Wie viele Module pro String? Voc, Vmp und Temperatur in der Praxis

· 5 Min. Lesezeit ·

So berechnest du Mindest- und Höchstzahl der Module pro String aus Voc, Vmp und Temperatur in vier Beispielfällen und prüfst deine Daten im Rechner.

Die Temperatur verändert die Spannung

Dieser Artikel wendet in vollständigen Beispielen an, was Solarmodule in Reihe und parallel erklärt: Die Modulzahl eines Strings hat ein Minimum und ein Maximum, und beide hängen von der Temperatur ab. Bei Kälte steigt die Modulspannung, bei Hitze sinkt sie.

54,8 VVoc eines Moduls bei −15 °C (49,5 V bei 25 °C)
47,3 VVmp eines Moduls bei −15 °C (41,5 V bei 25 °C)
35,0 VVmp eines Moduls bei 70 °C Zelltemperatur

Deshalb rechnet man mit dem ungünstigsten Fall jeder Grenze: der höchstmöglichen Spannung (Kälte) gegen die Wechselrichtergrenze und der niedrigstmöglichen (Hitze) gegen den Beginn des MPPT-Bereichs.

Die Daten für die Berechnung

Voc und Vmp des Moduls

Datenblatt

Voc ist die Leerlaufspannung, Vmp die Spannung im Punkt maximaler Leistung. Beide gelten bei 25 °C unter Testbedingungen.

Temperaturkoeffizienten

Datenblatt

In %/°C. Voc liegt oft bei etwa −0,27 %/°C, Vmp bei etwa −0,35 %/°C: Vmp ändert sich stärker.

Temperaturen am Standort

Klima

Die tiefste Lufttemperatur (ein kalter Morgen) für Voc und die Zelltemperatur bei Hitze, weit über der Lufttemperatur, für Vmp.

Maximalspannung und MPPT

Wechselrichter

Die absolute Eingangsgrenze, die Voc nie überschreiten darf, und der Bereich, in dem der Wechselrichter die maximale Leistung sucht.

Die zwei Rechnungen

Mit Modulen von 49,5 V Voc und 41,5 V Vmp, einem 600-V-Wechselrichter mit MPPT-Bereich von 160 bis 550 V, an einem Standort mit bis zu −15 °C und mit Zellen von 70 °C im Sommer:

600 VMaximalspannung des Wechselrichters÷54,8 VVoc je Modul bei Kälte=10,9 → 10Maximum, immer abrunden
160 VBeginn des MPPT-Bereichs÷35,0 VVmp je Modul bei Hitze=4,6 → 5Minimum, immer aufrunden

Der String kann 5 bis 10 Module haben. Wähle in der Praxis einen Wert mit Abstand zu beiden Grenzen, damit du nicht von einem Extremtag abhängst.

Vier Szenarien

Dasselbe Modul verlangt je nach Klima und Wechselrichter andere Zahlen. Hier die Höchstzahl der Module in jedem Fall:

Höchstzahl der Module pro String (das Minimum liegt zwischen 5 und 6)

Kalter Standort: Tiefsttemperatur −15 °C5 bis 10
Standard: Tiefstwert 0 °C, Zelle bei 70 °C5 bis 11
Warmer Standort: Tiefstwert 10 °C, Zelle bei 75 °C5 bis 11
500-V-Wechselrichter mit MPPT 200 bis 450 V6 bis 9

Teste deine eigenen Zahlen

Ersetze die Daten durch die aus den Datenblättern deines Moduls und deines Wechselrichters sowie durch die Temperaturen deines Standorts. Der Rechner zeigt die Spannung an beiden Extremen, den Modulbereich und ob die gewählte Zahl die angegebenen Spannungsgrenzen einhält.

Interaktiv

Wie viele Module passen in einen String?

Trage die Modul- und Wechselrichterdaten ein. Der Rechner korrigiert die Spannung anhand der Temperatur.

