PV-Strings parallel schalten – Worauf muss ich achten?

Wenn Sie PV-Strings parallel schalten möchten, gibt es einige wichtige Aspekte zu beachten. Dieser Beitrag erklärt, wann das möglich ist, worauf Sie bei Spannung, Strom und Absicherung achten müssen und wann ein zweiter MPP-Tracker die bessere Lösung ist.

 

 

Warum PV-Strings parallel schalten?

Das PV Anlage Strings parallel Schalten kann mehrere Vorteile bieten. Sie ermöglicht eine höhere Flexibilität bei der Planung Ihrer PV-Anlage und kann die Gesamtleistung verbessern. Besonders in Situationen, in denen unterschiedliche Ausrichtungen wie Ost/West gefragt sind, ist die Parallelschaltung von PV-Strings eine hervorragende Lösung.

Denn durch die Kombination von Strings mit verschiedenen Ausrichtungen kann die Leistung über den Tag hinweg besser verteilt werden, was zu einer gleichmäßigeren Stromproduktion führt.

 

 

Worauf müssen Sie achten, wenn Sie PV 2 Strings parallel schalten?

Wenn Sie 2 Strings parallel schalten, sollten Sie zunächst sicherstellen, dass die elektrischen Parameter der Strings kompatibel sind. Dies bedeutet, dass die Strings ähnliche Spannungswerte aufweisen sollten, um eine gleichmäßige Verteilung der Stromlast zu gewährleisten. Ein PV String Rechner kann Ihnen hierbei wertvolle Dienste leisten, indem er die passenden Konfigurationen berechnet.

 

Wie funktioniert das PV-Strings parallel schalten?

Das PV-Strings parallel schalten erfolgt durch das Verbinden der positiven und negativen Anschlüsse von zwei oder mehr Strings, sodass die einzelnen Strings parallel zueinander liegen. Hierbei ist es wichtig, sicherzustellen, dass die Strings ähnliche Spannungswerte haben, um eine gleichmäßige Verteilung der Stromlast zu gewährleisten.

 

 

Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Parallelschalten von PV-Strings:

 

1. Spannungsüberprüfung:

Stellen Sie sicher, dass die Strings ähnliche Spannungswerte aufweisen. Das bedeutet, dass die in Reihe geschalteten Module in jedem String eine ähnliche Gesamtspannung erzeugen sollten.

 

 

2. Verkabelung vorbereiten:

Verwenden Sie Kabel mit einem ausreichenden Querschnitt, um die höheren Ströme zu bewältigen, die bei der Parallelschaltung auftreten.

 

3. Anschlüsse verbinden:

Verbinden Sie die positiven Anschlüsse der beiden Strings miteinander und die negativen Anschlüsse miteinander. Dies kann mithilfe eines Verteilers oder Anschlusskastens erfolgen, der speziell für die Parallelschaltung von PV-Strings ausgelegt ist. Bei zwei Strings übernehmen auch MC4-Abzweigstecker (Y-Stecker) diese Aufgabe; prüfen Sie dafür den zulässigen Strom im Datenblatt.

 

4. Rückstrom prüfen und absichern:

Bei höchstens zwei parallelen Strings ist laut SMA keine zusätzliche Maßnahme nötig, solange Module und Leitungen den Kurzschlussstrom des intakten Strings aushalten. Ab drei Strings prüfen Sie anhand des Modul-Datenblatts, ob Strangsicherungen erforderlich sind (siehe Abschnitt „Brauche ich bei parallelen Strings Strangsicherungen?“).

 

Dioden und Sicherungen: Was schützt parallele Strings vor Rückströmen?

Ein Rückstrom entsteht laut SMA nur, wenn parallele Strings unterschiedliche Leerlaufspannungen haben, etwa nach dem Kurzschluss eines Moduls oder einzelner Zellen. Verschattung beeinflusst die Leerlaufspannung kaum. Der Rückstrom in den defekten String kann bis zu den Strömen der übrigen Strings zusammen reichen. Bypassdioden im Modul haben darauf keinen Einfluss. Es gibt zwei Schutzmaßnahmen: Stringdioden verhindern den Rückstrom vollständig, führen aber dauerhaft den Stringstrom und verursachen deshalb laufende Verluste. Stringsicherungen begrenzen den Rückstrom auf den zulässigen Wert und haben deutlich geringere Verluste. Mehr zur Effizienz Ihrer Anlage finden Sie in unserem Magazin.

