Die Frage nach Parallel- oder Reihenschaltung beschäftigt Hausbesitzer bei der Wahl des passenden Schaltkonzepts, um den Ertrag der Photovoltaikanlage zu optimieren. Wir stellen die Parallelschaltung als gängige Verschaltung vor und erklären, wie sie funktioniert und wie Sie sie berechnen.

Parallel- und Reihenschaltung im Vergleich

Bei der Parallelschaltung werden die Solarmodule parallel an den Wechselrichter angeschlossen, wobei die Spannung in den einzelnen Zweigen gleich bleibt. Bei der Reihenschaltung werden die Module hintereinander geschaltet und an den Strangwechselrichter angeschlossen, sodass sich die Spannungen der Module addieren. Beide Konzepte haben ihre Berechtigung, je nach Dachsituation und Verschattung.

Vor- und Nachteile gegenüber der Reihenschaltung

Die Verkabelung der Reihenschaltung ist einfach, der Aufwand und der Materialbedarf sind gering, da die Module direkt auf dem Dach hintereinander verbunden werden und ein einziges Kabel zum Wechselrichter führt. Ihr Nachteil: Das schwächste Modul bestimmt die Gesamtleistung, da der Strom durch alle Module fließt. Verschattet also ein Modul, sinkt die Leistung des gesamten Strangs. Die Parallelschaltung ist in der Verkabelung aufwendiger, weil jedes Modul einzeln angebunden wird, vermeidet aber solche Leistungsabfälle. Zudem führt die niedrigere Gesamtspannung zu einem geringeren Risiko. In der Praxis werden je nach Anlage auch Kombinationen aus beiden Konzepten eingesetzt.

Die Berechnung der Parallelschaltung

Um Stromstärken, Spannungen, Widerstände und Leistungen zu berechnen, benötigen Sie einige Grundformeln und Zusammenhänge. Grundlage ist das Ohmsche Gesetz, das Spannung, Widerstand und Stromstärke verknüpft: Die Spannung U ergibt sich aus dem Widerstand R multipliziert mit der Stromstärke I. Für die Parallelschaltung gelten außerdem folgende Regeln:

• Die Spannung ist in allen Zweigen gleich: U ist gleich U1 ist gleich U2 und so weiter.
• Die Stromstärken der einzelnen Zweige addieren sich zur Gesamtstromstärke: I gesamt ist gleich I1 plus I2 und so weiter.
• Die Leistungen der einzelnen Zweige addieren sich zur Gesamtleistung: P gesamt ist gleich P1 plus P2 und so weiter.

Weil die Spannung in allen Zweigen gleich bleibt und sich nur die Ströme addieren, entstehen bei der Parallelschaltung höhere Gesamtströme bei konstanter Spannung.

Aufgaben und Lösungen

Ein Beispiel verdeutlicht das Prinzip. Es sind zwei Solarmodule vorhanden, deren Stromstärke jeweils 5 Ampere beträgt. Wie groß ist die Gesamtstromstärke, und wie ändert sie sich mit einem dritten Modul? Da sich die Stromstärken addieren, ergibt sich bei zwei Modulen eine Gesamtstromstärke von 10 Ampere. Kommt ein drittes Modul mit ebenfalls 5 Ampere hinzu, steigt die Gesamtstromstärke auf 15 Ampere. Die Spannung bleibt in allen Fällen unverändert.

Die Parallelschaltung der Batterie

Während eine Reihenschaltung die Betriebsspannung erhöht, dient die Parallelschaltung der Batterie dazu, die Kapazität des Stromspeichers zu vergrößern, wobei die Spannung gleich bleibt. Dazu verbinden Sie jeweils Pluspol mit Pluspol und Minuspol mit Minuspol. Wichtig ist, dass Sie ausschließlich Batterien gleicher Bauart, gleicher Spannung und gleichen Ladezustands miteinander verbinden. Auch bei den Leitungslängen und Leitungsquerschnitten sollten Sie auf Gleichheit achten, damit sich die Batterien gleichmäßig belasten.

Ein Rechenbeispiel: Zwei Batterien haben jeweils eine Spannung von 12 Volt und eine Kapazität von 250 Amperestunden. Bei der Parallelschaltung addieren sich die Kapazitäten zu 500 Amperestunden, während die Spannung bei 12 Volt bleibt. So lässt sich die verfügbare Energiemenge erhöhen, ohne die Systemspannung zu verändern, was in vielen Solar- und Batteriesystemen erwünscht ist.

Welche Verschaltung ist die richtige?

Ob Parallel- oder Reihenschaltung sinnvoller ist, hängt von der konkreten Anlage ab, etwa von der Modulanzahl, den Eigenschaften des Wechselrichters und möglichen Verschattungen. Häufig kommt eine Kombination beider Konzepte zum Einsatz, um sowohl eine passende Systemspannung als auch eine hohe Ertragssicherheit zu erreichen. Die Planung und Verschaltung einer Photovoltaikanlage sollten Sie deshalb einem Fachbetrieb überlassen, der die Module optimal auf den Wechselrichter abstimmt und so den bestmöglichen Ertrag sicherstellt.

Bedeutung für den Ertrag der Anlage

Die Wahl der Verschaltung hat spürbare Auswirkungen auf den Ertrag, besonders bei ungünstigen Bedingungen. Fällt zeitweise Schatten auf einzelne Module, etwa durch einen Baum, einen Schornstein oder eine Gaube, wirkt sich das bei der Reihenschaltung stärker aus, da das schwächste Modul den gesamten Strang begrenzt. Moderne Anlagen begegnen dem zusätzlich mit Technik wie Leistungsoptimierern oder mehreren Strängen, um Verluste zu minimieren. Bei komplett verschattungsfreien, gleichmäßig ausgerichteten Dächern spielt die Verschaltung eine geringere Rolle. Eine gute Planung berücksichtigt all diese Faktoren und wählt das Konzept, das für Ihr Dach den höchsten und stabilsten Ertrag liefert.

Zusammengefasst unterscheiden sich Parallel- und Reihenschaltung vor allem darin, wie sich Spannung und Stromstärke verhalten und wie empfindlich die Anlage auf Verschattung reagiert. Die Parallelschaltung hält die Leistung bei ungleichmäßiger Einstrahlung stabiler, ist aber aufwendiger zu verkabeln, während die Reihenschaltung einfacher, aber anfälliger für die Schwäche einzelner Module ist. Für die optimale Auslegung sind Fachkenntnisse gefragt, weshalb die Planung in die Hände eines erfahrenen Fachbetriebs gehört, der Module, Wechselrichter und Verschaltung sinnvoll aufeinander abstimmt.