PV-Module - Reihenschaltung oder Prallelschaltung

Die richtige Verschaltung der PV-Module ist extrem wichtig, dennoch werden häufig Fehler gemacht

Auch wenn dieses Theme sehr wichtig ist, werden PV-Module falsch verschaltet. Dies führt zu starken Leistungseinbusen und könnte sogar Laderegler oder Wechselrichter beschädigen.

Hier erfahren Sie, welche Möglichkeiten es gibt und was Sie beachten sollten, um die maximale Leistung Ihrer PV-Module auch tatsächlich nutzen zu können.

PV-Module richtig ausrichten

Parallelschaltung von PV-Modulen

In einer Parallelschaltung erhöht sich der insgesamt zur Verfügung stehende Strom, währen die Spannung gleich bleibt.

Reihenschaltung von PV-Modulen

In einer Reihenschaltung erhöht sich die Spannung des gesamten Systems, während der zur Verfügung stehende Strom gleich bleibt.

Parallel- oder Reihenschaltung zu einem String

Diese Frage stellen sich viele PV-Heimwerker. Mit einer Reihenschaltung lässt sich die Gesamtleistung erhöhen, ohne dass größere Leiter-Querschnitte notwendig sind. Dies wird über eine Erhöhung der Gesamtspannung erreicht.

Zulässigen Spannungsbereich beachten

Aber Vorsicht: Die Spannung darf nicht beliebig erhöht werden, da der Spannungsbereich der verbauten Komponenten wie Laderegler oder Wechselrichter beachtet werden muss. Wird die maximale Spannung überschritten, drohen Schäden an den Bauteilen der Anlage. Die Spannung ist jedoch nicht nur nach oben hin begrenzt, sondern auch nach unten. Viele Bauteile benötigen eine bestimmte Mindestspannung, um überhaupt arbeiten zu können. Wird diese Spannung nicht erreicht, funktioniert die Anlage nicht.

MPPT-Spannungsbereich beachten

Auf vielen Ladegeräten und Wechselrichtern ist zusätzlich noch ein MPPT-Spannungsbereich angegeben. Dieser legt fest, in welchem Spannungsbereich der Tracker optimal arbeiten kann. Liegt die Spannung außerhalb von diesem Bereich funktioniert Ihre Anlage zwar noch, jedoch nicht so effektiv wie sie sollte oder könnte.

MPPT

MPPT steht für Maximum Power Point Tracking und beizeichnet eine Technologie, mit der die maximale Leistung anhand der optimalen Leistungskurve aus einem PV-Modul herausgeholt werden kann. Der MPP-Tracker verfolgt permanent die Spannung und ermöglicht auch bei wechselhaften Bedingungen die optimale Leistung zu erreichen.

Dieses Tracking ist jedoch nicht möglich, wenn Strings mit unterschiedlicher Ausrichtung parallel an einem MPP-Tracker angeschlossen sind.

Strings und Stringspannung

Werden mehrere PV-Module zusammengeschlossen, so werden diese als ein String bezeichnet. Die Gesamtspannung aller Module wird daher auch Stringspannung genannt.

Ein PV-String ist immer nur so stark, wie sein schwächstes PV-Modul. Ist also ein PV-Modul verschattet, dann leidet auch die Leistung der übrigen PV-Module darunter. Auch wenn moderne Module über eine Überbrückung bei Verschattung verfügen, leidet die Leistung dennoch. Vermeiden Sie daher String, die teilweise z.B. durch einen Baum verdeckt sind.

Ost-West-Ausrichtung

Module sollten nur in Reihe oder parallel geschaltet werden, wenn sie gleich ausgerichtet sind. Denn wie bei einer Verschattung von Modulen verringert sich die Leistung der übrigen PV-Module, wenn ein Modul schlechter ausgerichtet ist.

Dies ist der Fall, wenn die Module in unterschiedliche Himmelsrichtungen zeigen oder wenn die Neigung der Module unterschiedlich ist.

Ein Zusammenschalten von PV-Modulen zu einem String ist möglich, wenn:

Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, sollten Sie von einem Zusammenschalten von PV-Modulen vermeiden. Die Leistung verringert sich sonst erheblich.

Was tun bei unterschiedlicher Ausrichtung oder zeitweiser Verschattung

Module mit unterschiedlicher Sonneneinstrahlung (z.B. wegen Verschattung oder Ausrichtung) sollten Sie in verschiedene Strings unterteilen. Dadurch können die PV-Module mit guter Bestrahlung weiterhin Ihre maximale Leistung entfalten.

Jeder String muss zwangsläufig an einem eigenen MPP-Tracker angeschlossen werden, da ein Tracking sonst nicht möglich ist. Einige wenige Laderegler verfügen über mehrere Tracker und erlauben dadurch den Anschluss mehrerer Strings. Andernfalls verwenden Sie einfach für jeden String ein eigenes Ladegerät, wie die Zeichnung visualisiert.

Fazit

Eine Reihenschaltung ist häufig die beste Lösung, da die Leiter-Querschnitte geringer ausfallen können und der Spannungsverlust auf dem Weg vom PV-Modul bis zum Ladegerät. Achten Sie aber unbedingt auf eine einheitliche Ausrichtung der PV-Module und darauf, dass die Spannung des Strings im idealen Bereich liegt.