Planst Du, Solarmodule auf Deinem Camper oder Balkon zu installieren, und fragst Dich, wie Du sie am besten anschließt? Die Frage, ob Du Deine Module in Reihe oder parallel verbinden sollst, mag zunächst unscheinbar wirken, doch sie hat großen Einfluss auf die Leistung Deiner Anlage.

Wir nehmen Dich mit auf eine kurze Tour durch die Welt der Solarmodul-Schaltungen – einfach und ohne Umwege. Hier findest Du nützliche Tipps, die Du sofort anwenden kannst, um das Beste aus Deiner Solaranlage herauszuholen.

Bist Du bereit, mehr über die optimale Schaltung Deiner Solarpanels zu erfahren? Dann lass uns loslegen und herausfinden, wie Du Deine Energieversorgung effizient gestalten kannst. Schauen wir uns zuerst einmal die unterschiede der Parallel- und Reihenschaltung an:

Solarmodule parallel verschalten

Bei der Parallelschaltung werden alle positiven Pole der Module miteinander verbunden und alle negativen Pole ebenfalls. Das führt dazu, dass sich der Strom der einzelnen Module addiert, während die Spannung gleich bleibt. Generell sollte darauf geachtet werden, dass nie die volle Spannung erreicht wird, sondern man immer ca. 20 % unter der angegebenen Spannung bleibt, da Solarmodule an kälteren Tagen eine höhere Spannung aufweisen können. Dies gilt sowohl bei Parallel- als auch bei Reihenschaltung von Solarmodulen.

Schauen wir uns das einmal an dem 100 W Solarmodul von Wattstunde (WATTSTUNDE WS100M-A Solarmodul Monokristallin 100Wp) mit folgenden Werten an:

Ergebnis der Parallelschaltung: Eine Parallelschaltung von drei 100 Wp Modulen ergibt eine Gesamtspannung von 20,8 V bei einem Strom von 14,43 A und einer Gesamtleistung von 300Wp.
 

Vorteile der Parallelschaltung:

• Weniger Beeinträchtigung durch Schatten: In einer Parallelschaltung beeinträchtigt ein teilweise beschattetes Modul nicht die Leistung der anderen Module. Jedes Modul kann unabhängig arbeiten, was besonders in Situationen nützlich ist, wo Beschattung unvermeidlich ist.
• Gleiche Spannung über alle Module: Die Spannung bleibt in einer Parallelschaltung über alle Module gleich, was die Anforderungen an den Laderegler oder Mikrowechselrichter vereinfacht, da alle Module dieselbe Spannung liefern.
• Flexibilität bei der Erweiterung: Es ist einfacher, zusätzliche Module zu einer bestehenden Parallelschaltung hinzuzufügen, da die Spannung gleich bleibt und nur der Gesamtstrom erhöht wird. Dies ermöglicht eine flexible Erweiterung der Solaranlage ohne größere Anpassungen. Aber Achtung: Bei einer Erweiterung der Solarmodule darf die maximale Anschlussleistung des Ladereglers/ Mikrowechselrichters nicht überschritten werden!

Nachteile der Parallelschaltung:

• Erhöhter Gesamtstrom: Da der Strom in einer Parallelschaltung addiert wird, kann dies zu einem hohen Gesamtstrom führen, der dickere Kabel und stärkere Anschlüsse erfordert, um die Verluste zu minimieren und Überhitzung zu vermeiden.
• Potenzielle Ungleichheiten: Wenn Module unterschiedlicher Leistung parallel geschaltet werden, kann dies zu Ungleichheiten und ineffizienter Nutzung der Solarpanele führen. Alle Module sollten idealerweise dieselben elektrischen Eigenschaften haben, um optimale Effizienz zu gewährleisten.
• Mögliche Probleme mit der Systemspannung: Da die Spannung in einer Parallelschaltung gleich der Spannung eines einzelnen Moduls ist, muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass die Systemspannung den Anforderungen des Ladereglers oder Mikrowechselrichters und anderer Systemkomponenten entspricht. In einigen Fällen kann eine zu niedrige Gesamtspannung für den Laderegler oder Mikrowechselrichter problematisch sein.

