Photovoltaik-Master-Institut
Wie schließe ich Photovoltaik-Module richtig an?
Photovoltaikmodule erfordern in der Regel eine dauerhafte Verbindung zwischen den einzelnen Zellen, was einerseits die Effizienz des Systems erhöht und andererseits das Ausfallrisiko verringert. Den Installateuren stehen zwei Methoden für die Verbindung von Photovoltaikmodulen zur Verfügung - die Reihenschaltung und die Parallelschaltung. Jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, denn trotz einiger Gemeinsamkeiten unterscheiden sich ihre Betriebseigenschaften erheblich. Schauen wir uns alle Lösungen einmal genauer an!
Parallelschaltung von Fotovoltaikmodulen
Die Parallelschaltung von Photovoltaikmodulen ist eine Methode, bei der alle Pluspole der Module ebenso wie alle Minuspole miteinander verbunden sind. Diese Art des Anschlusses wird hauptsächlich in kleinen netzunabhängigen Systemen oder Mikro-Wechselrichtern verwendet. Diese Verbindung führt dazu, dass an jedem Modul die gleiche Spannung anliegt, was für ein einzelnes Modul charakteristisch ist, aber der Strom im gesamten System steigt durch die Summierung der Ströme der einzelnen Module. Dies ist besonders nützlich in Systemen, in denen eine höhere Stromeffizienz erforderlich ist, z. B. in Anlagen, die große Lasten versorgen oder für das schnelle Aufladen von Batterien ausgelegt sind (netzunabhängige DC-Systeme). Die Parallelschaltung ist auch dann von Vorteil, wenn die Module unter wechselnden Sonneneinstrahlungsbedingungen installiert sind.
Vorteile der Parallelschaltung von Fotovoltaikmodulen
1. Höhere Beständigkeit gegen Beschattung einzelner Paneele
Bei einer Parallelschaltung arbeitet jedes Paneel unabhängig, was bedeutet, dass eine Beschattung oder Beschädigung eines Paneels die Leistung der gesamten Anlage nicht wesentlich beeinträchtigt.
2. Flexible Systemerweiterung
Die Parallelschaltung von Paneelen ermöglicht die einfache Ergänzung eines bestehenden Systems durch neue Module, ohne dass die gesamte Anlage umgestaltet werden muss. Auf diese Weise kann die Leistung des Systems schrittweise erhöht und an den wachsenden Energiebedarf angepasst werden.
3. Spannungsstabilität
Da die Spannung in einem Parallelsystem konstant bleibt und der Spannung eines einzelnen Paneels entspricht, ist es einfacher, das gesamte System zu verwalten und zu kontrollieren. Eine stabile Spannung erleichtert auch die Kompatibilität mit häuslichen Energiesystemen und verhindert Probleme, die durch höhere Spannungen entstehen können.
Nachteile der Parallelschaltung von Fotovoltaikmodulen
1. Erhöhtes Risiko von Stromverlusten
In Parallelsystemen, bei denen der Strom von jedem Panel summiert wird, können höhere Stromstärken zu größeren Energieverlusten führen, insbesondere bei Installationen mit längeren Kabeln von unzureichender Dicke.
2. Der Bedarf an zusätzlichen Schutzmaßnahmen
In parallelen Systemen ist es wichtig, geeignete Sicherungen und Strombegrenzer zu verwenden, um die einzelnen Schalttafeln vor Überlastung und möglichen Schäden zu schützen.
3. Komplikationen bei der Panelvielfalt
Wenn Sie verschiedene Photovoltaikmodule parallel schalten wollen, müssen Sie die Komplexität dieses Prozesses berücksichtigen. Obwohl theoretisch jedes Modul unabhängig arbeitet, können sich die unterschiedlichen Eigenschaften auf die Gesamtleistung und Effizienz des Systems auswirken.
Reihenschaltung von Fotovoltaikmodulen
Die Reihenschaltung von Fotovoltaikmodulen ist die am häufigsten verwendete Verbindung in Wohnanlagen. Bei einer Reihenschaltung werden die Module so angeschlossen, dass der Pluspol eines Moduls mit dem Minuspol des nächsten verbunden ist. Auf diese Weise addiert sich die Spannung, während der Strom auf dem Niveau eines einzelnen Moduls bleibt. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft, wenn eine höhere Spannung erforderlich ist, wie z. B. bei Anlagen mit einem einzigen Wechselrichter oder bei Anlagen, die Energie über große Entfernungen übertragen müssen. Mit einer höheren Spannung ist es möglich, Energieverluste zu minimieren, die bei einer niedrigeren Spannung und einem höheren Strom auftreten könnten.
Vorteile der Reihenschaltung von Photovoltaikmodulen
1. Höhere Systemeffizienz
Bei Reihenanlagen wird die Spannung in jedem Stromkreis erhöht, was den Gesamtwirkungsgrad der Anlage steigert. Ein String-Wechselrichter empfängt Gleichspannung im Bereich von mehreren hundert Volt, was eine effizientere Umwandlung in Wechselspannung von 230 V ermöglicht, die in Hausinstallationen verwendet wird.
