Strings und MPPT (PV-Feld-Design) einfach erklärt

Strings und MPPT (PV-Feld-Design) einfach erklärt

Wir werden das Solarfeld einfach so gestalten, dass du nicht die Spannung überschreitest, nicht an Ampere fehlst und dein Wechselrichter/Laderegler bequem in seiner "guten Zone" (MPPT-Fenster = Bereich, in dem er das Maximum liefert) arbeiten kann.

Schnelle Übersetzung von Abkürzungen (in einem Satz):

• Voc: Leerlaufspannung des Panels (ohne Last). Steigt bei Kälte.
• Vmp: Spannung, bei der das Panel seine Leistung liefert. Sinkt bei Wärme.
• Isc: Maximaler Kurzschlussstrom. Dient zur Überprüfung von Grenzwerten.
• NOCT: Typische Paneltemperatur in der Sonne. Hilft, die reale Erwärmung abzuschätzen.
• Temperaturkoeffizient: Wie stark Voc/Vmp pro Grad Celsius ändern (ca. 0,3%/°C).

Wozu das dient

• Überraschungen an kalten Morgen vermeiden (die Voc steigt und du kannst das Limit überschreiten).
• Den MPPT nicht durch zu hohen Isc bei Parallelschaltung "überlasten".
• Sicherstellen, dass im Sommer genügend Vmp vorhanden ist, damit das Gerät startet.
• Die gleichen Grundsätze gelten für Inselanlagen (Regler) und Eigenverbrauch/Hybrid (Wechselrichter).
• Realistische Sicherheitsabstände lassen: lieber "Luft" als am Limit.

Was du in den Datenblättern beachten musst

Vom Panel: Voc, Vmp, Isc, Temperaturkoeffizient von Voc und Vmp sowie NOCT.
Vom Gerät: maximale Vdc, MPPT-Bereich (min–max) und maximale Ströme pro Eingang/MPPT.

Wie viele Panels in Reihe (ohne komplizierte Formeln)

Hinweis: Bei Kälte steigt die Voc des Panels an. Es muss geprüft werden, dass Anzahl der Panels × kalte Voc die maximale Vdc des Geräts nicht überschreitet.

1. Notiere die maximale Vdc des Wechselrichters/Reglers (z.B.: 600 V, 1000 V).
2. Nimm die Voc des Panels und deine typische Mindesttemperatur.
3. Faustregel: Für je 10 °C unter 25 °C steigt die Voc um ≈3%.
4. Teile die maximale Vdc durch diese "kalte" Voc und runde ab. Das ist deine maximale Reihenschaltung.

Schnelle Multiplikatoren (Voc kalt ≈ Voc × …):
−10 °C: ×1,03 · −20 °C: ×1,06 · −30 °C: ×1,09 · −40 °C: ×1,12

Beispiel: Max. Vdc 600 V, Voc 49,5 V, Tmin = −5 °C (30 °C kälter als 25).
Voc "kalt" ≈ 49,5 × 1,09 = 53,9 V → 600 / 53,9 = 11,1 → 11 in Reihe (bei knapper Auslegung 1 zur Sicherheit abziehen).

Liegt es im MPPT-Fenster im Sommer?

Idee: Bei Hitze fällt das Vmp des Panels ab. Es muss geprüft werden, dass Anzahl der Panels × Vmp bei Hitze im MPPT-Bereich liegt.

1. Beachten Sie das MPPT-Fenster (z. B.: 120–580 V).
2. Wenn Sie es einfach wollen: T_panel ≈ T_Umgebung + 25 °C bei voller Sonneneinstrahlung.
3. Faustregel: pro 10 °C über 25 °C sinkt das Vmp um ca. 3%.
4. Multiplizieren Sie das "warme" Vmp × Anzahl in Reihe und prüfen Sie, ob es zwischen MPPT min und max liegt.

Kurzbeispiel: Vmp 41,5 V; heißer Tag 40 °C → Panel ≈ 65 °C (40 °C über 25) → ca. 12 % Abfall → Vmp "warm" ≈ 36,5 V.
Mit 11 in Reihe → ≈402 V → innerhalb von 120–580 V ✔.