 

5. Anschluss an den Wechselrichter:

Verbinden Sie die parallelen Strings mit dem Eingang des Wechselrichters. Stellen Sie sicher, dass dieser aber immer die kombinierten Ströme der parallelen Strings verarbeiten kann.

 

Was passiert mit der Spannung?

Beim Parallelschalten von PV-Strings bleibt die Spannung gleich, während der Strom addiert wird. Das bedeutet, dass die Gesamtspannung des Systems die Spannung eines einzelnen Strings entspricht, aber der Strom, der durch das System fließt, die Summe der Ströme der einzelnen Strings ist.

 

 

Beispiel:

Angenommen, Sie haben zwei PV-Strings, die jeweils eine Spannung von 400 V und einen Strom von 5 A erzeugen:

• Bei der Reihenschaltung (zum Vergleich): Die Spannung würde sich addieren (800 V), der Strom bliebe gleich (5 A).
• Bei der Parallelschaltung: Die Spannung bleibt bei 400 V, aber der Strom addiert sich zu 10 A.

 

Was sind die Vorteile der Parallelschaltung?

 

Flexibilität:

Sie können Module mit unterschiedlichen Ausrichtungen oder Neigungswinkeln verwenden, was insbesondere bei Anlagen mit Ost/West-Ausrichtung von Vorteil ist.

 

Redundanz:

Wenn ein String ausfällt oder teilweise beschattet ist, können die anderen Strings weiterhin Strom erzeugen, was die Ausfallsicherheit der Anlage erhöht.

 

Effizienz:

Die Parallelschaltung kann dazu beitragen, Leistungsverluste zu minimieren, die durch ungleichmäßige Beleuchtung oder Beschattung entstehen könnten.

 

 

Nachteile und Herausforderungen:

 

Erhöhter Verkabelungsaufwand:

Die Parallelschaltung erfordert mehr Verkabelung und möglicherweise größere Kabelquerschnitte, um die höheren Ströme zu bewältigen.

 

Komplexere Schutzmaßnahmen:

Um Rückströme zu begrenzen und die Anlage zu schützen, sind ab drei parallelen Strings je nach Modul Strangsicherungen nötig, was die Installation etwas komplizierter machen kann.

 

Anschluss von zwei Strings an einen MPPT

Wenn Sie 2 Strings an einen MPPT (Maximum Power Point Tracker) anschließen, müssen Sie sicherstellen, dass der MPPT die kombinierten Ströme der Strings verarbeiten kann. Ein MPPT ist ein Gerät, das den optimalen Betriebspunkt der PV-Module ermittelt, um die maximale Leistung zu erreichen. Wenn Sie zwei Strings parallel an einen MPPT anschließen, sollten beide Strings denselben Modultyp und möglichst gleich viele Module enthalten. Eine Planungsunterlage auf pv.de nennt als Voraussetzung gleiche Neigung und Ausrichtung der Module innerhalb eines Strings sowie gleich viele Module in allen Strings.

 

 

Wieviel Solarmodule in Reihe schalten?

Eine der häufigsten Fragen bei der Planung einer PV-Anlage ist: Wieviel Solarmodule in Reihe schalten? Die Antwort hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu gehören zum Beispiel die Spannung der Module, die Eigenschaften des Wechselrichters und die spezifischen Anforderungen Ihrer Anlage. Generell gilt, dass die Spannung der in Reihe geschalteten Module nicht die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters überschreiten sollte.

Ein gut durchdachter PV-Module Anschlussplan ist hier von großer Bedeutung, um die optimalen Einstellungen zu gewährleisten.

 

 

PV Strings parallel oder Serie schalten ?