52,8 VVoc pro Modul bei Kälte
35,0 VVmp pro Modul bei Hitze
5 bis 11Module pro String
OK10 Module innerhalb der Grenzen

String mit 10 Modulen: Vmp von 350 V bei Hitze bis 451 V bei Kälte, kalte Voc 528 VMPPT-Bereichmax. 600 VVmp heiß 350 VVmp kalt 451 VVoc kalt 528 V0 V345 V690 V

Häufige Fehler

Beachten

  • Nutze die tiefste Temperatur des Standorts für Voc und die heiße Zelle für Vmp
  • Runde das Maximum ab und das Minimum auf
  • Verwende den Vmp-Koeffizienten aus dem Datenblatt, nicht nur den von Voc
  • Bestätige die Grenzen beim Hersteller des Wechselrichters

Vermeiden

  • Die Spannungen bei 25 °C addieren und dort aufhören
  • Voc bis an die Wechselrichtergrenze treiben: Ein kalter Morgen kann sie überschreiten
  • Vergessen, dass sich die Zelle weit über die Lufttemperatur erwärmt
  • Verschiedene Module im selben String mischen

Mit Editor Solar zeichnen

Hier ist Editor Solar mit dem Diagramm dieses Artikels bereits geöffnet. Verschiebe Geräte, bearbeite Beschriftungen, verbinde Komponenten und exportiere als PNG, SVG oder PDF. Kostenlos und direkt im Browser.

Ein String aus 10 Modulen an einem kalten Standort: Die kalte Voc bleibt unter der Wechselrichtergrenze, die heiße Vmp im MPPT-Bereich.

Ausprobieren: Ändere die Modulzahl auf 11 und rechne die kalte Voc neu: Hält der String die 600 V des Wechselrichters noch ein? Schreibe das Ergebnis in den Diagrammtext.

