Parallelschaltung Solarmodule
Willkommen auf dieser MPPTSOLAR Informationsseite.
Auf dieser Seite erfahren Sie, wie Sie mehrere Solarmodule parallel schalten, um den verfügbaren Strom am Ausgang zu erhöhen und dabei die Nennspannung unverändert zu lassen.
Wir werden auch den Unterschied zwischen einer Parallelschaltung von zwei oder mehr identischen Solarmodulen und einer Parallelschaltung von zwei oder mehr Solarmodulen mit unterschiedlichen technischen Eigenschaften erklären. Schließlich geben wir Ihnen gültige und praktische Ratschläge, um ein wirklich effizientes System zu erhalten, das frei von möglichen Schäden aufgrund von Fehlern oder Kurzschlüssen ist, die an einzelnen Solarmodulen auftreten können.
Nun, fangen wir an! Durch den parallelen Anschluss mehrerer Solarmodule können wir bestimmte Ausgangsstromwerte erhalten, ohne die Spannung zu ändern. Indem wir mehr Solarmodule in Reihe schalten, erhöhen wir die Spannung (der Strom bleibt gesendet), während wir sie parallel schalten, erhöhen wir den Strom (die Spannung bleibt gesendet).
Parallelschaltung von zwei gleichen Solarmodulen
Wenn wir zwei Solarmodule mit derselben Spannung und Leistung haben, ist der Anschluss sehr einfach.
Wie Sie in der Abbildung sehen können, reicht es aus, den positiven Pol eines Solarmoduls mit dem positiven Pol des anderen zu verbinden und den negativen Pol eines Solarmoduls mit dem negativen Pol des anderen zu verbinden. Um diese Art der Verbindung herzustellen, können wir ein MC4 Y-Stecker Paar verwenden.
In Reihe zu jedem Modul haben wir eine Sperrdiode eingefügt. Später werden wir den Grund für diese Dioden herausfinden.
Diese Art der Verbindung ist wirklich effizient, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
• Die Solarmodule müssen nahe beieinander liegen und im gleichen Winkel der Sonne zugewandt sein
• Ein Solarmodul darf das andere nicht beschatten, und alle Module müssen weit entfernt von möglichen Beschattungsursachen sein
• Verwenden Sie einen geeigneten Abschnitt des elektrischen Verbindungskabels entsprechend dem Abstand der Solarmodule
• Verwenden Sie Anschlusskästen, um die Klemmen des Solarmoduls sauber miteinander zu verbinden
Was passiert bei Schattierung?
Zunächst ist es gut zu wissen, dass die Spannung, die wir an den Enden eines schattierten Solarmoduls finden, nicht von dessen Bestrahlungsbedingungen abhängt, sondern von den Lastbedingungen, denen es ausgesetzt ist. In der Tat ist ein schattiertes Modul immer noch perfekt in der Lage, den diffusen Anteil der Sonnenenergie zu empfangen, und kann daher immer noch eine positive Arbeitsspannung bieten. Die Spannung hat einen Wert, der fast identisch mit der Spannung ist, die bei vollständiger Bestrahlung des Moduls ermittelt wird (es ist der Strom, den es erzeugen kann, der proportional zur Sonneneinstrahlung abnimmt). Es versteht sich daher, dass in einer netzgebundenen Photovoltaikanlage die Wahl des Solar-Wechselrichters wichtig ist, der die Aufgabe hat, den MPPT-Maximalleistungspunkt des Photovoltaikstrangs sowohl unter Bedingungen voller Bestrahlung als auch unter Bedingungen von Schatten zu finden.