Die Entscheidung, ob Sie Solarmodule parallel oder in Reihe schalten, hängt von Ihren spezifischen Anforderungen und Gegebenheiten ab. Doch die Reihenschaltung erhöht die Spannung und ist besonders nützlich, wenn lange Kabelwege überbrückt werden müssen. Die Parallelschaltung hingegen erhöht den Strom und kann vorteilhaft sein, wenn verschiedene Modulgruppen unterschiedliche Einstrahlungsbedingungen haben oder wenn die Flexibilität bei der Anlagenerweiterung wichtig ist.

 

 

Praktische Tipps für das parallele Schalten von PV-Strings

Hier sind einige praktische Tipps, die Ihnen helfen können, wenn Sie PV-Strings parallel schalten:

1. Verwendung geeigneter Kabel: Stellen Sie sicher, dass die Kabel den höheren Strömen standhalten können, die bei der Parallelschaltung auftreten.
2. Gleichmäßige Verteilung: Achten Sie darauf, dass die Strings gleichmäßig beschattet werden, um Leistungsverluste zu vermeiden.
3. Überprüfung der Kompatibilität: Nutzen Sie einen PV String Rechner, um sicherzustellen, dass alle Komponenten miteinander kompatibel sind.
4. Schutzmaßnahmen: Prüfen Sie ab drei parallelen Strings, ob Strangsicherungen nötig sind, um das System vor Rückströmen zu schützen.
5. Professionelle Beratung: Ziehen Sie einen Fachmann zurate, um die bestmögliche Konfiguration für Ihre spezifischen Bedürfnisse zu ermitteln.

 

Brauche ich bei parallelen Strings Strangsicherungen?

Das hängt von der Zahl der Strings und von den Modulwerten ab. Bei höchstens zwei parallelen Strings kann der Rückstrom laut SMA-Information zu Rückströmen höchstens den Kurzschlussstrom des intakten Strings erreichen. Bei mehr Strings addieren sich die Ströme der übrigen Strings. Für die Prüfung nennt das Weidmüller Fact Sheet zu Gleichspannungssicherungen (IEC 62548:2016) diese Bedingung: Isc × 1,25 × (Anzahl der Strings − 1). Ist der Wert größer als die Rückstrombelastbarkeit des Moduls, sind Strangsicherungen erforderlich. Als Nennstrom der Sicherung nennt das Dokument Isc × 1,5.

Das Rechenbeispiel verwendet die Modulwerte aus dem Weidmüller-Dokument (Isc = 6,07 A, Rückstrombelastbarkeit 15 A) und gilt nicht für Ihre Anlage. Die Nennstrom-Faustformel ergibt dort etwa 9,1 A. Entnehmen Sie Isc und Rückstrombelastbarkeit Ihrem Modul-Datenblatt; die endgültige Auslegung gehört in die Hand einer Elektrofachkraft. Passendes Zubehör finden Sie unter Absicherung.

Wechselrichter-Grenzen prüfen: Spannung und Strom

• Spannung: Die Leerlaufspannung der in Reihe geschalteten Module darf die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters nicht überschreiten. Rechnen Sie mit der tiefsten zu erwartenden Temperatur, weil die Modulspannung bei Kälte steigt (Temperaturkoeffizient im Modul-Datenblatt).
• Strom: Die Summe der Stringströme an einem MPPT-Eingang muss zu den Strom-Angaben im Datenblatt des Wechselrichters oder Ladereglers passen. Die Angaben unterscheiden sich je Hersteller und Gerät.
• Beim Parallelschalten: Die Spannung bleibt die eines Strings, deshalb ist der Strom der kritische Wert.

Zwei Strings mit unterschiedlicher Ausrichtung an einem MPP-Tracker

Ost- und West-Strings lassen sich an einem MPPT-Eingang parallel betreiben. SMA nennt dies „Polystring“ und beschreibt einen Test, in dem ein Wechselrichter mit einem Tracker bei Ost- und Westausrichtung 0,25 % Ertrag gegenüber einem Gerät mit zwei Trackern verlor. SMA nennt eine stark unterschiedliche Ausrichtung an einem Tracker aber nicht optimal. Fronius empfiehlt bei unterschiedlicher Neigung oder Ausrichtung unabhängige MPP-Tracker und hält einen gemeinsamen Tracker unter bestimmten Umständen für möglich.

