Beim Aufbau eines Solarsystems ist das Parallelschalten von Solarmodulen eine praktische Methode, um den Strom zu erhöhen und die Spannung konstant zu halten. Diese Konfiguration ist üblich in 12V- oder 24V-Systemen, bei denen Sie Batterien sicher laden oder Niederspannungswechselrichter betreiben möchten. In diesem Leitfaden zeigen wir Ihnen wie man Solarmodule parallel schaltet, einschließlich Schaltplänen, Sicherheitstipps und wichtigen technischen Einblicken.
Was bedeutet es, Solarmodule parallel zu schalten
Wenn wir vom Parallelschalten von Solarmodulen sprechen, meinen wir eine Konfiguration, bei der alle positiven Anschlüsse der Module miteinander verbunden sind und alle negativen Anschlüsse ebenfalls miteinander verbunden sind. Dies erzeugt einen Stromkreis, bei dem die Spannung gleich bleibt wie bei einem einzelnen Modul, während der gesamte Stromausgang mit jedem zusätzlichen Modul steigt.
Zum Beispiel hält das Parallelschalten von vier 12V, 100W Solarmodulen die Spannung bei 23,33V, erhöht aber den Strom von 5,45A auf 21,8A.
Müssen Sie Solarmodule parallel anschließen
Die Entscheidung, ob Sie Ihre Solarmodule in Reihe oder parallel verdrahten, hängt von den Spannungsanforderungen Ihres Systems, den Umweltbedingungen und den allgemeinen Designzielen ab. Die Parallelschaltung bietet mehrere Vorteile, bringt aber auch einige Einschränkungen mit sich.
Lassen Sie uns beide Seiten betrachten:
Vorteile des Anschlusses von Solarmodulen in Parallelschaltung
Einer der größten Vorteile der Parallelschaltung ist ihre Widerstandsfähigkeit. Da jedes Modul unabhängig arbeitet, wirkt sich eine Verschattung oder ein Ausfall eines Moduls nicht wesentlich auf die Leistung der anderen aus. Dies macht Parallelsysteme in der Praxis toleranter gegenüber teilweiser Verschattung.
Zusätzlich ermöglichen Parallelschaltungen Ihnen:
- Behalten Sie eine niedrige, batteriesichere Systemspannung bei, ideal für 12V- oder 24V-Systeme
- Erhöhen Sie den Ladestrom, was zu schnelleren Batterieladezeiten führt
- Skalieren Sie das System einfach, indem Sie später weitere Module hinzufügen, ohne das gesamte Array neu verdrahten zu müssen
- Funktionieren gut mit PWM-Reglern, die am besten arbeiten, wenn die Solarmodulspannung der Batteriespannung nahekommt
Nachteile der Parallelschaltung von Modulen
Das heißt, eine Parallelschaltung ist nicht immer die effizienteste Wahl. Eine der größten Herausforderungen ist der Umgang mit dem erhöhten Strom, der dickere Kabel und passend dimensionierte Sicherungen oder Schutzschalter erfordert, um Überhitzung zu vermeiden. Außerdem wird der Spannungsabfall bei langen Kabelstrecken aufgrund der relativ niedrigen Spannung bedeutender.
Weitere Überlegungen umfassen:
- Höhere Kabelkosten aufgrund größerer Kabelquerschnitte
- Mehr Anschlussstellen, die die Komplexität und die Installationszeit erhöhen können
Wenn sich Ihr System in der Nähe des Ladereglers oder Wechselrichters befindet und Sie mit Niederspannungs-Batteriebänken arbeiten, sind diese Nachteile in der Regel beherrschbar. Bei größeren Installationen kann jedoch eine Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung besser geeignet sein.
Wie man Solarmodule parallel anschließt
Nachdem wir die Theorie behandelt haben, sehen wir uns nun an, wie diese Verbindungen in der Praxis tatsächlich hergestellt werden. Der Prozess ist einfach, erfordert jedoch Aufmerksamkeit für Details, um Sicherheit und optimale Leistung zu gewährleisten.
Schritt 1. Berechnen Sie, wie viele Solarmodule parallel angeschlossen werden können
Bevor Sie Ihre Solarmodule parallel verdrahten, ist es wichtig, genau zu wissen, wie viele Module Sie benötigen und zu überprüfen, ob Ihr System diese sicher handhaben kann. Beginnen Sie damit, das Etikett oder Datenblatt jedes Solarmoduls zu prüfen, um sicherzustellen, dass alle Module die gleiche Nennspannung haben.
Es gibt zwei Schlüsselfaktoren, die die obere Grenze dafür bestimmen, wie viele Solarmodule Sie parallel anschließen können, ohne Schäden oder Abschaltungen Ihrer Geräte zu riskieren:
1. Gesamtleistungsbegrenzung
Die kombinierte Leistung aller parallel geschalteten Solarmodule darf die maximale PV-Eingangsleistung Ihres Wechselrichters oder Ladereglers nicht überschreiten.
2. Gesamtstrombegrenzung
Da beim Parallelschalten der Module deren Ströme addiert werden, darf der Gesamtkurzschlussstrom (Isc) des Solargenerators die maximale Eingangsstromstärke Ihres Wechselrichters oder Ladereglers nicht überschreiten.