Die Entscheidung für eine Parallelschaltung hängt von den spezifischen Bedingungen und Anforderungen der Solaranlage ab. Für Systeme, die anfällig für teilweise Beschattung sind oder die Flexibilität bei der Erweiterung benötigen, kann die Parallelschaltung trotz der Nachteile eine geeignete Wahl sein.

Solarmodule in Reihe verschalten

Bei der Reihenschaltung werden die positiven und negativen Pole aufeinanderfolgender Solarmodule miteinander verbunden: Der positive Pol des einen Moduls wird mit dem negativen Pol des nächsten Moduls verbunden. Diese Art der Schaltung führt dazu, dass sich die Spannung der einzelnen Module addiert, während der Strom (gemessen in Ampere) gleich bleibt.

Schauen wir uns das einmal an dem 100 W Solarmodul von Wattstunde (WATTSTUNDE WS100M-A Solarmodul Monokristallin 100Wp) mit folgenden Werten an:

Ergebnis der Reihenschaltung: Eine Reihenschaltung von drei 100Wp Modulen ergibt eine Gesamtspannung von 62,4V bei einem Strom von 5,22A und einer Gesamtleistung von 300Wp.

Vorteile der Reihenschaltung:

• Erhöhte Spannung: Die Gesamtspannung der Anlage entspricht der Summe der Spannungen aller in Reihe geschalteten Module. Dies ist besonders nützlich für Systeme, die eine bestimmte Eingangsspannung für den Laderegler oder Mikrowechselrichter benötigen.
• Reduzierte Kabelverluste: Höhere Spannungen in der Reihenschaltung führen zu niedrigeren Stromstärken, was die Verluste durch Widerstand in den Kabeln reduziert. Das kann zu einer effizienteren Energieübertragung über längere Distanzen führen.
• Einfachere Verkabelung: Für die Verbindung von Modulen in Reihe sind weniger Verbindungskabel und -komponenten erforderlich, was die Installation vereinfachen und die Kosten für Kabel und Verbindungsmaterial reduzieren kann.

Nachteile der Reihenschaltung:

• Anfälligkeit für Schatten: Wenn ein Modul in der Reihe teilweise beschattet wird, kann dies die Leistung der gesamten Serie beeinträchtigen. In einer Reihenschaltung bestimmt das Modul mit der niedrigsten Leistung die Leistung der gesamten Reihe.
• Potenzielle Probleme mit hohen Spannungen: Die erhöhte Gesamtspannung in der Reihenschaltung kann zu Sicherheitsbedenken führen und erfordert sorgfältige Handhabung und Installation, um Risiken wie Lichtbögen oder elektrische Schläge zu vermeiden.
• Schwierigkeiten bei der Fehlersuche: Da die Module in Reihe geschaltet sind, kann es schwieriger sein, ein defektes Modul oder Verbindungsprobleme zu identifizieren, da die gesamte Reihe betroffen ist.

Die Wahl zwischen Reihen- und Parallelschaltung hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der spezifischen Anforderungen der Solaranlage, der geografischen Lage, potenziellen Schattenwürfen und der Gesamtkonfiguration des Systems. Im Kontext von Camping und Balkonkraftwerken ist es besonders wichtig, die Anfälligkeit für Schatten zu berücksichtigen, da Umgebungen oft variieren können.

Hybrid- oder Mischschaltung - Kombiniere Reihen- und Parallelschaltung

Eine Mischschaltung kombiniert Reihen- und Parallelschaltung von Solarmodulen, um sowohl die Spannung als auch den Strom zu optimieren. Dabei werden zunächst mehrere Module in Reihe geschaltet, um die Spannung zu erhöhen. Diese Reihen werden anschließend parallel verbunden, um den Strom zu erhöhen. Das Ergebnis ist eine Anlage, die höhere Spannung von der Reihenschaltung und höheren Strom von der Parallelschaltung nutzt, was eine ausgewogene Energieversorgung ermöglicht.