Bei Strings mit unterschiedlich vielen Modulen sieht es ungünstiger aus. Laut einer Planungsunterlage auf pv.de (Inverter selection for complex PV systems) ist ein längerer String möglich, nutzt aber nur einen Teil der Leistung des zusätzlichen Moduls. Bei einem kürzeren String hängt die Wirkung von der Zahl der parallelen Strings ab; empfohlen werden dann mehrere MPP-Tracker oder Moduloptimierer. Wechselrichter mit mehreren Trackern finden Sie in unserer Wechselrichter-Übersicht. Wie sich Reihen- und Parallelschaltung kombinieren lassen, erklärt der Beitrag 4 Solarmodule in Reihe und parallel schalten.

Fazit: PV-Strings parallel schalten für mehr Effizienz

Das PV-Strings parallel schalten kann eine ausgezeichnete Methode sein, um die Effizienz und Flexibilität Ihrer Photovoltaikanlage zu erhöhen. Es gibt jedoch mehrere Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Durch die sorgfältige Planung und die Verwendung geeigneter Werkzeuge und Schutzmaßnahmen können Sie sicherstellen, dass Ihre Anlage effizient und zuverlässig arbeitet.

Nutzen Sie die Vorteile der Parallelschaltung, um Ihre Energieproduktion zu maximieren und eine nachhaltige Stromversorgung zu gewährleisten.

 

 

FAQ – Häufig gestellte Fragen zu “PV-Strings parallel schalten”

 

Kann man 2 PV-Strings parallel schalten?

Ja, man kann 2 PV-Strings parallel schalten, indem man ihre positiven und negativen Anschlüsse miteinander verbindet. Dies erhöht den Strom, während die Spannung gleich bleibt, was für bestimmte Anlagenkonfigurationen von Vorteil sein kann.

Was passiert, wenn man PV-Module parallel schaltet?

Wenn man PV-Module parallel schaltet, addiert sich der Strom, während die Spannung gleich bleibt. Dies kann nützlich sein, wenn man eine höhere Stromstärke benötigt oder wenn man Module mit unterschiedlichen Ausrichtungen wie Ost/West kombinieren möchte.

Wie viele PV-Module maximal pro String?

Die maximale Anzahl von PV-Modulen pro String hängt von der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters und der Spannung der einzelnen Module ab. Man sollte sicherstellen, dass die Gesamtsystemspannung die vom Wechselrichter spezifizierte Spannung nicht überschreitet.

Warum mehrere Strings bei PV?

Mehrere Strings werden bei PV-Anlagen verwendet, um die Effizienz zu maximieren und Flexibilität bei der Modulplatzierung zu bieten. So kann man Module mit unterschiedlichen Ausrichtungen oder in verschiedenen Bereichen des Dachs installieren und die Leistung optimieren.

Kann man zwei Strings zusammenfügen?

Ja, man kann zwei Strings zusammenfügen, indem man sie parallel schaltet. Dabei ist es wichtig, sicherzustellen, dass die Strings ähnliche Spannungswerte haben und dass bei drei oder mehr Strings geprüft wird, ob Strangsicherungen gegen Rückströme nötig sind.

Wie viele Strings können an einen Wechselrichter angeschlossen werden?

Die Anzahl der Strings, die an einen Wechselrichter angeschlossen werden können, hängt von der Anzahl der verfügbaren MPPT-Eingänge und den Spezifikationen des Wechselrichters ab. Ein Wechselrichter kann mehrere Strings unterstützen, solange die Eingangsparameter eingehalten werden.

Wie weit darf der Wechselrichter von den Modulen entfernt sein?

Der Wechselrichter darf von den Modulen nicht zu weit entfernt sein, da lange Kabelwege zu Leistungsverlusten führen können. Allgemein wird empfohlen, die Entfernung so kurz wie möglich zu halten, und die genauen Spezifikationen hängen von den Kabelquerschnitten und der Stromstärke ab.

