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Ob du Solarmodule parallel schalten oder Solarmodule in Reihe schalten solltest, hängt vor allem von den elektrischen Grenzen des Wechselrichters, den verwendeten Modulen und den Bedingungen am Standort ab. Bei einer Reihenschaltung addieren sich die Spannungen der Module, während der Strom gleich bleibt. Bei einer Parallelschaltung bleibt dagegen die Spannung weitgehend gleich und die Ströme addieren sich.
Welche Variante besser passt, entscheidet sich deshalb nicht allein an der Anzahl der Module. Auch Verschattung, unterschiedliche Ausrichtungen, die Zahl der MPPT-Eingänge und die maximal zulässige Eingangsspannung und Stromstärke des Wechselrichters spielen eine Rolle. Besonders wichtig wird das bei mehreren Modulen oder wenn unterschiedliche Solarmodule kombiniert werden sollen.
Bei vier Modulen kommen neben einer vollständigen Reihen- oder Parallelschaltung auch Mischformen infrage – beispielsweise zwei in Reihe geschaltete Module pro String, deren Strings anschließend parallel verbunden werden. Im Folgenden zeigen wir, wie Solarmodule in Reihe oder parallel verschaltet werden, welche Unterschiede dabei entstehen und worauf du bei 2, 3, 4 oder 6 Modulen achten musst.
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Wenn du Solarmodule in Reihe schaltest, wird der Pluspol eines Moduls mit dem Minuspol des nächsten verbunden. Dadurch entsteht ein sogenannter String. Die Spannungen der einzelnen Module addieren sich, während der Strom des Strings ungefähr dem Strom eines einzelnen Moduls entspricht.
Ein vereinfachtes Beispiel: Liefert jedes Modul am Arbeitspunkt 40 V und 10 A, ergeben zwei identische Module in Reihe ungefähr 80 V bei 10 A. Drei Module ergeben entsprechend etwa 120 V bei 10 A. Die Gesamtleistung steigt dabei mit jedem zusätzlichen Modul.
Genau deshalb ist die Reihenschaltung von Solarmodulen praktisch, wenn ein Wechselrichter eine bestimmte Mindestspannung für seinen MPPT benötigt oder wenn höhere Spannungen bei vergleichsweise niedrigem Strom sinnvoll sind. Gleichzeitig darf die maximal zulässige Eingangsspannung des Wechselrichters niemals überschritten werden. Besonders relevant ist dabei die Leerlaufspannung Voc: Sie kann bei niedrigen Temperaturen steigen und muss deshalb bei der Auslegung berücksichtigt werden. SMA schreibt beispielsweise ausdrücklich vor, dass die Leerlaufspannung des gesamten PV-Generators selbst am statistisch kältesten Tag unter der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters bleiben muss.
Bei einer Solarmodule-Reihenschaltung beeinflussen sich die Module allerdings stärker gegenseitig. Liefert ein Modul deutlich weniger Strom – etwa aufgrund von Verschattung, Verschmutzung oder abweichenden elektrischen Eigenschaften –, kann das die Leistung des gesamten Strings begrenzen. Moderne Module besitzen Bypass-Dioden und viele Wechselrichter verfügen über ein Verschattungsmanagement, das solche Verluste teilweise reduzieren kann. Vollständig ausgleichen lässt sich fehlende Sonneneinstrahlung dadurch jedoch nicht. Wer PV-Module in Reihe schalten möchte, sollte deshalb insbesondere diese Werte vergleichen:
Ein Schaltplan für Solarmodule in Reihe ist entsprechend simpel: Modul 1 wird mit Modul 2 verbunden, Modul 2 mit Modul 3 und so weiter. Nur der freie Plus- und Minusanschluss des gesamten Strings führen anschließend zum passenden Eingang des Wechselrichters.
Beim Solarmodule parallel schalten werden die Plusleitungen der Module miteinander und ebenso die Minusleitungen miteinander verbunden. Die Spannung bleibt dabei ungefähr auf dem Niveau eines einzelnen Moduls, während sich die Ströme der einzelnen parallelen Zweige addieren.
