Wer Strings auslegen muss, hat meist schon zwei Entscheidungen hinter sich: wie viele Module aufs Dach passen und welcher Wechselrichter es wird. Offen ist, wie die Module verschaltet werden. Wie viele in Reihe, wie viele Stränge, an welchen MPP-Tracker? Davon hängt ab, ob der Wechselrichter im Winter sicher bleibt, im Sommer anläuft und den vollen Ertrag nutzt. Dieser Beitrag geht die Auslegung in sieben Schritten durch. Alle Zahlen stammen aus den Datenblattwerten in unserem Shop und sind mit unserem Prüfwerkzeug gerechnet, das wir auch für Angebote verwenden.
Schritt 1: Die Werte zusammentragen
Vom Modul brauchen Sie Leerlaufspannung, MPP-Spannung, Kurzschlussstrom, MPP-Strom und den Temperaturkoeffizienten der Leerlaufspannung. Vom Wechselrichter die maximale DC-Spannung, den MPP-Bereich, die Zahl der MPP-Tracker, den Strom je Tracker, die Zahl der Stringeingänge und die höchste zulässige PV-Leistung.
Für das Gokin GK-3-54HGFDB-495M sind das 40,74 Volt Leerlaufspannung, 35,44 Volt MPP-Spannung, 15,08 Ampere Kurzschlussstrom, 13,98 Ampere MPP-Strom und −0,22 Prozent je Kelvin. Mit diesem Modul rechnen wir die meisten Beispiele.
Schritt 2: Die Grenzen je Strang bestimmen
Die längste zulässige Stranglänge ergibt sich aus zwei Grenzen. Die Leerlaufspannung bei Kälte muss unter der maximalen DC-Spannung bleiben, die MPP-Spannung bei Kälte unter der oberen MPP-Grenze. Die kürzeste Stranglänge ergibt sich aus der MPP-Spannung bei 70 Grad Zelltemperatur, die über der unteren MPP-Grenze und der Startspannung liegen muss. Die Formeln dazu stehen im Artikel Leerlaufspannung bei Kälte.
Am Deye SUN-10K-SG05LP3-EU-SM2 mit 800 Volt Höchstspannung und 200 bis 650 Volt MPP-Bereich heißt das für das Gokin-Modul: mindestens 7, höchstens 17 Module je Strang. In Alpenlagen, wo wir mit −20 Grad statt −10 Grad rechnen, sind es höchstens 16.
Schritt 3: Die Dachflächen den MPP-Trackern zuordnen
Ein MPP-Tracker sucht für alles, was an ihm hängt, einen gemeinsamen Arbeitspunkt. Module mit unterschiedlicher Ausrichtung oder Neigung gehören deshalb an verschiedene Tracker. Ein Ost-West-Dach mit einem Wechselrichter mit zwei Trackern ist der klassische Fall: Ost an Tracker 1, West an Tracker 2.
Die Stränge an verschiedenen Trackern dürfen unterschiedlich lang sein. Hängen zwei Stränge parallel am selben Tracker, müssen sie gleich lang und gleich ausgerichtet sein.
Schritt 4: Strings auslegen und aufteilen
Jetzt die eigentliche Aufteilung. Am Deye SUN-10K passen 20 Gokin-Module als zwei Stränge zu je 10 Modulen, ein Strang je Tracker. Die Leerlaufspannung bei −10 Grad liegt bei 438,8 Volt, bei −20 Grad bei 447,7 Volt. Die MPP-Spannung bei 70 Grad liegt mit 319,3 Volt sicher im MPP-Bereich.
Möglich wären auch 11 und 9 oder 12 und 8 Module. Das ist sinnvoll, wenn die beiden Dachflächen unterschiedlich groß sind. Gleich lange Stränge sind nur dann die erste Wahl, wenn die Dachflächen es zulassen.
Ein zweites Beispiel mit Ost-West-Dach: 15 Gokin-Module am Fronius Primo GEN24 5.0 Plus, 8 auf der Ostseite, 7 auf der Westseite. Der Fronius verträgt 600 Volt und hat einen MPP-Bereich von 65 bis 530 Volt. Acht Module kommen bei −10 Grad auf 351 Volt, sieben bei 70 Grad auf 223,5 Volt MPP-Spannung. Beides liegt im zulässigen Bereich.
