserpumpen verfügt über einen speziellen Algorithmus, der die Leistung in der Regel nur um 20 % erhöht. Beispielsweise kann ein 4-kW-Wasserpumpenmotor mit einem 5-kW-Wechselrichter gestartet werden. Im Betrieb benötigt die Solareingangsleistung keine 4 kW für einen Dauerbetrieb; etwa 1 kW reicht auch für den Pumpenbetrieb.

Warum kann der Wechselrichter einer Wasserpumpe eine solche Anti-Sky-Funktion haben? Dies beginnt mit dem Prinzip des Wechselstroms. Wechselstrom besteht aus drei Elementen: Spannung, Stromstärke und Frequenz. Unter normalen Umständen beträgt die Frequenz konstant 50 Hz. Der Motor startet jede Sekunde. Bei 50 Umdrehungen ändert sich die Leistung mit Stromstärke und Spannung, daher verwenden wir normalerweise Spannung und Stromstärke zur Berechnung der Leistung. Beim Motor ist das jedoch anders. Seine Leistung hängt von der Frequenz ab. Die normale Nennleistung ist die Leistung bei einer Frequenz von 50 Hz. Wenn die Frequenz sinkt, sinkt auch die Leistung. Die Nennleistung des Motors = Nenndrehmoment × Nenndrehzahl. Solange sich das Nenndrehmoment nicht ändert, kann der Motor laufen. Wenn also Frequenz und Spannung sinken, sinkt die Nennleistung proportional zur Drehzahl oder Frequenz. Der Wechselrichter einer Wasserpumpe ergänzt den Wechselrichter um eine Frequenzumrichterfunktion, mit der die Frequenz des Wechselstromausgangs geändert werden kann. Beim Starten wird die Frequenz reduziert und die Drehzahl gegen Leistung getauscht. Nach dem Starten des Motors wird die Frequenz erhöht und die Drehzahl erhöht. Die Frequenz kann sich auch mit dem Licht ändern. Auf diese Weise kann sogar eine 1-kW-Solarleistung eine 4-kW-Wasserpumpe antreiben. Ist das nicht erstaunlich?