Fertige Vorlagen: alle Diagrammvorlagen ansehen

Dieses Diagramm im vollständigen Editor öffnen ↗

Weiterlernen

Batterien in Reihe und parallel schaltenWie sich Spannung, Kapazität und Strom bei Reihen- und Parallelschaltung ändern: mit Beispielen, Diagrammen und Hinweisen für Batteriebänke.6 Min. Lesezeit → Netzgekoppelte, autarke oder hybride Solaranlage?Vergleiche drei PV-Systeme: Energiefluss, Verhalten bei Stromausfall, relative Kosten und geeignete Einsatzbereiche.5 Min. Lesezeit → Solarmodule in Reihe und parallel: Strings verstehenModule und Strings kombinieren, Voc und Vmp prüfen, Temperatureinflüsse berücksichtigen und die MPPT-Grenzen des Wechselrichters einhalten.6 Min. Lesezeit → Schutzeinrichtungen einer PhotovoltaikanlageSicherungen, Lasttrennschalter, Leitungsschutz, Überspannungsschutz, Fehlerstromschutz und Erdung einer Solaranlage verständlich erklärt.6 Min. Lesezeit → Die Autonomie eines Batteriespeichers berechnenBetriebsdauer aus Spannung, Kapazität, Entladetiefe, Wechselrichterwirkungsgrad und Verbrauch abschätzen. Lithium und Blei vergleichen.6 Min. Lesezeit → Das Datenblatt eines Solarmoduls verstehenPmax, Voc, Vmp, Isc, Imp, Wirkungsgrad und Temperaturkoeffizienten verstehen und die Kompatibilität mit dem Wechselrichter prüfen.5 Min. Lesezeit → Stromverbrauch des Haushalts anhand der Stromrechnung abschätzenKilowattstunden auf der Rechnung lesen, Tagesverbrauch und mittlere Leistung berechnen und per Gerätesumme prüfen, bevor die Solaranlage ausgelegt wird.6 Min. Lesezeit → Wie viele Solarmodule brauche ich? Schritt für Schritt berechnetDie Modulanzahl aus Monatsverbrauch, Sonnenstunden und Systemwirkungsgrad berechnen: mit vollständigem Beispiel und interaktivem Rechner.5 Min. Lesezeit → Die richtige Wechselrichterleistung wählenDas DC/AC-Verhältnis verstehen, warum der Wechselrichter kleiner als die Module sein darf und wie man die passende Größe findet, mit interaktivem Rechner.5 Min. Lesezeit → W, kW, Wh, kWh und Ah: Einheiten der Solartechnik erklärtLeistung und Energie unterscheiden, jede Einheit verstehen und die Rechnungen kennen, die Module, Wechselrichter und Batterie verbinden, mit Alltagsbeispielen.5 Min. Lesezeit → Verluste einer Solaranlage und die Performance Ratio (PR)Welche Verluste die gelieferte Energie mindern: Temperatur, Verschmutzung, Leitungen, Verschattung und Wechselrichter. Verluste einstellen und PR sehen.5 Min. Lesezeit → Ausrichtung und Neigung des Dachs: Wie stark ändert sich der Ertrag?Erfahre, wie stark Dachrichtung und Neigung den Solarertrag verändern, mit Zahlen für jeden Fall und einem Rechner, um dein eigenes Dach zu testen.5 Min. Lesezeit → Verschattung bei Strings, Optimierern und Mikro-WechselrichternVerstehe, warum der Schatten auf einem einzigen Modul den String ausbremst, was Bypassdioden tun und wann sich Optimierer und Mikro-Wechselrichter lohnen.5 Min. Lesezeit → Lithium (LiFePO4) oder Blei-Säure: Welche Batterie wählen?Vergleiche LiFePO4-Lithium und Blei-Säure bei nutzbarer Kapazität, Lebensdauer, Kosten je gelieferter kWh und Pflege und sieh, was für welchen Einsatz passt.5 Min. Lesezeit → Entladetiefe (DoD) und Lebensdauer der BatterieVerstehe, was die DoD ist, warum flache Entladungen mehr Zyklen bringen und wie viel Energie eine Batterie im Leben liefert, und probiere die Werte im Rechner.5 Min. Lesezeit → Batterie mit 12 V, 24 V oder 48 V: Welche Spannung für die Bank?Sieh, warum die Bankspannung Strom, Kabelquerschnitt und Verluste verändert, und wähle 12 V, 24 V oder 48 V nach der Anlagenleistung. Mit Rechner.5 Min. Lesezeit → Das BMS: Aufgaben und Kommunikation mit dem WechselrichterLerne die Aufgaben des BMS einer Lithium-Batterie kennen, wie es mit dem Wechselrichter spricht und was sich mit und ohne Kommunikation ändert. Mit Rechner.5 Min. Lesezeit → String-, Mikro-Wechselrichter oder Optimierer im VergleichVergleiche die drei Umwandlungsarchitekturen: Schatten, Dächer mit mehreren Flächen, Überwachung, Kosten und Erweiterung. Sieh den Unterschied im Rechner.5 Min. Lesezeit → So funktioniert ein Hybrid-Wechselrichter, Schritt für SchrittVerstehe die Anschlüsse eines Hybrid-Wechselrichters, die Reihenfolge seiner Entscheidungen und die Betriebsarten. Folge dem Energiefluss im Rechner.5 Min. Lesezeit → Notstrom im Haushalt: Welche Verbraucher an den Notstromkreis?Wähle die Verbraucher des Notstromkreises einer Batterieanlage, halte die Grenze des Wechselrichters ein und schätze die Überbrückungsstunden im Rechner.5 Min. Lesezeit → Generator als Reserve in der Inselanlage: So funktioniert die ATSWofür der Generator in der Inselanlage da ist, was die ATS verhindert, wie der Startablauf aussieht und wie du ihn im Rechner dimensionierst.5 Min. Lesezeit → Erdung bei Photovoltaikanlagen: Wozu dient jede Verbindung?Wozu jede Erdverbindung einer Solaranlage dient: Unterkonstruktion, Wechselrichter, Überspannungsschutz und Schiene. Konzepte; Vorgaben nennt die Norm.5 Min. Lesezeit → Spannungsfall und Kabelquerschnitt: Wie wählen und warum es zähltBerechne Spannungsfall und Mindestquerschnitt eines Kabels, verstehe, warum die Strombelastbarkeit ein weiteres Kriterium ist, und prüfe mit der Norm.5 Min. Lesezeit → Die Stringbox: Was drin ist und wann man sie brauchtSieh, was eine Stringbox enthält, wann jeder String eine Sicherung braucht und wie du das mit dem Modulstrom prüfst, im Rechner mit vollständigem Beispiel.5 Min. Lesezeit → Einlinienschaltbild einer Solaranlage lesen: Symbole und EnergiewegLerne, das Einlinienschaltbild einer Solaranlage zu lesen: Bedeutung jedes Blocks, Weg der Energie von den Modulen ins Netz und was du je Abschnitt prüfst.5 Min. Lesezeit →