Wie viele Strings bei 10 KW?

Die Anzahl der Strings bei einer 10 kW-Anlage hängt von der Leistung der einzelnen Module und der Konfiguration der Strings ab. Man kann mehrere Strings mit verschiedenen Modulen kombinieren, um die gewünschte Leistung zu erreichen, wobei die genaue Anzahl von den Modulleistungen und den Wechselrichterkapazitäten abhängt.

Was bringen 2 MPP-Tracker?

2 MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracker) ermöglichen die unabhängige Optimierung der Leistung von zwei verschiedenen Modulgruppen. Dies ist besonders nützlich, wenn man Module mit unterschiedlichen Ausrichtungen oder Neigungswinkeln hat, da jeder Tracker den optimalen Arbeitspunkt für seine Modulgruppe findet.

Wie lang darf ein PV-Kabel sein?

Die Länge eines PV-Kabels sollte so kurz wie möglich gehalten werden, um Leistungsverluste zu minimieren. Die maximale Länge hängt vom Kabelquerschnitt, der Stromstärke und den akzeptablen Spannungsverluste ab. Welchen Spannungsverlust Sie akzeptieren, legen Sie bei der Planung fest; prüfen Sie die Länge am besten mit einem Kabelrechner oder lassen Sie sie von einem Elektrofachbetrieb auslegen.

Wie viele PV-Module darf man in Reihe schalten?

Die Anzahl der PV-Module, die man in Reihe schalten darf, hängt von der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters ab. Man sollte sicherstellen, dass die Gesamtsystemspannung diese Grenze nicht überschreitet, um Schäden zu vermeiden.

Wie viele Module an einem String?

Die Anzahl der Module an einem String wird durch die Spannung der Module und die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters bestimmt. Es ist wichtig, die Spannungsspezifikationen zu beachten, um eine optimale und sichere Leistung zu gewährleisten.

Was ist besser: PV-Module in Reihe oder parallel?

Ob es besser ist, PV-Module in Reihe oder parallel zu schalten, hängt von den spezifischen Anforderungen der Anlage ab. Die Reihenschaltung erhöht die Spannung und ist oft effizienter bei langen Kabelwegen, während die Parallelschaltung den Strom erhöht und bei unterschiedlichen Modulbedingungen flexibler ist.

Was passiert, wenn man Solarzellen parallel schaltet?

Wenn man Solarzellen parallel schaltet, bleibt die Spannung gleich, aber der Strom addiert sich. Dies kann vorteilhaft sein, um die Stromstärke zu erhöhen und unterschiedliche Bedingungen der Module auszugleichen.

Wie viele Paneele auf einen String?

Die Anzahl der Paneele auf einem String hängt von der Spannung der Paneele und der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters ab. Man sollte sicherstellen, dass die Gesamtspannung die Spezifikationen des Wechselrichters nicht überschreitet, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.

Brauche ich bei parallelen Strings Strangsicherungen?

Bei höchstens zwei parallelen Strings ist laut SMA keine zusätzliche Absicherung nötig. Ab drei Strings hängt es vom Modul ab: Ist Isc × 1,25 × (Strings − 1) größer als die Rückstrombelastbarkeit des Moduls, sind Strangsicherungen erforderlich (Weidmüller zu IEC 62548:2016).

Kann ich Ost- und West-Strings an einen MPPT anschließen?

Ja, das ist möglich. SMA nennt für einen Test mit Ost- und Westausrichtung an einem Tracker 0,25 % Mindertrag gegenüber zwei Trackern. Fronius empfiehlt bei unterschiedlicher Ausrichtung dennoch unabhängige MPP-Tracker.

Kann ich Strings mit unterschiedlich vielen Modulen parallel schalten?

Technisch ja, die Wirkung hängt aber vom Einzelfall ab. Laut einer Planungsunterlage auf pv.de nutzt ein längerer String nur einen Teil der Leistung des zusätzlichen Moduls; bei einem kürzeren String hängt die Wirkung von der Zahl der parallelen Strings ab. Empfohlen werden mehrere MPP-Tracker oder Moduloptimierer.