Die Reihenschaltung wird in vielen PV-Anlagen bevorzugt. In diesem Beitrag erläutern wir, warum Sie Solarmodule in Reihe schalten sollten und wann alternative Schaltungen sinnvoller sind.
Das Wichtigste zuerst
- Bei der Reihenschaltung von Solarmodulen addieren sich die Spannungen, während der Strom konstant bleibt.
- Die höhere Systemspannung reduziert Übertragungsverluste, kann jedoch zur Überlastung des Wechselrichters führen.
- Eine Verschattung eines PV-Moduls kann die Leistung der gesamten Reihe beeinträchtigen.
Was ist die Reihenschaltung von Solarmodulen?
Bei der Reihenschaltung werden Solarmodule so verbunden, dass sich die Spannungen der einzelnen Module addieren. Dabei bleibt die Stromstärke konstant. Dies führt zu einer höheren Gesamtspannung der Solaranlage.
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Vor- und Nachteile der Reihenschaltung von Solarmodulen
Bei der Reihenschaltung ist die Installation der Solarmodule einfach. Gleichzeitig minimiert sie Energieverluste und ermöglicht einen höheren Wirkungsgrad des Systems. Allerdings kann die Verschattung eines Moduls die Leistung der gesamten Reihe beeinträchtigen. Dadurch können Hotspots entstehen, die die Solarpanels beschädigen.
| Vorteile der Reihenschaltung | Nachteile der Reihenschaltung |
|---|---|
| einfachere Installation | Leistungsverlust bei Verschattung |
| geringere Energieverluste | Risiko von Hotspots |
| geringere Installationskosten | Überlastungsgefahr für Wechselrichter |
| höhere Systemeffizienz | Defekte schwer auffindbar |
Was ist der Unterschied zwischen der Reihenschaltung und Parallelschaltung?
In der Reihenschaltung werden die Spannungen der Module addiert, während die Stromstärke konstant bleibt.
Bei der Parallelschaltung von Solarmodulen hingegen bleibt die Spannung konstant, während sich die Stromstärken der Module addieren. Die Leistungsverluste sind geringer bei Verschattung einzelner Solarpanels, da jedes Modul unabhängig arbeitet. Zudem erleichtert die Parallelschaltung den Austausch und die Erweiterung des Systems, da defekte Module leichter identifiziert und ersetzt werden können.
Solarmodule parallel oder in Reihe schalten?
Die Entscheidung, ob Solarmodule parallel oder in Reihe geschaltet werden sollen, hängt von den spezifischen Bedingungen und Anforderungen der Anlage ab.
- Reihenschaltung: Ideal für PV-Anlagen mit gleichmäßiger Sonneneinstrahlung, die auf die Maximierung der Systemspannung zielt.
- Parallelschaltung: Besser geeignet für Photovoltaikanlagen mit Verschattungen oder unterschiedlichen Modulausrichtungen, da sie weniger anfällig für Leistungsverluste durch Verschattung ist.
Zur besseren Übersicht:
| Reihenschaltung | Parallelschaltung |
|---|---|
| höhere Systemspannung | unabhängiges Arbeiten der Module |
| geringere Installations- und Materialkosten | weniger Leistungsverluste bei Verschattung |
| weniger Kabel und Steckverbindungen | einfacherer Modulaustausch und Systemerweiterung |
Balkonkraftwerke: Reihenschaltung oder Parallelschaltung?
Für Balkonkraftwerke ist die Parallelschaltung oft besser geeignet, da sie weniger anfällig für Leistungsverluste bei Verschattung ist. Jedes Solarpanel arbeitet unabhängig, was die Effizienz bei Teilverschattung erhöht und den Austausch einzelner Module erleichtert.
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Wie funktioniert die Reihenschaltung von Solarzellen?
Bei der Reihenschaltung von Solarzellen werden die positiven Anschlüsse eines Moduls mit den negativen Anschlüssen des nächsten Moduls verbindet. Der Wechselrichter kann die höhere Spannung effizienter in nutzbare Wechselspannung umwandeln, die für Haushaltsgeräte oder zur Einspeisung ins Stromnetz geeignet ist. Durch die höhere Spannung können Sie zudem dünnere Kabel verwenden. Das spart Materialkosten und reduziert die Installationskomplexität.
Die Sicherstellung einheitlicher Eigenschaften und einer gleichmäßigen Ausleuchtung aller Solarmodule im String ist entscheidend für die Minimierung von Leistungsverlusten und die Vermeidung von Hotspots.
Hotspots bei Solarmodulen sind Bereiche mit übermäßiger Erwärmung, verursacht durch defekte Zellen oder Verschmutzung. Sie reduzieren die Effizienz, erhöhen den Widerstand und können langfristig Schäden oder Brände verursachen.
Reihenschaltung von 2, 3, 4 oder mehr identischen Solarmodulen
Wenn Sie zwei oder mehr Solarmodule mit gleicher Leistung und gleichem Strom verbinden möchten, dann ist die Reihenschaltung die richtige Wahl.
Wenn Sie die Solarpanels in Reihe schalten, addiert sich die Spannung, während die Stromstärke konstant bleibt. So erzeugen zwei 12V 5A-Module in Reihe eine Ausgangsspannung von 24V bei 5A. Bei drei beträgt die Ausgangsspannung 36V und bei vier bereits 48V.
Reihenschaltung mit identischen Solarmodulen
Bypass-Dioden in jedem Modul verhindern, dass Verschattungen oder Defekte die gesamte Modulreihe beeinträchtigen. Dafür leiten Sie den Strom um das betroffene Modul herum.
Können unterschiedliche Solarmodule in Reihe kombiniert geschaltet werden?
Sie sollten unterschiedliche Solarmodule nicht in Reihe schalten, da Unterschiede in Spannung und Stromstärke die Leistung des Systems beeinträchtigen. Die Stromstärke des Strangs wird auf die des schwächsten Moduls begrenzt, wodurch leistungsstärkere Module ineffizient arbeiten.
Außerdem führt eine unterschiedliche Spannung der Solarpanels dazu, dass die Gesamtspannung des Strangs nicht optimal ausgenutzt wird. Das führt zu weiteren Energieverlusten. Verschiedene Modultypen in einer Reihe führen zudem zu ungleichmäßigen Belastungen und erhöhtem Risiko von Hotspots.
Wie viele Solarmodule an einem String bei der Reihenschaltung?
Die Anzahl der Solarmodule in einem String hängt von der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters und den elektrischen Eigenschaften der Module ab. Befolgen Sie die Angaben des Herstellers und überschreiten Sie nicht die zulässige Eingangsspannung des Wechselrichters.
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