Beispiel einer Mischschaltung mit dem 100 W Solarmodul von Wattstunde:

Schauen wir uns das mal anhand der 100-Watt-Solarmodule von Wattstunde an. Du findest diese Module unter folgendem Link: WATTSTUNDE WS100M-A Solarmodul Monokristallin 100Wp. Hier sind die Key-Details zu den Modulen:

So verschaltest Du sie in einer Mischschaltung:

Schritt 1: Zwei Module in Reihe schalten

Schritt 2: Zwei Reihen parallel schalten

Jetzt nimmst Du zwei solcher Reihen und schaltest sie parallel.

Gesamtleistung der Anlage:

Ergebnis der Mischschaltung:

Mit einer Mischschaltung von vier 100Wp Modulen erreichst Du eine Gesamtspannung von 41,6V bei einem Strom von 9,62A und einer Gesamtleistung von 400Wp.

Vorteile der Mischschaltung:

• Optimale Energieausnutzung: Die Kombination von Reihen- und Parallelschaltung ermöglicht es, die Vorteile beider Schaltungsarten zu nutzen. Das Ergebnis ist eine höhere Gesamtenergieeffizienz, da die Systemspannung und der Strom maximiert werden, um die Leistung unter variablen Lichtbedingungen zu optimieren.
• Erhöhte Systemflexibilität: Die Mischschaltung bietet die Flexibilität, die Spannung und den Strom entsprechend den spezifischen Anforderungen des angeschlossenen Systems (z.B. Wechselrichter, Batteriespeicher) zu gestalten. Das erleichtert die Anpassung an technische Spezifikationen und die Integration in bestehende Systeme.
• Reduzierung von Leistungsverlusten: In der Mischschaltung beeinträchtigt die partielle Beschattung eines Moduls nicht die Gesamtleistung der anderen Module. Dies ist besonders vorteilhaft in Umgebungen, in denen Schatten durch Bäume oder Gebäude unvermeidlich ist.
• Skalierbarkeit und Erweiterbarkeit: Systeme können leicht durch Hinzufügen weiterer Module erweitert werden, ohne die grundlegende Konfiguration ändern zu müssen. Das vereinfacht Upgrades und Erweiterungen erheblich.
• Effiziente Nutzung von Wechselrichtern: Die Mischschaltung ermöglicht es, die Spannung und den Strom so zu optimieren, dass Wechselrichter bei maximaler Effizienz arbeiten können. Das führt zu einer verbesserten Gesamtleistung und Energieausbeute des Systems.

Nachteile der Mischschaltung:

• Komplexe Installation: Die Planung und Installation einer Mischschaltung erfordert ein tieferes technisches Verständnis und ist komplexer als bei einfachen Schaltungen. Das kann zu längeren Installationszeiten und der Notwendigkeit spezialisierter Kenntnisse führen.
• Höhere Kosten: Die Notwendigkeit zusätzlicher Hardware und die Komplexität der Installation können die anfänglichen Kosten erhöhen. Dazu gehören z.B. teurere Schutzvorrichtungen und größere Kabelquerschnitte.
• Wartung und Fehlersuche: Fehler zu finden und zu beheben, kann in einer Mischschaltung schwieriger sein. Das liegt daran, dass Probleme in einem Teil des Systems sich auf unerwartete Weise auf andere Teile auswirken können, was die Diagnose und Reparatur erschwert.
• Risiko von Unausgeglichenheiten: Unterschiedliche Spannungs- und Stromniveaus in verschiedenen Teilen des Systems können zu Unausgeglichenheiten führen, die die Effizienz beeinträchtigen und die Lebensdauer der Komponenten verkürzen können.

