1. Definition und Bedeutung von THD
THD (Total Harmonic Distortion) misst, wie stark die Wechselstrom-Ausgabe des Wechselrichters von der idealen Sinuswelle abweicht.
Kritische Auswirkungen
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Geräteschäden: Hoher THD führt zu Überhitzung von Motoren (z.B. Waschmaschinen).
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Netzprobleme: Harmonische können Resonanzen auslösen (Beispiel: Lokaler Blackout 2019 in Bayern).
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Vorschriften: THD <3% laut VDE-AR-N 4105 für Netzeinspeisung.
2. Gründe für strenge THD-Anforderungen in Deutschland
(1) Hohe Netzempfindlichkeit
Deutschlands Stromnetz mit >50% Erneuerbaren ist anfällig für:
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Spannungsschwankungen
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Neutralleiterüberlastung
(2) Industrielle Anforderungen
Sensitive Industrieanlagen (z.B. Siemens Frequenzumrichter) benötigen THD <5%, sonst:
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Produktionsausfälle
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Messfehler bei Präzisionsgeräten
(3) Rechtliche Vorgaben
| Norm | THD-Grenzwert | Anwendung |
|---|---|---|
| VDE-AR-N 4105 | <3% | Haushalts-/Gewerbeanlagen |
| DIN EN 61000-3-2 | <5% | Industrieumgebungen |
3. THD-Optimierung: Technische Lösungen
(1) Hardware-Design
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LC-Filter: Erhöht Kosten um 8-15%, senkt THD von 5% auf 2%.
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Multilevel-Topologie: 3-Level-Wechselrichter erreichen 1,5% THD.
(2) Software-Algorithmen
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PWM-Optimierung
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Aktive Harmonischenfilter
(3) Nutzertipps
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Lastmanagement: THD ist bei 30-80% Auslastung minimal.
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Wartung: Lockere Kabel können THD um 1-2% erhöhen.
