Solarmodule in Reihe oder parallel schalten ist die erste Verkabelungsentscheidung jedes Inselanlagen-Bauers. Die Reihenschaltung addiert die Spannung und lässt den Strom gleich, die Parallelschaltung addiert den Strom und lässt die Spannung gleich. Die richtige Wahl hängt von den Grenzen des Laderegelers, der Leitungslänge, der Verschattung und den Modulen ab.
Dieser Leitfaden erklärt, wie Sie Solarmodule in Reihe oder parallel schalten, mit Vergleichstabelle, Formeln, MPPT-Grenzen, Verschattungseffekten und einem Rechenbeispiel. Es sind allgemeine Hinweise. Prüfen Sie immer die Datenblätter von Modul und Laderegler sowie die geltenden Vorschriften.
Kurzantwort: Solarmodule in Reihe oder parallel schalten
- Reihe: Spannungen addieren sich, der Strom bleibt gleich. Gut für lange Leitungen und MPPT-Regler. Verschattung eines Moduls bremst den ganzen Strang.
- Parallel: Ströme addieren sich, die Spannung bleibt gleich. Bessere Schattentoleranz, aber dickere Kabel und mehr Sicherungen.
- Reihe-parallel: Kombination, um das Spannungsfenster des Reglers und Ihre Leistung zu treffen.
Rechner: Solarmodule in Reihe oder parallel
Werte stehen auf dem Typenschild oder im Datenblatt der Module (STC).
Der sichere Standardfaktor 1,25 entspricht der Empfehlung im Ratgeber. Mit Mindesttemperatur und Temperaturkoeffizient ergibt sich ein genauerer Wert. Grenzwerte immer im Datenblatt des Ladereglers prüfen.
So addieren sich die Werte
| Schaltung | Spannung | Strom | Beispiel mit 4 Modulen (22 V Voc, 18 V Vmp, 6 A Isc, 5,6 A Imp) |
|---|---|---|---|
| Alle in Reihe | Summe der Spannungen | Wie ein Modul | 88 V Voc, 72 V Vmp, 5,6 A |
| Alle parallel | Wie ein Modul | Summe der Ströme | 22 V Voc, 18 V Vmp, 22,4 A |
| 2 in Reihe x 2 parallel | Zwei Module in Reihe | Zwei Stränge parallel | 44 V Voc, 36 V Vmp, 11,2 A |
Die Gesamtleistung ist bei jeder Schaltung gleich: Spannung mal Strom. Die Verschaltung ändert das Verhältnis von Spannung und Strom, nicht die Watt.
Die Grenzen des MPPT-Reglers
Ein MPPT-Laderegler hat eine maximale Eingangsspannung und einen maximalen Eingangsstrom. Beide Grenzen zählen, wobei die Spannungsgrenze sicherheitsrelevant ist.
- Maximale PV-Spannung: Die Leerlaufspannung (Voc) des Strangs muss auch bei Frost darunter bleiben. Voc steigt bei Kälte um etwa 0,3 Prozent pro Grad bei Siliziummodulen. In kalten Lagen rechnen Sie Voc mal 1,25.
- Mindeststartspannung: Der Strang muss die Batteriespannung plus Reserve übersteigen. Reine Parallelschaltungen aus 12-V-Modulen scheitern bei Bewölkung oft daran.
- Maximaler Eingangsstrom: Die Summe der Isc der Stränge muss unter dem Reglerwert bleiben.
Den Regler dimensionieren Sie mit unserem Ratgeber MPPT Laderegler berechnen, die Kabel mit dem Ratgeber Kabelquerschnitt und Sicherung.
Rechenbeispiel: vier 100-W-Module und ein 100-V-Regler
Vier Module mit je 22 V Voc, 18 V Vmp und 6 A Isc. Regler: maximal 100 V und 30 A Eingang, 12-V-Batterie.
- Alle in Reihe: Voc 88 V, kaltkorrigiert 88 x 1,25 = 110 V. Das überschreitet 100 V, die Schaltung ist bei Frost unsicher.
- Alle parallel: Voc 22 V, Isc 24 A, innerhalb von 30 A. Der Regler startet leicht, aber der Strom ist hoch, daher dicke, abgesicherte Kabel.
- Zwei in Reihe, zwei Stränge parallel: Voc 44 V, kaltkorrigiert 55 V, Isc 12 A. Alle Grenzen sind eingehalten, die Kabel moderat. Das ist die beste Lösung.
Verschattung bei Solarmodulen in Reihe oder parallel schalten
- In einem Reihenstrang bremst Schatten auf einem Modul den ganzen Strang. Bypass-Dioden helfen, aber Verluste können groß sein.
- Parallel verliert nur das verschattete Modul Leistung, daher besser bei Teilschatten durch Bäume oder Schornstein.
- Mischen Sie in einem Reihenstrang keine Module mit stark unterschiedlicher Spannung oder Stromstärke.
- Unterschiedliche Module können parallel arbeiten, wenn ihre Spannungen nahe beieinander liegen.
Leitungslängen und Verluste
Höhere Spannung bedeutet bei gleicher Leistung weniger Strom, und weniger Strom bedeutet weniger Leitungsverlust. Liegt der Generator weit vom Regler, erlaubt die Reihenschaltung dünnere, günstigere Kabel. Bei Parallelschaltung sind kurze Wege und ein Verteiler mit Sicherungen wichtig.
Sicherheitshinweise
- Verwenden Sie DC-taugliche Sicherungen oder Schalter für parallele Stränge, besonders ab drei Strängen.
- Setzen Sie einen DC-Trenner zwischen Generator und Regler.
- Modulspannungen sind schon ab 60 V gefährlich. Decken Sie Module ab oder trennen Sie sie vor Arbeiten.
- Beachten Sie Herstellerangaben und örtliche Vorschriften.
Wenn Sie zusätzlich den Winkel für den Winter optimieren möchten, lesen Sie unseren Ratgeber zum Solarmodul Neigungswinkel.
Passende Ratgeber
Häufig gestellte Fragen
Sind Solarmodule besser in Reihe oder parallel?
Mit MPPT-Reglern ist Reihe oder Reihe-parallel meist besser, weil höhere Spannung die Leitungsverluste senkt. Parallel ist besser bei Verschattung und mit PWM-Reglern an 12 V.
Kann ich unterschiedliche Module mischen?
Am sichersten ist das parallel bei ähnlicher Spannung. In Reihe begrenzt das schwächste Modul den Strom, deshalb sollten die Ströme innerhalb eines Strangs zusammenpassen.
Was passiert, wenn die Strangspannung zu hoch ist?
Überschreitet die Spannung die maximale Eingangsspannung des Reglers, kann dieser zerstört werden. Prüfen Sie stets die kaltkorrigierte Voc gegen die Grenze.
Brauche ich einen Generatoranschlusskasten?
Bei drei oder mehr parallelen Strängen verwenden Sie Sicherungen pro Strang und einen Anschlusskasten. Bei zwei Strängen prüfen Sie das Modul-Datenblatt.
Quellen und weiterführende Informationen
- EU-Kommission JRC: PVGIS
- Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS)
- Verbraucherzentrale: Solarstrom
Solarmodule in Reihe oder parallel schalten ist ein Abwägen zwischen Spannung, Strom, Schattentoleranz und Kabelkosten. Berechnen Sie die Kaltspannung, halten Sie die Reglergrenzen ein und wählen Sie wenn möglich Reihe-parallel. Lassen Sie die Planung im Zweifel von einer Fachkraft prüfen.