Bei zwei identischen Modulen mit jeweils 40 V und 10 A entstehen beispielsweise ungefähr 40 V und 20 A. Werden drei identische Solarmodule parallel angeschlossen, wären es entsprechend etwa 40 V und 30 A.
Das kann sinnvoll sein, wenn die maximal zulässige Eingangsspannung niedrig gehalten werden soll. Gleichzeitig steigt mit jedem zusätzlichen parallelen Modul der Gesamtstrom. Der maximale Eingangsstrom und Kurzschlussstrom des Wechselrichters dürfen deshalb nicht überschritten werden. Fronius weist bei parallelgeschalteten Strings ebenfalls ausdrücklich darauf hin, dass sich der Summenstrom erhöht und innerhalb der Gerätegrenzen bleiben muss.
Wer Solarpanel parallel schalten beziehungsweise mehrere Solarmodule parallel anschließen möchte, verwendet dafür je nach System geeignete Verteiler oder Y-Steckverbinder. Diese Bauteile müssen für Strom, Spannung und Stecksystem der Anlage ausgelegt sein.
Eine Parallelschaltung kann außerdem Vorteile bieten, wenn Module unterschiedlich verschattet werden oder verschiedene Teilflächen genutzt werden. Das bedeutet allerdings nicht automatisch, dass jedes parallel geschaltete Modul völlig unabhängig arbeitet. Werden mehrere Module beziehungsweise Strings an denselben MPPT angeschlossen, arbeiten sie an einer gemeinsamen Eingangsspannung. Größere elektrische Unterschiede können daher auch bei einer Parallelschaltung zu Mismatch-Verlusten führen.
Zu den möglichen Nachteilen beim Solarmodule parallel schalten gehören vor allem die höheren Ströme. Dadurch werden Kabelquerschnitt, Steckverbindungen, Eingangsstrom des Wechselrichters und gegebenenfalls notwendige Schutzmaßnahmen wichtiger. Eine zusätzliche Diode ist dabei keine pauschale Lösung für jede Parallelschaltung; Schutz- und Verschaltungsvorgaben des Modul- und Wechselrichterherstellers sollten eingehalten werden.
Grundsätzlich lassen sich auch unterschiedliche Solarmodule parallel schalten oder miteinander in Reihe verbinden. Optimal ist das allerdings nicht immer. Je ähnlicher elektrische Kennwerte, Ausrichtung und Betriebsbedingungen der Module sind, desto geringer fallen mögliche Mismatch-Verluste aus. SMA empfiehlt bei seinen String-Wechselrichtern beispielsweise Module gleichen Typs sowie eine identische Ausrichtung und Neigung innerhalb der vorgesehenen Strings.
Beim unterschiedliche Solarmodule in Reihe schalten ist vor allem der Strom entscheidend. Durch alle Module eines Strings fließt derselbe Strom. Ein Modul mit deutlich niedrigerem möglichen Strom kann deshalb die übrigen Module im String ausbremsen.
Wenn du dagegen verschiedene Solarmodule parallel schalten möchtest, sollten insbesondere deren Arbeitsspannungen möglichst gut zueinander passen. Parallel verbundene Zweige arbeiten an einer gemeinsamen Spannung. Module mit stark unterschiedlichen Spannungskennlinien können deshalb ebenfalls Leistung verlieren.
Ein einfaches „unterschiedliche Spannung = parallel, unterschiedlicher Strom = Reihe“ greift daher zu kurz. Vor dem Mischen solltest du immer mindestens Voc, Vmp, Isc und Imp vergleichen und anschließend prüfen, ob die resultierenden Gesamtwerte innerhalb der Eingangsspezifikationen des Wechselrichters liegen.
