Das Thema „Parallelschaltung oder Reihenschaltung?“ beschäftigt Hausbesitzer in Bezug auf die Wahl des passenden Schaltkonzepts zur Steigerung des Ertrags der Photovoltaikanlage.
Wir stellen Ihnen folgend die Parallelschaltung als eine gängige Verschaltung vor. Erfahren Sie wie sie funktioniert und wie Sie die Parallelschaltung berechnen können.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Bei der Parallelschaltung von Solarmodulen bleibt die Spannung in den einzelnen Teilzweigen konstant, während sich die Stromstärken addieren. Dies bietet Vorteile bei der Vermeidung von Leistungsabfällen.
- Im Gegensatz zur Reihenschaltung, bei der das schwächste Modul die Leistung begrenzt, ist die Parallelschaltung besser geeignet, um die Leistung konstant zu halten, insbesondere bei ungleichmäßiger Sonneneinstrahlung.
- Die Parallelschaltung ist aufwendiger in der Verkabelung und erfordert mehr Material, jedoch sorgt sie für eine stabilere Energieproduktion.
- Die Berechnung erfolgt über das Ohmsche Gesetz: Die Gesamtstromstärke ergibt sich aus der Summe der Teilströme, während die Spannung in allen Zweigen gleich bleibt.
- Eine Parallelschaltung der Batterie erhöht die Gesamtkapazität, während die Spannung konstant bleibt, was vorteilhaft für längere Energieverfügbarkeit ist.
Parallelschaltung und Reihenschaltung: Die Unterschiede
Bei der ersten Variante schließt der Fachmann die Solarmodule parallel an den Wechselrichter an. Die Spannungen in den einzelnen Teilzweigen bleiben konstant. Die Reihenschaltung hingegen realisieren Sie durch das Hintereinanderschalten der Solarmodule, welche anschließend an den Strangwechselrichter anzuschließen sind. Somit addieren sich in der Reihenschaltung die Spannungen der einzelnen Module.
Vorteile und Nachteile gegenüber der Reihenschaltung
Die Verkabelung der Reihenschaltung ist recht einfach. Außerdem sind der Aufwand und der Materialbedarf niedrig. Sie verkabeln die Module direkt auf dem Dach hintereinander, wobei die Gesamtenergie mit Hilfe eines einzigen Kabels zum Wechselrichter geführt wird.
Ein Nachteil dieser Variante ist, dass das schwächste Modul die Gesamtleistung der Konstruktion bestimmt. Die Module befinden sich in einer Reihe, weswegen der Strom durch alle Module fließt und es dort zu Spannungsabfällen kommen kann. Die Parallelschaltung ist aufwendiger in der Konstruktion, da Sie Verbindungen zwischen jedem einzelnen Solarmodul mit dem Wechselrichter konstruieren müssen. Leistungsabfälle werden jedoch vermieden. Die niedrigere Gesamtspannung führt außerdem zu reduzierten Risiken.
Die Berechnungen in der Parallelschaltung
Um die genauen Stromstärken, Spannungen, Widerstände und Leistungen berechnen zu können, benötigen Sie folgende Formeln und Zusammenhänge:
1. Ohmsches Gesetz:
U = R * I
mit U = Spannung
R = Widerstand
I = Stromstärke
2. Die Spannung bleibt in allen Teilzweigen gleich:
U = U1 = U2 …
Die Teilstränge stellen jeweils die Verbindungen zwischen den Solarmodulen und dem Wechselrichter dar. In allen Teilzweigen liegt die gleiche Spannung vor.
3. Die Stromstärken in den einzelnen Zweigen addieren sich zur Gesamtstromstärke:
IGesamt = I1 + I2 …
Die Stromstärken der einzelnen Teilzweige addieren sich, sodass hohe Ströme resultieren.
4. Die Leistungen addieren sich:
Die Gesamtleistung errechnet sich aus der Leistung der einzelnen Verbraucher:
PGesamt = P1 + P2 …
Aufgaben und Lösungen
Es sind zwei Solarmodule vorhanden. Dessen Stromstärken betragen jeweils 5 A.
a) Wie groß ist die Gesamtstromstärke?
b) Welche Gesamtstromstärke ergibt sich, wenn ein drittes Solarmodul mit weiteren 5 A eingebunden wird?
Beispiel-Lösung:
a) Die Stromstärken addieren sich, sodass sich eine Gesamtstromstärke von 10 A ergibt.
b) Die Gesamtstromstärke beträgt nun 15 A.
Die Parallelschaltung der Batterie: Hintergründe und Aufgabe
Die Serienschaltung führt zu einer Erhöhung der Betriebsspannung. Soll die Kapazität des Stromspeichers vergrößert werden, muss die Form der Parallelschaltung für die Batterie ausgewählt werden. Die Spannung bleibt gleich. Gehen Sie wie folgt vor:
- Der Pluspol ist mit dem Pluspol zu verbinden
- Verbinden Sie Minuspol mit Minuspol
Achtung: Verbinden Sie ausschließlich Batterien gleicher Säuredichte und gleicher Spannung miteinander. Der Ladezustand muss gleich sein. Bei den Leitungslängen und den Leitungsquerschnitte empfiehlt es sich ebenfalls auf Gleichheit zu achten.
Aufgabe:
Zwei Batterien weisen jeweils eine Spannung von 12 Volt und eine Kapazität von 250 Ah auf. Bestimmen Sie die Gesamtkapazität und die Spannung.
Lösung: Die Parallelschaltung führt zur resultierenden Gesamtkapazität von 500 Ah. Die Spannung verbleibt auf 12 V.