2. Geringere Energieverluste
Bei Reihenschaltungen sind die mit der Übertragung verbundenen Energieverluste geringer, da kleinere Kabelquerschnitte verwendet werden. Lange Kabel, die oft in größeren Anlagen benötigt werden, erzeugen weniger Energieverluste bei höherer Spannung.
3. Niedrigere Wechselrichterkosten
Bei Reihenanlagen kann ein einziger Wechselrichter mehrere Module verwalten, was die Wirtschaftlichkeit erhöht. Es sind keine teuren Mikro-Wechselrichter für jedes Modul erforderlich, was die Gesamtkosten der Anlage erheblich senkt.
Nachteile der Reihenschaltung von Photovoltaikmodulen
1. Verminderte Effizienz bei Beschattung
Bei Reihenanlagen wirkt sich die Leistung eines Moduls auf die Effizienz des gesamten Strangs aus. Wenn ein Modul verschattet, verschmutzt oder beschädigt ist, sinkt die Leistung der gesamten Anlage, was zu erheblichen Energieverlusten führt.
2. Erhöhtes Risiko eines elektrischen Lichtbogens
Höhere Gleichspannung in Serieninstallationen erhöht das Risiko von Lichtbögen, insbesondere bei Installationsfehlern, wie z. B. unsachgemäßer Verwendung von MC4-Steckern verschiedener Hersteller oder physischer Beschädigung der Kabel.
Reihen-Parallelschaltung von Photovoltaikmodulen
Gelegentlich wird eine Serien-Parallelschaltung verwendet, um bestimmte Anforderungen an die Energieanlage zu erfüllen. Einzelne Gruppen von Paneelen werden zunächst in Reihe geschaltet, um die Spannung zu erhöhen, und dann parallel geschaltet, wodurch sich der Strom im System erhöht und Probleme mit der Abschattung in bestimmten Bereichen vermieden werden. Diese Art der Verbindung ist besonders nützlich, wenn es notwendig ist, die elektrischen Parameter an die Anforderungen des Wechselrichters anzupassen, und wenn die Anlage aufgrund unterschiedlicher Sonneneinstrahlungsbedingungen in verschiedenen Teilen des Systems eine höhere Flexibilität benötigt.
Schaltplan für Photovoltaikanlagen - Ist es möglich, Geräte mit unterschiedlichen Leistungen und Parametern zu verbinden?
Bei der Verkabelung von Photovoltaikmodulen müssen viele technische Faktoren berücksichtigt werden, darunter die Leistung und die elektrischen Parameter der einzelnen Module. Im Allgemeinen wird nicht empfohlen, Module mit unterschiedlicher Leistung und unterschiedlichen Parametern zu verbinden, da dies zu Effizienzproblemen und potenziellen Systemschäden führen kann.
Bei einer Reihenschaltung von Modulen mit unterschiedlichen Stromparametern kann der Stromfluss suboptimal werden, was den Gesamtwirkungsgrad verringert und den Verschleiß der Komponenten beschleunigt. Die Parallelschaltung von Paneelen mit unterschiedlichen Spannungen ist ebenfalls riskant, da sie zu einer ungünstigen Spannungsverteilung führen kann.
Eine Ausnahme von dieser Regel bilden jedoch Mikro-Wechselrichter, die einzeln auf jedem Modul oder zur Verbindung von zwei Modulen installiert werden. Diese Lösung minimiert die negativen Auswirkungen von Leistungsunterschieden zwischen den Modulen und gewährleistet einen optimalen Betrieb jedes Moduls unabhängig von den anderen.
Schlussfolgerung
Wie man sieht, haben sowohl Parallel- als auch Reihenschaltungen von Photovoltaikmodulen ihre Vor- und Nachteile. Trotz einiger Unterschiede und Gemeinsamkeiten erleichtern beide Lösungen den Aufbau von Solarmodulsystemen. Wenn Sie sich trotz der obigen Informationen immer noch fragen, ob eine Parallelschaltung von Photovoltaikmodulen besser ist als eine Reihenschaltung, wenden Sie sich bitte an Fachleute. Sie werden Ihnen sicherlich beide Methoden der Verbindung von Photovoltaikmodulen erklären und ihre Merkmale in Ihrem speziellen Fall erläutern.
FAQ:
1. Wie werden Photovoltaikmodule angeschlossen?
Je nach den Spannungs- und Stromanforderungen der Anlage können die Photovoltaikmodule in Reihe, parallel oder seriell-parallel geschaltet werden.
2. Was ist die Reihenschaltung von Photovoltaikmodulen?
Bei der Reihenschaltung von Photovoltaik-Paneelen wird der Pluspol eines Paneels mit dem Minuspol des nächsten Paneels verbunden, wodurch sich die Spannung des Systems bei gleichbleibendem Strom erhöht.
3. Was ist die Parallelschaltung von Photovoltaikmodulen?
Bei der Parallelschaltung von Photovoltaikmodulen werden alle positiven und alle negativen Klemmen zusammengeschaltet, wodurch sich der Strom bei gleichbleibender Spannung erhöht.