Um zu berechnen, wie viele Solarmodule Sie maximal sicher parallel anschließen können, verwenden Sie diese einfache Formel:
Maximale Anzahl paralleler Module = Nennstrom des Ladereglers / Kurzschlussstrom (Isc) des einzelnen Solarmoduls
Zum Beispiel, wenn Sie einen 25A Solarladeregler verwenden, der für Eingangsspannungen unter 60V ausgelegt ist, und jedes 50W Solarmodul einen Kurzschlussstrom (Isc) von 2,73A hat, können Sie sicher bis zu 9 Stück anschließen.
Hinweis:
Wenn Sie einen MPPT-Laderegler verwenden, gibt es einen weiteren Faktor zu beachten: Die Leerlaufspannung (Voc) der Module muss hoch genug sein, um die Startspannung des MPPT zu erreichen.
Wenn die Leerlaufspannung (Voc) eines einzelnen Moduls zu niedrig ist, startet der Regler möglicherweise nicht mit dem Laden, besonders bei schwachem Licht. In solchen Fällen ist das Reihenschalten der Solarmodule (und bei Bedarf anschließend parallel) notwendig.
Schritt 2. Ordnen Sie die Solarmodule an und bereiten Sie die Anforderungen vor
Nachdem die Anzahl der parallel geschalteten Module bestätigt wurde, planen Sie das Layout und wählen Sie die richtigen Zubehörteile für eine sichere Solaranlagenverkabelung.
- MC4-Verzweigungsstecker (z. B. 2-zu-1, 3-zu-1 Typen) oder eine Verteilerbox mit integrierten Sammelschienen, um mehrere Solarmodule ordentlich und sicher parallel zu verbinden.
- Solarmodulkabel mit geeignetem Querschnitt, ausgelegt für den Gesamtstrom, der durch den Parallelschaltkreis fließt.
- PV-Sicherung oder DC-Leistungsschalter wird benötigt, wenn drei oder mehr Solarmodule parallel geschaltet werden. Jedes Modul oder jeder Strang sollte seine eigene Sicherung oder seinen eigenen Leistungsschalter haben, um Schäden durch Überstrom zu vermeiden. Die Sicherungsgröße sollte sorgfältig gewählt werden, typischerweise etwa das 1,56-fache des Kurzschlussstroms (Isc) des Moduls.
- Ein DC-Trennschalter wird verwendet, um den Solareingang während Wartungsarbeiten oder Notfällen sicher abzuschalten, wie es in vielen Regionen durch elektrische Sicherheitsvorschriften vorgeschrieben ist.
Schritt 3. Solarmodule parallel anschließen
Nachdem Ihr Systemlayout geplant und die Komponenten bereit sind, verbinden Sie alle positiven Anschlüsse der Module miteinander und alle negativen Anschlüsse miteinander. Überprüfen Sie immer die Polarität vor dem Anschluss und stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen fest und wetterfest sind.
Schritt 4. Absicherung der Solarmodule
Für Systeme mit drei oder mehr parallel geschalteten Solarmodulen oder Strings installieren Sie eine Inline-Sicherung oder einen DC-Leistungsschalter am positiven Leiter jedes Moduls oder Strings sowie einen am Haupt-Positivleiter, um bei einem Fehler einen übermäßigen Stromfluss zu verhindern.
Schritt 5. Sicheres Anschließen an den Laderegler und Einschalten
Verbinden Sie den kombinierten positiven und negativen PV-Ausgang mit den Solareingangsklemmen des Ladereglers. Verwenden Sie einen DC-Leistungsschalter dazwischen für zusätzliche Sicherheit. Beim Einschalten schließen Sie zuerst den Batterie-Leistungsschalter, dann den PV-Array-Leistungsschalter, um eine ordnungsgemäße Systeminitialisierung zu gewährleisten und Startfehler zu vermeiden.
Häufig gestellte Fragen zum parallelen Anschluss von Solarmodulen
Kann man Solarmodule mit unterschiedlicher Wattzahl parallel anschließen?
Es ist immer am besten, Solarmodule mit derselben Spannung, Stromstärke, Wattzahl und von derselben Marke beim Parallelschalten zu verwenden.
Abgestimmte Spezifikationen gewährleisten eine ausgewogene Stromverteilung, maximale Effizienz und verringern das Risiko von Verlusten durch Fehlanpassungen. Module verschiedener Marken können unterschiedlich auf Sonnenlicht, Beschattung oder Temperatur reagieren, was zu schlechter Leistung oder Systemungleichgewicht führt.
Wenn ein Mischen unvermeidbar ist, sollten Sie einen Wechselrichter-Ladegerät verwenden, das mehrere MPPT-Eingänge unterstützt oder Laderegler parallel schalten mit separaten Solaranlagen, um die nicht passenden Module zu isolieren.
Als letzte Möglichkeit können Sie Solarmodule mit unterschiedlichen Wattzahlen parallel anschließen, allerdings nur, wenn sie dieselbe Spannungsbewertung haben. Dies minimiert Ineffizienzen und vermeidet Rückflussprobleme, wird aber nicht empfohlen, es sei denn, es gibt keine andere Wahl.
Ist eine Bypass-Diode bei parallel geschalteten Solarmodulen erforderlich?
Nein, Bypass-Dioden sind beim parallelen Anschluss von Solarmodulen nicht unbedingt erforderlich, da jedes Modul unabhängig arbeitet und den Strom eigenständig ins System einspeist. Wenn ein Modul beschattet wird oder ausfällt, verringert es nur seinen eigenen Beitrag zum Gesamtstrom. Die übrigen Module produzieren weiterhin Strom mit voller Leistung.