Wann solltest Du Deine Solarmodule Parallel, wann in Reihe schalten und wann ergibt eine Mischschaltung Sinn?

Jetzt, wo wir wissen, wie Solarmodule in Reihe-, parallel oder in Mischschaltung geschaltet werden, schauen wir uns einmal an, wo welche Art Sinn ergibt. Die Wahl zwischen diesen Schaltungsarten kann einen erheblichen Einfluss auf die Leistung und Effizienz Deiner Solaranlage haben, ganz gleich, ob es sich um ein Reisemobil oder ein Balkonkraftwerk handelt. In den folgenden Abschnitten geben wir Dir konkrete Beispiele, die Dir helfen, die optimale Entscheidung für Dein Projekt zu treffen. Egal ob Du die Freiheit der Straße in Deinem Camper genießen möchtest oder die Sonnenkraft direkt auf Deinem Balkon einfangen willst, die richtige Schaltung macht den Unterschied. Lass uns also tiefer eintauchen und herausfinden, welche Schaltungsart für Deine Bedürfnisse die beste ist.

Reisemobil: Solarmodule auf dem Dach

Reihenschaltung:

• Ideal für: Reisemobile, die lange Strecken zurücklegen und dabei unterschiedliche Klimazonen und Sonnenintensitäten durchqueren. Wenn das System eine höhere Spannung benötigt, um effizient mit dem Laderegler oder Mikrowechselrichter zu arbeiten, und wenn das Risiko von Beschattung relativ gering ist (z.B. in offenen Landschaften ohne hohe Bäume).
• Beispiel: Ein Reisemobil, das hauptsächlich in sonnigen Gegenden unterwegs ist und dessen Dachfläche groß genug ist, um eine Beschattung der Module zu vermeiden. Die Reihenschaltung kann hier genutzt werden, um eine höhere Spannung zu erzielen, die für den Betrieb des Ladereglers oder Mikrowechselrichters und zur Maximierung der Effizienz der Solaranlage erforderlich ist.

Parallelschaltung:

• Ideal für: Reisemobile, die häufig in gebirgigen oder bewaldeten Gebieten parken, wo partielle Beschattung durch Bäume oder andere Hindernisse häufig vorkommt. Auch geeignet, wenn die Installation darauf ausgerichtet ist, den Energiebedarf für niedrigere, aber konstante Verbraucher zu decken.
• Beispiel: Ein Camper, der oft im Schatten parkt oder bei dem einzelne Module während des Tages teilweise beschattet werden. Die Parallelschaltung hilft, die Auswirkungen der Beschattung zu minimieren, da jedes Modul unabhängig arbeitet und so der Energieertrag maximiert wird.

Mischschaltung:

• Ideal für: Reisemobile, die in wechselhaften Umgebungen unterwegs sind, einschließlich Bereichen mit variierender Sonneneinstrahlung und potenzieller partieller Beschattung durch Bäume oder Gebäudestrukturen. Die Mischschaltung eignet sich besonders für Systeme, die sowohl eine bestimmte Spannung für Mikrowechselrichter oder Laderegler benötigen als auch einen höheren Strom für eine gleichmäßige und effiziente Energieversorgung.
• Beispiel: Ein Camper, der sowohl in sonnenreichen als auch in waldreichen Gebieten unterwegs ist, würde von einer Mischschaltung profitieren. Durch das Verschalten einiger Module in Reihe zur Erhöhung der Spannung und anderer Module in Parallel zur Erhöhung des Stroms kann das System auch bei partieller Beschattung einzelner Module effizient Strom liefern. So bleibt die Energieversorgung stabil, egal ob das Fahrzeug im offenen Gelände oder unter Bäumen geparkt wird.

