Editor SolarSolarmodule in Reihe und parallel: Strings verstehen
Module und Strings kombinieren, Voc und Vmp prüfen, Temperatureinflüsse berücksichtigen und die MPPT-Grenzen des Wechselrichters einhalten.
Was ein String ist
Ein String ist eine Reihe miteinander verbundener Solarmodule: Der Pluspol eines Moduls führt zum Minuspol des nächsten. Wie bei Batterien addieren sich die Spannungen. Der Strom wird durch die Module in der Kette begrenzt. Für die Auslegung müssen deshalb nicht nur die Gesamtleistung, sondern auch die Spannungen und Ströme betrachtet werden.
Module in Reihe
Spannungen addieren
- 41,5 V
- 41,5 V
- 41,5 V
- ≈ 125 V
- 10 Module × 41,5 V ≈ 415 V
- Strom wie bei einem Modul: ungefähr 13 A
- Weniger Leitungen bis zum Wechselrichter
Strings parallel
Ströme addieren
- String 1
- Anschlusskasten
- String 2
- 2 Strings × 13 A ≈ 26 A
- Spannung wie bei einem einzelnen String
- Die Strings müssen zueinander passen
Die benötigten Kennwerte
Das MPPT-Fenster
Der Wechselrichter sucht mit seinem MPPT den Punkt maximaler Leistung. Zwei unterschiedliche Grenzen sind wichtig: Die Vmp des Strings muss bei Hitze und Kälte innerhalb des MPPT-Bereichs bleiben. Außerdem darf Voc niemals die maximale Eingangsspannung überschreiten, auch nicht am kältesten zu erwartenden Tag. Ein String kann daher im üblichen Betrieb funktionieren und trotzdem bei Kälte unzulässig hohe Spannung liefern.
Warum Kälte die Spannung erhöht
Mit sinkender Zelltemperatur steigt die Modulspannung. Der Hersteller beschreibt die Änderung durch den Temperaturkoeffizienten von Voc, häufig etwa −0,25 bis −0,30 %/°C. Vmp verändert sich stärker, beispielsweise um −0,35 bis −0,40 %/°C. Fehlt dieser Wert im Datenblatt, kann der Pmax-Koeffizient als Näherung dienen. Nahe einer Grenze kann das die zulässige Modulzahl verändern: In einem Beispiel führen −0,35 statt −0,40 %/°C zu fünf statt sechs erforderlichen Modulen. Verwende möglichst den tatsächlichen Vmp-Koeffizienten und bestätige die Auslegung mit den Herstellerunterlagen.
Den eigenen String berechnen
Die Modulzahl liegt zwischen einem Minimum, um bei Hitze die untere MPPT-Grenze zu erreichen, und einem Maximum, um bei Kälte weder den MPPT-Bereich noch die zulässige Eingangsspannung zu überschreiten. Setze die Daten deiner Geräte ein. Die verwendete Temperatur ist die Zelltemperatur; ein sonnenbeschienenes Modul kann deutlich wärmer als die Umgebung sein. Der Rechner untersucht Spannungsgrenzen und ersetzt nicht die Prüfung aller weiteren Anschlussbedingungen.
Parallele Strings und Verschattung
- An einem gemeinsamen Eingang: gleiche Modulanzahl und gleicher Modultyp, passende Ausrichtung und Neigung
- Bei Ost- und Westdach möglichst getrennte MPPT-Eingänge verwenden
- Ab drei parallelen Strings Stringsicherungen im Anschlusskasten vorsehen und die konkreten Herstelleranforderungen prüfen
Das Modulfeld zeichnen
Das Diagramm zeigt zwei Strings, die in einem Generatoranschlusskasten zusammenlaufen und zum Wechselrichter führen. Verwende es als Ausgangspunkt für dein Dach. Beschrifte jeden Eingang mit Modulzahl, Spannung und Strom und prüfe zusätzlich den maximalen Eingangs- und Kurzschlussstrom des Wechselrichters. Eine gleiche Gesamtleistung allein bedeutet noch keine elektrische Kompatibilität.
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.
Ausprobieren: Verteile die Strings auf zwei getrennte MPPT-Eingänge: Entferne den Generatoranschlusskasten, verbinde jeden String direkt mit dem Wechselrichter und beschrifte die Verbindungen mit „MPPT 1“ und „MPPT 2“.
Fertige Vorlagen: Diagramm einer Netzanlage mit Mikro-Wechselrichtern