Je ähnlicher die Module elektrisch sind, desto einfacher und planbarer ist die Verschaltung. Bei stark abweichenden Modulen, unterschiedlichen Ausrichtungen oder regelmäßig unterschiedlicher Verschattung können getrennte MPPT-Eingänge die sauberere Lösung sein.
Wenn eine Anlage mit vier Modulen geplant wird, steht sehr häufig die Kombination in Reihe und parallel schalten im Mittelpunkt. Diese Konfiguration ist besonders beliebt, weil sie eine ausgewogene Balance zwischen Spannung und Strom ermöglicht. In vielen Fällen zeigt sich, dass genau diese Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung die beste Lösung darstellt.
Oft werden dabei zwei Module in Reihe geschaltet und diese beiden Stränge (Strings) anschließend parallel verbunden. Dadurch entsteht ein stabiles System mit mehreren parallel geschalteten Strängen, das sowohl mit den meisten Wechselrichtern oder Laderegler-Systemen kompatibel ist als auch eine gute Leistungsfähigkeit bietet.
In der Praxis stellt sich dabei häufig die Frage, ob man die Module komplett parallel oder in Reihe verschalten sollte. Die Entscheidung, Solarmodule parallel oder in Reihe schalten, hängt stark von den Umgebungsbedingungen, der Modulqualität und dem geplanten Einsatzgebiet ab.
Gerade bei 4-Modul-Systemen ist die Parallelschaltung ebenfalls eine häufig genutzte Alternative, insbesondere wenn niedrige Spannungen und ein höherer Gesamtstrom gewünscht sind oder Verschattung eine Rolle spielt. Alternativ kann auch eine serielle Lösung sinnvoll sein, bei der 4 Solarmodule in Reihe geschaltet werden – diese ist jedoch stark von den zulässigen Eingangsspannungen des Wechselrichters oder Ladereglers abhängig.
Wie sich Spannung und Strom verändern, lässt sich am einfachsten anhand konkreter Modulzahlen nachvollziehen. Dabei gibt es nicht für jede Anzahl nur eine „richtige“ Verschaltung: Entscheidend bleiben immer die elektrischen Daten der Module sowie die zulässigen Eingangswerte des Wechselrichters.
Für die folgende Übersicht steht U für die Spannung eines einzelnen identischen Moduls und I für dessen Strom. So lässt sich unabhängig vom konkreten Modultyp erkennen, was passiert, wenn du 2, 3, 4 oder 6 Solarmodule in Reihe oder parallel schaltest:
| Anzahl Module | Reihenschaltung | Parallelschaltung | Mögliche Mischschaltung |
|---|---|---|---|
| 2 Module | 2 × U, 1 × I | 1 × U, 2 × I | – |
| 3 Module | 3 × U, 1 × I | 1 × U, 3 × I | Keine symmetrische 2S2P-Lösung möglich |
| 4 Module | 4 × U, 1 × I | 1 × U, 4 × I | 2S2P: 2 × U, 2 × I |
| 6 Module | 6 × U, 1 × I | 1 × U, 6 × I | z. B. 3S2P: 3 × U, 2 × I |
So bedeutet beispielsweise 2 Solarmodule in Reihe schalten, dass sich ihre Spannungen addieren. Beim 2 Solarmodule parallel schalten bleibt dagegen die Modulspannung erhalten und der Strom verdoppelt sich. Das gleiche Prinzip gilt bei drei oder mehr Modulen.
Bei vier Modulen bietet die 2S2P-Konfiguration eine zusätzliche Möglichkeit: Zwei Module werden jeweils in Reihe verbunden und anschließend beide Strings parallel geschaltet. So steigen sowohl Spannung als auch Strom gegenüber einem einzelnen Modul.
Auch 3 Solarmodule parallel schalten, 4 Solarmodule parallel schalten oder – bei entsprechend ausgelegten größeren PV-Systemen – 6 Solarmodule parallel schalten folgt demselben elektrischen Grundprinzip. Mit zunehmender Zahl paralleler Module steigt allerdings der Gesamtstrom deutlich, weshalb die Eingangsstromgrenzen besonders wichtig werden.
