Grundlagen, elektrische Zusammenhänge und wichtige Grenzwerte
Beim Aufbau einer Photovoltaikanlage ist die Verschaltung der Solarmodule entscheidend für Funktion, Effizienz und Sicherheit. Grundsätzlich gibt es zwei Arten der Verschaltung:
Reihenschaltung (Serie)
Parallelschaltung
Beide Varianten beeinflussen Spannung (Volt) und Strom (Ampere) unterschiedlich und müssen exakt zu Wechselrichter, Laderegler oder Speicher passen.
Grundbegriffe (kurz & praxisnah)
Begriff
Bedeutung
U (V)
Spannung
I (A)
Strom
P (W)
Leistung (P = U × I)
Voc
Leerlaufspannung eines Moduls
Vmp
Spannung im MPP (Maximum Power Point)
Imp
Strom im MPP
Isc
Kurzschlussstrom
Wichtig: Für die Auslegung zählt nicht nur die Leistung (W), sondern vor allem Spannung und Strom.

1. Reihenschaltung von Solarmodulen (Serienschaltung)
   Funktionsprinzip
   Plus an Minus
   Spannungen addieren sich
   Strom bleibt gleich
   Elektrische Auswirkung (Beispiel)
   Ein Modul:
   Vmp = 40 V
   Imp = 10 A
   Drei Module in Reihe:
   Spannung: 40 V + 40 V + 40 V = 120 V
   Strom: bleibt 10 A
   Leistung: 120 V × 10 A = 1200 W
   Vorteile
   ✔ Ideal für Wechselrichter mit hoher Eingangsspannung
   ✔ Geringerer Strom → dünnere Kabel, weniger Verluste
   ✔ Standard bei String-Wechselrichtern
   Nachteile
   ✖ Verschattung eines Moduls beeinflusst den ganzen String
   ✖ Maximalspannung des Wechselrichters darf nie überschritten werden (auch bei Kälte!)
2. Parallelschaltung von Solarmodulen
   Funktionsprinzip
   Plus an Plus, Minus an Minus
   Ströme addieren sich
   Spannung bleibt gleich
   Elektrische Auswirkung (Beispiel)
   Ein Modul:
   Vmp = 40 V
   Imp = 10 A
   Drei Module parallel:
   Spannung: bleibt 40 V
   Strom: 10 A + 10 A + 10 A = 30 A
   Leistung: 40 V × 30 A = 1200 W
   Vorteile
   ✔ Geringere Spannung → gut für Batteriesysteme / MPPT-Laderegler
   ✔ Teilverschattung wirkt sich weniger stark aus
   Nachteile
   ✖ Hohe Ströme → dicke Kabel nötig
   ✖ Sicherungen / String-Combiner zwingend erforderlich
   ✖ Wechselrichter müssen hohe Eingangsstromstärken unterstützen
3. Kombination: Reihen-Parallel-Schaltung
   In der Praxis sehr häufig:
   Erst Module in Reihe, um passende Spannung zu erreichen
   Dann mehrere Strings parallel, um mehr Leistung einzuspeisen
   Beispiel
   2 Module in Reihe → 80 V / 10 A
   3 dieser Strings parallel → 80 V / 30 A
   👉 Standardlösung bei größeren Anlagen
4. Wichtige Grenzwerte für Wechselrichter & Speicher
   A) Maximale Eingangsspannung (DC-Max)
   ⚠ Kritischster Wert überhaupt
   Die Leerlaufspannung (Voc) steigt bei Kälte
   Faustregel:
   Voc bei −10 °C kann 10–15 % höher liegen
   Beispiel:
   Modul Voc = 50 V
   10 Module in Reihe → 500 V
   Winter → effektiv ~560 V
   → Wechselrichter mit 550 V Max → ❌ Zerstörungsgefahr
   B) MPP-Spannungsbereich (MPPT-Fenster)
   Der Wechselrichter arbeitet nur effizient, wenn die Stringspannung innerhalb des MPPT-Fensters liegt.
   Beispiel:
   MPPT-Bereich: 120–450 V
   Dein String: 95 V → ❌ läuft nicht an
   Dein String: 500 V → ❌ außerhalb Spezifikation
   C) Maximaler Eingangsstrom
   Vor allem bei Parallelschaltung relevant:
   Jeder MPPT-Eingang hat einen Maximalstrom (z. B. 13 A, 15 A, 20 A)
   Parallele Strings addieren den Strom
   👉 Oft limitierender als die Leistung!
   D) Besonderheiten bei Speichern / Hybrid-Systemen
   Batteriesysteme arbeiten häufig mit niedrigeren Spannungen
   Typisch:
   48 V Batteriesysteme
   60–150 V PV-Eingang
   Hier sind Parallelschaltung oder kurze Serienstrings üblich
5. Typische Planungsfehler (und wie man sie vermeidet)
   ❌ Nur auf Watt achten
   ❌ Voc bei Kälte ignorieren
   ❌ MPPT-Fenster nicht prüfen
   ❌ Parallelschaltung ohne Sicherungen
   ❌ Unterschiedliche Module mischen (unterschiedliche Vmp/Imp)
   ✅ Immer Datenblatt lesen
   ✅ Worst-Case-Spannung berechnen
   ✅ MPPT-Grenzen einhalten
   ✅ Saubere String-Logik planen