Solarstrom-Effizienz: Reihen- vs. Parallelschaltung erklärt

Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem alle Lichter in Ihrem Haus ausgehen, sobald eine Glühbirne ausbrennt.die Verkabelung von Solarkollektoren beeinflusst die Stabilität und Effizienz des Systems unmittelbarDieser Artikel enthält eine datenbasierte Analyse von seriellen und parallelen Verbindungen, deren Vor- und Nachteile und wie Konfigurationen für maximale Leistung optimiert werden können.

So wie Batterien haben auch Solarzellen positive und negative Endgeräte, die die Spannung und den Strom des Systems bestimmen, was wiederum die Gesamtleistung beeinflusst.

Bei einer Serienverbindung sind die Solarkollektoren wie eine Kette miteinander verbunden: Das positive Ende eines Panels verbindet sich mit dem negativen Ende des nächsten und bildet einen kontinuierlichen Stromkreis.

• Schlüsselmerkmale:Die Gesamtspannung entspricht der Summe der einzelnen Panelspannungen, während der Strom gleich bleibt.
• Anwendungen:Serienanschlüsse werden hauptsächlich zur Steigerung der Spannung verwendet, um die Mindestbetriebsschwelle eines Wechselrichters zu erreichen.

Bei Parallelverbindungen sind alle positiven Endgeräte, ebenso wie alle negativen Endgeräte, typischerweise über eine Kombinationsbox miteinander verbunden.

• Schlüsselmerkmale:Der Gesamtstrom entspricht der Summe der einzelnen Panelströme, während die Spannung konstant bleibt.
• Anwendungen:Parallele Anschlüsse erhöhen die Stromleistung, ohne die Spannungsgrenzwerte des Wechselrichter zu überschreiten, wodurch eine höhere Stromerzeugung innerhalb der Stromkapazität des Systems möglich ist.

Die Wahl zwischen seriellen und parallelen Verbindungen beinhaltet Kompromisse in Bezug auf Effizienz, Zuverlässigkeit und Kompatibilität mit Systemkomponenten.

• MPPT-Steuerungen (Maximum Power Point Tracking):Sie passen sich besser für Serienanschlüsse an. Sie passen Spannung und Strom dynamisch an, um die Leistung zu maximieren, was sie ideal für höhere Spannungsserienkonfigurationen macht.
• PWM-Steuerungen (Pulse Width Modulation):Diese einfacheren, kostengünstigeren Steuerungen regulieren die Spannung durch Schalten und sind somit für parallele Anlagen mit niedrigerer Spannung wirksam.

Bei Serienverbindungen kann es zu Ein-Punkt-Fehlern kommen, wenn ein Panel fehlerhaft funktioniert, wird der gesamte Stromkreis unterbrochen.Da jedes Panel unabhängig voneinander arbeitet.

Inverter bestimmen die Verkabelungskonfigurationen von Solarkollektoren, da sie Gleichstrom in Wechselstrom für den Haushalt umwandeln.

String-Wechselrichter benötigen spezifische Spannungsbereiche, während sie Stromgrenzwerte festlegen.

• Spannungsanforderungen:Die meisten Silizium-Solarmodule haben eine offenen Stromspannung von etwa 40 V. String-Wechselrichter arbeiten typischerweise zwischen 300 V und 500 V und erfordern 8-12 Panels in Serie.
• Systemerweiterung:Bei größeren Systemen können mehrere Serienstränge parallel verknüpft werden, um die Spannungsanforderungen zu erfüllen und gleichzeitig innerhalb der Stromgrenzen zu bleiben.

Mikroinverter oder Optimierer, die an einzelnen Platten befestigt sind, ermöglichen eine unabhängige Leistungsoptimierung.

• Unabhängige Optimierung:Jedes Panel arbeitet mit maximaler Effizienz, auch unter Schatten oder unterschiedlicher Ausrichtung.
• SkalierbarkeitDie Systeme können ohne Spannungsgleichstellungsbeschränkungen Panel für Panel erweitert werden.