Solarmodule parallel zu schalten bedeutet, dass beim Verbinden der PV-Module immer Plus an Plus und Minus an Minus Kabel gesteckt werden. In diesem Artikel erfahren Sie alles über die Vor- und Nachteile dieser Methode.
Die Stromstärke der PV-Module wird bei der Parallelschaltung addiert und bildet so die Gesamtstromstärke des Systems. Die elektrische Spannung der Panels bleibt dabei gleich. Es ist allerdings nicht die einzige Möglichkeit, die Solarmodule zu verbinden. Neben der Parallelschaltung können PV-Module auch in Reihe geschaltet werden.
Auf die folgenden Vor- und Nachteile einer Parallelschaltung gehen wir ein:
- Geringerer Leistungsverlust bei Teilverschattung
- Höhere Stromstärke
- Weniger Leistungsverlust bei Ausfall eines PV-Moduls
- Reduziertes Risiko der Hotspot-Bildung
- PV-Module mit unterschiedlichen Stromstärken können verwendet werden
- Dickere Stromkabel
- Höhere Materialkosten
- Höhere Installationskosten
- Eventuell zu niedrige Spannung für den Wechselrichter
- Welche Rollen spielen Dioden bei Parallelschaltung?
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Solarmodule parallel schalten: Vor- und Nachteile
PV-Module parallel zu schalten hat sowohl Vor- als auch Nachteile gegenüber der Reihenschaltung. Beispielsweise liefern die Solarmodule eine höhere Stromstärke und können damit auch bei intensivem Strombedarf den Haushalt versorgen. Die Installation ist im Gegensatz zur Reihenschaltung dafür aber wesentlich komplizierter.
Wir haben eine Tabelle mit allen Vor- und Nachteilen der Solarpanel-Reihenschaltung erstellt. Genaue Erläuterungen der einzelnen Punkte folgen darunter.
| Vorteile der Parallelschaltung | Nachteile der Parallelschaltung |
|---|---|
| geringerer Leistungsverlust bei Teilverschattung | dickere Stromkabel |
| höhere Stromstärke | höhere Materialkosten |
| einzelne PV-Module dürfen ausfallen | höhere Installationskosten |
| PV-Module mit verschiedenen Stromstärken können verwendet werden | eventuell zu niedrige Spannung für Wechselrichter |
| reduziertes Risiko der Hotspot-Bildung |
Vorteile der Parallelschaltung
Die Vorteile, Solarzellen parallel zu schalten, überwiegen klar die Nachteile.
Geringerer Leistungsverlust bei Teilverschattung
Wird bei der Reihenschaltung ein Solarmodul zum Teil verschattet, mindert das den Stromertrag der ganzen Modulreihe. Bei der Parallelschaltung ist dies nicht der Fall. Bei einer Teilverschattung wird nämlich die Spannung reduziert. Da die Spannung der PV-Module in paralleler Schaltung aber gleichbleibend ist, hat dies keinen Einfluss auf die anderen Solarmodule. Diese erzeugen weiterhin den vollen Stromertrag. Lediglich die Solarmodul-Leistung des zum Teil verschatteten Panels ist niedriger.
Höhere Stromstärke
Die Leistung einer PV-Anlage wird von der Stromstärke und der elektrischen Spannung bestimmt. Eine Spannung von 48 V und eine Stromstärke von 10 A ergeben eine PV-Leistung von 480 Wp. Ebenso aber eine halbe Spannung von 24 V und eine Stromstärke von 20 A. Eine höhere Stromstärke bedeutet also gleichzeitig auch eine höhere Photovoltaik-Leistung.
Die Stromstärke und Spannung der Solarmodule kann außerdem von Leistungsoptimierern reguliert werden. Diese befinden sich in der Regel im Wechselrichter und werden MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracker) genannt. Der MPP-Tracker findet den optimalen Arbeitspunkt der Solaranlage unter den gegebenen Lichtbedingungen.
Weniger Leistungsverlust bei Ausfall eines PV-Moduls
Fällt ein PV-Modul aus, weil es defekt, komplett verschattet oder verschmutzt ist, ist bei der Parallelschaltung nicht gleich die ganze Modulreihe betroffen. Die anderen Solarmodule können immer noch Strom erzeugen. Das liegt daran, dass der Strom nicht zwingend durch die anderen PV-Module laufen muss, wie es bei der Reihenschaltung der Fall wäre. Jedes Solarpanel ist nämlich auch direkt mit dem Wechselrichter verbunden.