Parallel: darauf achten, dass der Strom nicht überschritten wird

Parallel steigt die Spannung nicht, sondern der Strom. Geprüft wird mit Isc (nicht mit Imp).

1. Notieren Sie den Isc des Panels (z. B.: 13,2 A).
2. Zählen Sie, wie viele Strings parallel am selben Eingang/MPPT angeschlossen sind.
3. Summe Isc: Isc_total = Isc × Anzahl der Strings.
4. Überprüfen Sie, dass Isc_total nicht den Grenzwert pro Eingang und/oder pro MPPT laut Datenblatt überschreitet.

Mini-Beispiel: Isc Panel 13,2 A; MPPT-Grenze 30 A und 2 Eingänge mit je 18 A.
2 Strings: pro Eingang 13,2 ≤ 18 ✔; gesamt 26,4 ≤ 30 ✔ → OK.
3 Strings: Gesamt 39,6 > 30 ✘ → auf einen anderen MPPT verteilen oder Gerät wechseln.

Temperatur: zwei einfache Erinnerungen

• Kälte → Voc steigt → Vorsicht bei der maximalen Vdc des Geräts.
• Wärme → niedrige Vmp → achten Sie auf den minimalen MPPT, damit er „greift“.

Schnelle Abschätzung der Paneltemperatur:
Einfach: T_Panel ≈ T_Umgebung + 25 °C.
Feiner mit NOCT: T_Panel ≈ T_Umgebung + (NOCT − 20) (bei 800 W/m²).

Oversizing (DC/AC) ohne Bedenken

Es ist normal, dass die Leistung der Paneele etwas höher als die des Wechselrichters ist (1,1–1,3). Beachten Sie nur Vdc und Ströme. Für schnelle Schätzungen wird ein globaler Systemverlust von 15–20% angenommen.

Kurze praktische Beispiele

Inselanlage (Regler 250 V / MPPT 60–230 V / 60 A)

Mit dem Beispielpanel: bei Kälte maximal 4 in Serie; bei Wärme Vmp_String ≈ 146 V (innerhalb). Mit 60 A MPPT und Isc 13,2 A → bis zu 4 Parallelen (≈52,8 A) ✔.

Eigenverbrauch (Wechselrichter 600 V / MPPT 120–580 V / Eingang Isc 30 A)

Maximal 11 in Serie. Mit 2 Strings parallel → Gesamt-Isc ≈ 26,4 A (≤30 A) ✔.

Solarbetriebene Pumpe (dedizierter Regler)

Das Handbuch verlangt Leistung und Spannung. Passen Sie die Anzahl in Serie an, um die max. Vdc nicht zu überschreiten und damit die Vmp bei Wärme den Mindeststartwert übersteigt. In vielen Fällen werden keine Parallelschaltungen verwendet.

Schnell-Checkliste (Markierung ✔/✘)

Typische Fehler (und wie man sie vermeidet)

• Nur mit Katalogdaten (25 °C) rechnen → Berücksichtigen Sie Kälte/Wärme.
• An die Grenze von Vdc gehen → Lassen Sie Spielraum (entfernen Sie 1 Panel, wenn es knapp wird).
• Summe von Imp statt Isc für Grenzwerte → Verwenden Sie Isc.
• Verschiedene Module am selben MPPT mischen → Vermeiden Sie das.
• MPPT-Mindestwert im Sommer vergessen → der Wechselrichter kann möglicherweise nicht richtig starten.

FAQs

Kann ich mehrere Strings an einem MPPT anschließen? Ja, wenn die Summe der Isc die Grenzwerte einhält (pro Eingang und pro MPPT, falls vorhanden).

Welche minimale Temperatur verwende ich? Eine vernünftige Mindesttemperatur Ihrer Region (besser vorsichtig sein).

Gilt das für Inselanlagen und Eigenverbrauch? Ja: dieselben Prüfungen von Vdc, MPPT-Fenster und Isc.

Schadet Oversizing dem Wechselrichter? Nein, wenn Spannungen und Ströme eingehalten werden; der Wechselrichter begrenzt Spitzen.

Was ist NOCT genau? Eine Referenz zur Abschätzung der tatsächlichen Temperatur des Panels in der Sonne.

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