Balkonkraftwerke

Reihenschaltung:

• Ideal für: Balkonkraftwerke in städtischen Gebieten ohne direkte Beschattung durch umliegende Gebäude oder Bäume. Besonders sinnvoll, wenn der Balkon eine klare Ausrichtung zur Sonne hat und alle Module gleichmäßig beleuchtet werden.
• Beispiel: Ein Balkonkraftwerk in einer oberen Etage ohne Überdachung oder höhere Gebäude in der direkten Umgebung. Die Reihenschaltung kann hier verwendet werden, um die notwendige Spannung für den Laderegler oder Mikrowechselrichter zu erreichen und den Platz auf dem Balkon effizient zu nutzen.

Parallelschaltung:

• Ideal für: Balkonkraftwerke auf Balkonen mit potenzieller partieller Beschattung durch umliegende Gebäude, Geländer oder Pflanzen. Geeignet für Anlagen, die darauf ausgelegt sind, den täglichen Energiebedarf zu unterstützen, auch bei suboptimalen Bedingungen.
• Beispiel: Ein kleines Balkonkraftwerk in einem städtischen Apartmentkomplex, wo zu bestimmten Tageszeiten Teile des Balkons beschattet werden. Die Parallelschaltung sorgt dafür, dass auch bei teilweiser Beschattung ein Teil der Solarmodule weiterhin effektiv Strom produzieren kann.

Mischschaltung:

• Ideal für: Balkonkraftwerke in urbanen oder dicht bebauten Gebieten, wo die Sonneneinstrahlung häufig durch nahegelegene Gebäude oder andere Strukturen beeinträchtigt wird. Eine Mischschaltung ermöglicht eine effiziente Energiegewinnung unter diesen unbeständigen Lichtverhältnissen, indem sie die Vorteile von erhöhter Spannung und höherem Strom kombiniert.
• Beispiel: Ein Balkon in einem städtischen Mehrfamilienhaus, der teilweise durch benachbarte Gebäude beschattet wird, kann durch eine Mischschaltung optimiert werden. Indem einige Module in Reihe geschaltet werden, um die für den Wechselrichter erforderliche Mindestspannung zu erreichen, und andere Module parallel geschaltet werden, um den Gesamtstrom zu maximieren, kann das System auch bei ungleichmäßiger Sonneneinstrahlung effektiv arbeiten. Dadurch wird die Energieausbeute maximiert, und die Bewohner können auch in weniger idealen Lichtverhältnissen eine zuverlässige Energiequelle nutzen.

In allen Fällen – ob auf dem Reisemobil oder beim Balkonkraftwerk – hängt die Entscheidung für eine ideale Verschaltung von den spezifischen Bedingungen und Zielen ab. Während die Reihenschaltung bei optimalen Lichtverhältnissen und dem Bedarf an höherer Spannung vorteilhaft ist, bietet die Parallelschaltung Vorteile bei variablen Lichtverhältnissen und der Notwendigkeit, Abschattungseffekte zu minimieren. Die Mischschaltung hingegen kombiniert die besten Eigenschaften beider Anordnungen und ist besonders effektiv, wenn sowohl eine stabile Spannung als auch ein hoher Strom unter wechselnden Beleuchtungsbedingungen benötigt werden.

Wir hoffen, dieser Artikel hat Dir geholfen, die Unterschiede und jeweiligen Vorzüge der Reihen- und Parallelschaltung von Solarmodulen besser zu verstehen. Die richtige Wahl zu treffen, ist essentiell, um die Sonnenenergie optimal zu nutzen, sei es während Deiner Abenteuer auf der Straße oder direkt von Deinem Balkon aus.

Bei SOLARKONTOR sind wir spezialisiert auf die Beratung und Erstellung konkreter Angebote für Balkonkraftwerke  und Solarlösungen für Reisemobile. Unser Team steht bereit, um Deine Fragen zu beantworten und Dich bei der Planung und Umsetzung Deiner individuellen Solaranlage zu unterstützen. Ob Du Hilfe bei der Auswahl der richtigen Schaltungsart benötigst oder ein maßgeschneidertes Angebot für Dein Projekt suchst – zögere nicht, uns zu kontaktieren.