In einer netzunabhängigen Photovoltaikanlage (stand-alone) hingegen wird diese Funktion vom MPPT-Solarladeregler ausgeführt. Wofür ist dann die Sperrdiode? Die Sperrdiode sollte in große Systeme eingesetzt werden, um die verschiedenen Solarmodulketten vor möglichen Rückströmen zu schützen. In Bezug auf Rückströme in Solarmodulen ist es nützlich zu wissen, dass aktuelle Studien des renommierten Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gezeigt haben, dass Solarmodule Rückströmen standhalten können, die bis zu siebenmal höher sind als der Nennstrom von Kurzschluss ohne Beschädigung. Es ist auch eine gute Idee, Solarmodule zu wählen, die bereits mindestens drei Bypass-Dioden enthalten, um Energieverluste durch Beschattung so weit wie möglich zu vermeiden.
Welche Diode soll ich wählen?
Es gibt viele Arten von Dioden auf dem Markt. Der beste Diodentyp für Photovoltaikanwendungen ist die Schottky-Diode. Dieser Diodentyp hat die Eigenschaft, eine sehr niedrige Schwellenspannung (in der Größenordnung von 0,35V gegenüber 0,6V üblicher Dioden) zu haben, was eine sehr geringe Verlustleistung gewährleistet. Bitte achten Sie auch auf die Wahl der Länge und des Abschnitts des elektrischen Kabels, denn je mehr Solarmodule angeschlossen sind, desto größer ist der Strom, der im Kabel fließt. Für hohe Ströme ist ein Kabel mit geeignetem Querschnitt erforderlich.
Parallelschaltung von zwei unterschiedlichen Solarmodulen
Wenn wir zwei Solarmodule mit derselben Spannung, aber unterschiedlicher Leistung haben, gibt es kein Problem. Sie können problemlos parallel geschaltet werden.
Wenn andererseits die beiden Solarmodule unterschiedliche Leistung und Spannung haben, ist die Parallelschaltung nicht möglich, da sich das Modul mit der niedrigsten Spannung wie eine Last verhält und anfängt, Strom zu absorbieren, anstatt ihn mit den relativen Konsequenzen zu erzeugen.
Wenn wir jedoch ein 12-V- und zwei 6-V-Solarmodule haben, ist es möglich, die beiden 6-V-Module in Reihe zu schalten und dann die erhaltene Reihe parallel zum 12-V-Modul zu verbinden. Die letztere Art der Verbindung geht jedoch zu Lasten der Effizienz. Vor einer Parallelschaltung ist es daher wichtig, die Spannung der Solarmodule gut zu prüfen. Um Zweifel auszuräumen, haben wir auch ein sehr klares Bild beigefügt, wie zwei unterschiedliche Solarmodule parallel geschaltet werden können.
Vorsicht vor Strömungen!
Mit dieser Methode können Sie mehrere Solarmodule anschließen, müssen jedoch auf die Strommenge achten. Wenn der Ausgangsstrom höher als 70 A ist, können Ihre Module und Ihre Photovoltaikanlage Schäden und Probleme im Zusammenhang mit der Stromverwaltung erleiden. Um dies zu vermeiden, ist es üblich, die Solarmodule in Reihe und parallel zu schalten, um sowohl die Spannung als auch den Strom gleichzeitig zu erhöhen.
Wenn wir beispielsweise sechs 10A-Solarmodule parallel schalten, finden wir eine ziemlich hohe Stromabgabe, nämlich 60A. Um dieses Problem zu lösen und die Energieeffizienz der gesamten Photovoltaikanlage zu optimieren, ist es ratsam, zwei Module in Reihe zu schalten (um eine Verdoppelung der Spannung zu erzielen) und anschließend die drei zuvor in Reihe geschalteten Paare parallel zu schalten. Auf diese Weise haben wir die Spannung verdoppelt und den Strom verdreifacht. In der Abbildung oben sehen Sie den Schaltplan dieser Verbindung. Diese Art der Verbindung wird häufig für Photovoltaikanlagen mit beträchtlicher Leistung verwendet. In einer netzunabhängigen Photovoltaikanlage muss die Wahl der Leistung der Anlage und der Spannung der Batteriebank während der Entwurfsphase sorgfältig bewertet werden.
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