Reduziertes Risiko der Hotspot-Bildung
Die parallele Schaltung der Solarmodule vermindert außerdem das Risiko der Hotspot-Bildung. Wird ein Solarmodul zum Teil verschattet, reduziert sich dessen Spannung. Die Spannung der anderen Module bleibt jedoch bestehen. Das Verhältnis von Spannung und Stromstärke bleibt also fast gleich.
Bei der Reihenschaltung wäre das nicht der Fall. Hier würde die Spannung der ganzen Modulreihe gemindert, während der Strom gleich bleibt. Das Verhältnis ändert sich also stark. Es kann zu Überhitzungen, den sogenannten Hotspots, der verschatteten Solarzellen führen. Diese werden beschädigt und es besteht sogar eine Brandgefahr.
PV-Module mit unterschiedlichen Stromstärken können verwendet werden
Im Gegensatz zur Reihenschaltung können bei parallel geschalteten PV-Modulen auch Module mit unterschiedlichen Stromstärken verbaut werden. Das liegt daran, dass die Stromstärke aller Module addiert wird und so die Gesamtstromstärke bildet. Die Solarmodule müssen lediglich die gleiche Spannung aufweisen.
Beispiel:
| Module | Stromstärke |
|---|---|
| Modul 1 | 24 V - 20 A |
| Modul 2 | 24 V - 20 A |
| Modul 3 | 24 V - 15 A |
| Modul 4 | 24 V - 10 A |
| Modulstrang Gesamt | 24 V x 65 A = 1,5 kWp Leistung |
Nachteile der Parallelschaltung
Neben den vielen Vorteilen hat die parallele Schaltung von Solarmodulen auch einige Nachteile.
Dickere Stromkabel
Die Stromstärke aller Solarmodule werden addiert und es werden daher wesentlich dickere Stromkabel benötigt. Diese sind teurer und nehmen mehr Platz ein. Belegt man ein ganzes Hausdach mit Solarzellen, kann es mit den Kabeln eng werden.
Höhere Materialkosten
Bei der Parallelschaltung ist jedes Solarpanel nicht nur mit einem anderen Modul verbunden, sondern auch mit dem Wechselrichter. Dies erfordert längere Kabel und zusätzliche Steckverbindungen. Dadurch steigen die Materialkosten.
Höhere Installationskosten
Durch die vielen Steckverbindungen und langen Kabelwege dauert die Installation der Photovoltaikanlage deutlich länger. Das führt zu höheren Kosten für den Elektriker, wenn Sie Ihre Solaranlage installieren lassen möchten.
Eventuell zu niedrige Spannung für den Wechselrichter
Die Spannung bei der Parallelschaltung ist wesentlich geringer als bei in Reihe geschalteten Solarmodulen. Dies kann eventuell dazu führen, dass die Spannung für den Wechselrichter zu niedrig ist. Wechselrichter benötigen nämlich eine Mindesteingangsspannung, um richtig zu funktionieren. Eine korrekte Kalkulation der benötigten PV-Module und des Wechselrichters ist deshalb enorm wichtig.
Welche Rollen spielen Dioden bei Parallelschaltung?
Dioden, auch Bypass-Dioden genannt, werden parallel zu einzelnen Solarmodulen oder direkt in diese eingebaut. Sie sorgen dafür, dass der Strom auch bei einer Teilverschattung weiter fließen kann. Das Solarmodul liefert so noch den gleichen Strom, aber nur noch die Hälfte der Spannung. Das verschattete Solarmodul fällt deshalb aus.
Fazit
Der größte Vorteil einer Parallelschaltung von Solarmodulen besteht darin, dass bei Verschattung eines Solarmoduls die anderen PV-Panels weiterhin einen guten Stromertrag erzielen. Außerdem wird im Fall einer Parallelschaltung das Risiko der Hotspot-Bildung und des Brandes verringert. Die Installation ist dafür wesentlich komplizierter und dementsprechend teurer.
Benötigt Ihre PV-Anlage eine hohe elektrische Spannung, sollten Sie lieber die Reihenschaltung wählen. Hier können Sie mit modernen PV-Modulen und integrierten Bypass-Dioden ebenfalls die Bildung von Hotspots vermeiden.
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