Wie viele PV-Module pro sollte man pro String verschalten?
Wer eine Photovoltaikanlage plant, stößt schnell auf die Frage: Wie viele Module lassen sich eigentlich in Reihe schalten? Die Antwort ist technischer, als es auf den ersten Blick scheint – und hängt unter anderem von der Leerlaufspannung der Solarmodule, der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters und den Standortbedingungen ab. In diesem Beitrag erfahren Sie, wie viele Module in einem String sinnvoll sind, welche Unterschiede es zur Parallelschaltung gibt und worauf Sie bei der Planung unbedingt achten sollten.
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Wie viele PV-Module kann man pro String miteinander verschalten?
Im Kern geht es bei der Stringverschaltung darum, die Spannung der Module miteinander zu addieren. Die Anzahl der Module pro String richtet sich nach der maximal zulässigen Eingangsspannung des Wechselrichters – typischerweise liegt diese bei 1.000 oder 1.100 Volt. Ein PV-Modul mit 40 V Leerlaufspannung kann unter idealen Bedingungen also etwa 20 bis 22-fach in Reihe geschaltet werden. Aber Vorsicht: Bei sehr kalten Temperaturen steigt die Spannung, daher muss immer ein Puffer eingeplant werden. Die folgende Tabelle gibt eine erste Übersicht:
Anlagengröße | Modulspannung (V) | Wechselrichter max. V | Max. Module pro String* |
Klein (2–3 kW) | 35–42 V | 600–750 V | 10–14 |
Mittel (5–7 kW) | 38–44 V | 1.000 V | 18–22 |
Groß (10+ kW) | 38–44 V | 1.100 V | 20–24 |
Je einheitlicher die Bedingungen für alle Module im String sind, desto besser funktioniert die Anlage. Unterschiedliche Lichtverhältnisse und Verschattung (auch nur auf einem Modul) führen zu Leistungsverlusten.
Wie genau funktioniert eigentlich die Stringschaltung und welche Vorteile hat sie?
Bei einer Stringschaltung werden mehrere Solarpanels in Reihe geschaltet. Das bedeutet: Die Spannungen addieren sich, der Strom bleibt konstant. Dieses Prinzip hat sich bei netzgekoppelten Anlagen bewährt, weil es eine hohe Systemspannung erlaubt und so die Leitungsverluste gering hält.
Ein großer Vorteil einer solchen Schaltung liegt in der Einfachheit. Es gibt wenig Kabel, klar strukturierte Strings und die Planung ist einfach. Gerade bei gleichmäßig geneigten Dächern mit Südausrichtung ist die Stringverschaltung besonders effizient und kostengünstig.
Stringwechselrichter sind zudem gut erprobt und sehr langlebig. Oft bieten sie zahlreiche Überwachungsfunktionen. Viele Modelle erlauben zudem zwei MPP-Tracker – das macht auch die Verschaltung zweier unterschiedlich ausgerichteter Dachflächen möglich.
Parallelschaltung: Die Alternative
Im Gegensatz zur Stringschaltung addiert sich bei der Parallelschaltung der Strom, die Spannung bleibt konstant. Dadurch eignet sich diese Verschaltungsart vor allem für kleinere Anlagen mit wenigen Solarpanels wie z. B. Balkonkraftwerke oder bei ungleichmäßiger Sonneneinstrahlung – zum Beispiel auf Wohnmobilen, Garagendächern oder an Fassaden.
Auch bei sehr unterschiedlichen Ausrichtungen der Module kann die Parallelschaltung Vorteile bringen. In der Praxis wird sie meist mit Modulwechselrichtern oder Leistungsoptimierern kombiniert. Diese Systeme sind etwas teurer, erlauben dafür aber eine hohe Flexibilität – und liefern auch dann noch Leistung, wenn ein Teil der Module verschattet ist.
Vergleich Stringschaltung vs. Parallelschaltung
Damit Sie besser einschätzen können, ob String- oder Parallelschaltung besser für Ihre Anlage geeignet ist, haben wir im Folgenden die Vor- und Nachteile beider Schaltungsarten für Sie aufgelistet.
Stringschaltung | Parallelschaltung | |
Verschaltung | Module in Reihe (Spannung addiert) | Module parallel (Strom addiert) |
Typische Anwendung | Dachanlagen mit gleicher Ausrichtung | Mobile oder teilverschattete Anlagen |
Ertrag bei Verschattung | Deutlicher Leistungsabfall | Einzelleistung bleibt erhalten |
Aufwand | Gering | Höher (Optimierer oder Mikrowechselrichter) |
Kosten | Meist günstiger | Tendenziell höher |
Wartung | Zentralisiert, weniger Komponenten | Mehr Einzelkomponenten, häufigere Wartung |
Wenn Sie ein klar nach Süden ausgerichtetes Dach ohne Verschattung haben, ist die Stringschaltung meist die bessere Wahl. Für flexible, mobile oder kleine Anlagen lohnt sich die Parallelschaltung aber in vielen Fällen.
Wie kann man bei der Stringschaltung Verluste durch Schatten etc. minimieren?
Verschattungen – auch nur teilweise – können den Ertrag ganzer Strings deutlich reduzieren. Denn in einer Reihenschaltung begrenzt das schwächste Modul den Stromfluss für alle anderen. Um solche Verluste zu minimieren, empfiehlt sich die Nutzung von Bypass-Dioden, einer optimierten Platzierung und einer Verschaltung in mehrere kürzere Strings mit separaten MPP-Trackern.
Moderne Panels und Wechselrichter erkennen zudem Leistungsverluste und bieten intelligente Schattenmanagement-Funktionen, hier spricht man auch von schattenresistenten Solarpanels. Auch die regelmäßige Reinigung der Solarpanels spielt eine Rolle – Staub, Laub oder Vogelkot wirken nämlich ähnlich wie Verschattungen.
EcoFlow STREAM Balkonkraftwerk
FAQs
Wie viele PV-Module kann man maximal pro String verschalten?
Das hängt von der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters ab – üblich sind 1.000 bis 1.100 Volt. Multiplizieren Sie die Leerlaufspannung Ihres gewählten Moduls (z. B. 42 V) mit der geplanten Stückzahl und ziehen Sie dabei einen Sicherheitspuffer ab. So ergeben sich in der Regel maximal 20–23 Module pro String.
Wie viele PV-Module braucht man mindestens pro String?
Je nach Wechselrichter liegt die untere Spannungsgrenze bei rund 120–300 Volt. Das bedeutet: Unter Standardbedingungen benötigen Sie meist mindestens 5–8 Module pro String, um überhaupt in den effektiven Arbeitsbereich des Wechselrichters zu kommen. Zu wenige Solarpanels führen zu Ertragseinbußen und Problemen bei schwacher Einstrahlung.
Worauf muss ich bei der Planung einer PV-Anlage mit String-Schaltung achten?
Achten Sie auf möglichst einheitliche Ausrichtung, Neigung und Verschattung innerhalb eines Strings. Planen Sie Sicherheitsreserven für Temperaturspitzen ein und vermeiden Sie zu lange Leitungen, um Verluste zu minimieren. Eine kluge Aufteilung auf zwei MPP-Tracker lohnt sich besonders bei Ost-West-Ausrichtungen.