Solar-Panele verschalten

Hallo zusammen,

ich habe vier 100 Wp polykristalline Panels von Victron mit folgenden Daten:

Vmpp = 18V
Imax = 5,56 A
Leerlaufspannung = 21,6 V
Kurzschlußstrom = 6,32 A
36 Zellen

Als Laderegler nutze ich einen Victron MPPT 75-50 mit den folgenden Werten:

Batteriespannung: 12/24V Automatische Wahl
Maximaler Batteriestrom 50 A
Maximale PV-Leistung:
12V: 700 W (MPPT-Bereich 15 V bis 70 V)
24V: 1400 W (MPPT-Bereich 30 V bis 70 V)
Maximale Leerspannung der PV 75 V

Mit diesem lade ich zwei 90 Ah AGM Batterien, die ich parallel geschaltet habe.

Bisher habe ich alle vier Panels parallel geschaltet und am MPPT betrieben. Ist es evtl. wirkungsvoller, wenn ich je zwei Panels in Reihe schalte? Egal wie die Antwort ausfällt, würde ich mich über eine für mich nachvollziehbare Begründung freuen, da ich es gerne verstehen möchte.

Noch eins: spätestens im nächsten Jahr möchte ich die 2 AGM Batterien gegen ein 12 V / 400 Ah LiFePO-Akku austauschen. Sollte sich dann ertwas an der Schaltung der Panels ändern oder kann sie so bleiben, wie bei Laden der AGM-Batterien?

Viele ,
Thomas

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Der Unterschied zwischen Parallel und (paarweiser) Reihenschaltung macht die Kennlinie
der Module. Solarmodule sind dem Wesen nach Stromquellen, will heißen - die Spannung
ist beiwechselnden Lichtverhältnissen annähernd gleich, die Stromstärke steigt relativ
proportional zur Lichtintensität.

Wenn man das verstanden hat, sieht man auch sofort das Problem:

Bei einer Parallelschaltung addiert sich der Strom der Teilstränge zum Gesamtstrom, wird
ein Modul teilverschattet oder verschattet, liefert die Anlage den vollen Strom der
3 anderen Module + den abgeschwächten Strom des verschatteten Moduls.

Bei einer Reihenschaltung begrenzt das schwächste Glied den Strom. Natürlich haben Module auch
Bypassdioden etc, um dem Effekt etwas entgegenzuwirken, trotzdem ist die Ausbeute hier geringer als bei
einer Parallelschaltung.

Bei stationären Anlagen spielt das eine untergeordnete Rolle, die Teilverschattung durch die Umgebung
wird durch die Standortwahl nahezu ausgeschlossen, Verschattungen durch Wolken etc wirken sich schnell auf
alle Module aus. Hier spielen die Kosten für die Verkabelung die Hauptrolle, man will nicht armdicke Kabel verlegen.
Deshalb ist die Reihenschaltung hier vorteilhafter.

Einen weiteren Nachteil hat die Parallelverschaltung aber doch. Durch die parallelen Stränge können bei Moduldefekten
recht große Rückströme fließen, deshalb sollte man die Modulstränge einzeln absichern. (4 Module Parallel, 3 Module
erzeugen 15A, die dann durch das defekte Modul fließen und es zum schmoren bringen)

Bei einer Reihenschaltung spielt das keine Rolle, da der Strom durch alle Module gleich ist und maximal so groß ist,
wie der Kurschlußstrom eines Moduls (4 Module in Reihe, es fließt maximal 5A in Flußrichtung [Bypassdioden] durch
das defekte Modul, was ja auch zu Lebzeiten der Fall war, bei 2 Strängen ist der Rückstrom auch nur maximal 5A).

Hoffe das hilft Dir bei der Entscheidung weiter.

Bei der Batterie ist wichtig, was hinten rauskommt am Regler und das ist unabhängig von der Verschaltung auf
der Modulseite das gleiche - deswegen nennt der sich "Regler".

Deine Schutzbeschaltung des LiFeYPO4 muss sich um OVP und UVP kümmern.

Vielen Dank für die Antwort und die Zeit, die Du investiert hast!

Dann bleibe ich bei der Parallelschaltung.

Eine Frage stellt sich mir aber noch: wie sichere ich die Panels praktikabel ab? Ich habe die Parallelschaltung durch mehrere Y-Stecker auf dem Dach realisiert und führe nur zwei 6qmm Kabel durch Dach zum Regler.

Hast Du dazu noch einen Tip?

Hi Thomas,

Die nachvollziehbare Begründungg hat dir der Vorschreiber bereits geliefert.

Nun noch die Antwort auf deine Frage:

Bei deiner Gerätekombination kannst du die beste Ausbeute erzielen wenn du jeweils 2 Module in Reihe, die beiden entstandenen Stränge dann parallel an den Reglereingang anschließt. Für die Parallelschaltung gibt es Y-Adapter, so kannst du die Stecker der Module ohne Klemmen auf dem Dach verschalten.

Liebe , Alf

Edit: das passt dann auch zu deinen Kabeln

Hallo Alf,

das habe ich jetzt nicht verstanden.

Da mein Hauptproblem eher die Verschattung ist, dürfte vier mal parallel besser sein - also so, wie ich es jetzt habe. Sonst zieht mir doch das verschattete Panel das in Reihe geschaltete nicht verschattete runter.

Die Y-Adapter, die Du mir empfiehlst, habe ich bereits (siehe voriges Post). Es ging mir um die Absicherung, die xbmcg bei der Parallelschaltung empfahl.

,
Thomas

Ich hätte es auch so gemacht wie Alf empfohlen hat. 2 in Reihe und die dann Parallel. Wenn zwei Module nahe beieinander sind ist das verschattungsproblem nicht so gross.
Damit würdest du den Strom teilen und 6qm Kabel würden reichen.

Bei der Parallelschaltung gibt es verschiedene Möglichkeiten der Absicherung:

- Eine Box auf das Dach, wo alle Stränge zusammengeführt werden und dort abgesichert werden
- Absicherung durch Schottky-Dioden in Flußrichtung z.B. im Anschlußblock der Module verbauen - falls das geht

In der zweiten Variante hat man einen Spannungsabfall von 0.5V durch den PN Übergang der Diode, so dass
etwas an Leistung verloren geht.

Bei der empfohlenen Variante mit 2 Module in Rehe und dann die Stränge parallel entfällt die Notwendigkeit der
Einzelabsicherung, deshalb ist die Lösung wahrscheinlich eleganter.

Insgesamt wird sich die Ausbeute vermutlich nicht wesentlich unterscheiden, außer Du hast hohe Aufbauten, die
regelmäßig verschatten (Sat-Schüssel, Luken, Sat Dom...)