Die Tabellenwerte sind daher keine Anschlussfreigabe für einen bestimmten Wechselrichter. Vor der Verschaltung müssen immer die tatsächlichen Modulwerte und die technischen Daten des jeweiligen Wechselrichters beziehungsweise MPPT-Eingangs geprüft werden. Hersteller geben hierfür maximale Eingangsströme, Kurzschlussströme und Spannungsbereiche vor.
Die Konfiguration mit sechs Modulen dient hier als allgemeines Beispiel für das elektrische Prinzip und nicht als Empfehlung für ein konkretes Balkonkraftwerk.
In der Praxis spielt nicht nur die Theorie der Verschaltung eine Rolle, sondern auch die Auswahl der passenden Komponenten einer Solaranlage. Je nach System kommen unterschiedliche Solarmodule zum Einsatz, die sich in Leistung, Design und Effizienz unterscheiden.
Bei Balkonstrom® werden Komplett-Sets angeboten, die je nach Bedarf mit 1 bis 4 Solarmodulen konfiguriert werden können und sich dadurch flexibel an unterschiedliche Anwendungen anpassen lassen. Innerhalb dieser Sets erfolgt die Einteilung in die eigenen Systemvarianten Basic, Max und Premium, die sich vor allem in der Modultechnologie, der Leistung und der Ausrichtung auf unterschiedliche Qualitäts- und Effizienzanforderungen unterscheiden.
Das Basic-Modul von JA Solar mit 450 Wp bietet eine solide Einstiegslösung mit bifazialer Technologie und hoher Effizienz. In der Max-Variante kommt ein Modul von Sunpro mit 500 Wp zum Einsatz, das durch ein modernes Fullblack-Design und eine gesteigerte Leistung überzeugt. Die Premium-Variante basiert auf einem Modul von Bauer Solar mit 450 Wp, das in Deutschland entwickelt wurde und zusätzlich eine besonders hohe Energieausbeute sowie eine sehr robuste Bauweise bietet.
Gerade bei Systemen mit 4 Modulen ist die Auswahl des passenden Modultyps entscheidend, da die Kombination aus Modulqualität und Verschaltung direkt beeinflusst, wie effizient das gesamte System arbeitet. In vielen Fällen wird hier erneut geprüft, wie sich die Schaltung der 4 Solarmodule - in Reihe oder parallel - optimal umsetzen lässt und welche Kombination aus Spannung und Strom die besten Ergebnisse liefert.
Zusätzlich ist es sinnvoll, bereits in der Planungsphase eine fachliche Beratung in Anspruch zu nehmen. Bei Balkonstrom® gehört eine kostenlose Erstberatung zum Service, um die passende Konfiguration für die jeweilige Dach- oder Balkonfläche zu finden. Auch Optionen wie Werksabholung oder ein Besuch im Showroom können dabei helfen, die richtige Entscheidung für die eigene Anlage zu treffen.
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Ob du Solarmodule parallel oder in Reihe schalten solltest, lässt sich nicht allein anhand der Modulzahl entscheiden. Eine Reihenschaltung erhöht die Spannung, während eine Parallelschaltung den Strom erhöht. Beide Varianten müssen deshalb zu den elektrischen Grenzen des Wechselrichters passen.
Bei identischen Modulen und gleichmäßigen Bedingungen ist die Planung vergleichsweise einfach. Schwieriger wird es bei unterschiedlichen Modulen, verschiedenen Ausrichtungen oder Teilverschattung. Dann sollte neben Spannung und Strom auch berücksichtigt werden, welche Module gemeinsam an einem MPPT betrieben werden.
Gerade bei vier Modulen kann eine Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung sinnvoll sein. Entscheidend ist aber nicht, welche Schaltung grundsätzlich „besser“ ist, sondern welche Verschaltung zum Wechselrichter, zu den Modulen und zum Standort passt.
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