Schritt 5: Den Strom je Tracker prüfen
Ein Strang aus Gokin-Modulen bringt 15,08 Ampere Kurzschlussstrom. Am Deye mit 26 Ampere je Tracker ist das kein Problem. Zwei Stränge parallel ergäben aber 30,2 Ampere und passen deshalb nicht. Am Fronius mit 22 Ampere je Tracker gilt dasselbe: ein Strang je Tracker.
Beim SMA Sunny Tripower 10.0 Smart Energy scheitert dieses Modul schon an einem einzigen Strang. Das Datenblatt nennt 12,5 Ampere Eingangsstrom je Tracker, das Modul liefert knapp 14 Ampere im MPP. Unser Prüfwerkzeug findet für 20 Module an diesem Gerät keine zulässige Verschaltung. Hier passt ein Modul mit kleinerem Strom besser, oder ein anderer Wechselrichter.
Schritt 6: Die PV-Leistung am Wechselrichter prüfen
Spannung und Strom können stimmen und die Kombination trotzdem nicht passen. Jeder Wechselrichter hat eine Obergrenze für die angeschlossene Modulleistung. Beim Deye SUN-10K sind es laut Datenblatt 16 kWp. Mit 34 Gokin-Modulen wären es 16,8 kWp, also zu viel. Elektrisch ließen sich die 34 Module bei −10 Grad als zwei Stränge zu je 17 Modulen anschließen, die Leistungsgrenze erlaubt aber höchstens 32. Beim Fronius Primo GEN24 5.0 Plus liegt die Grenze bei 7,5 kWp. Die 15 Module aus Schritt 4 haben 7,4 kWp und bleiben knapp darunter.
Schritt 7: Hochvoltmodule und lange Stränge
Bei Wechselrichtern mit 1.100 Volt Höchstspannung sind sehr lange Stränge möglich. Am Huawei SUN2000-8K-MAP0 passen bis zu 18 Module des Trina TSM-460NEG9R.28 in einen Strang. Bei −20 Grad liegt die Leerlaufspannung dann bei 1.073 Volt. Das ist zulässig, lässt aber kaum Reserve.
Die bessere Lösung für 18 Module ist eine Aufteilung in zwei Stränge zu je 9 Modulen an beiden Trackern. Die Leerlaufspannung bei −20 Grad liegt dann bei 536,5 Volt, und beide Tracker arbeiten. Fällt auf einer Seite Schatten, verliert nur ein Strang Leistung.
Aus der Praxis: Stringeingänge zählen
Für einen Sigenergy Energy Controller 8 kW hatten zwei Händler unterschiedliche Angaben zur Zahl der Strings je Tracker, einmal eins, einmal zwei. Erst das deutsche Herstellerdatenblatt zeigte: ein Eingang je MPP-Tracker. Eine Auslegung mit zwei parallelen Strängen an einem Tracker hätte auf dem Papier gepasst, am Gerät aber keinen Steckplatz gefunden. Unser Prüfwerkzeug führt die Zahl der Stringeingänge deshalb als eigene Grenze, neben Spannung, Strom und Leistung. Schon bei Schritt 1 gehört sie auf den Zettel. Welche Fehler sonst häufig vorkommen, beschreibt der Artikel Häufige Fehlkombinationen aus der Praxis.
Häufige Fragen
Müssen alle Strings gleich lang sein?
Nur Stränge, die parallel am selben MPP-Tracker hängen. Stränge an verschiedenen Trackern dürfen unterschiedlich lang sein, solange jeder für sich innerhalb der Grenzen bleibt.
Was ist besser: ein langer Strang oder zwei kurze?
Bei einem Wechselrichter mit zwei Trackern meist zwei Stränge, einer je Tracker. Das schafft Abstand zur Spannungsgrenze und begrenzt Verluste durch Schatten auf eine Hälfte der Anlage.
Darf ich mehr Modulleistung anschließen, als der Wechselrichter hat?
Ja, bis zur zulässigen PV-Leistung im Datenblatt. Der Deye SUN-10K verträgt bis 16 kWp, der Fronius Primo GEN24 5.0 Plus bis 7,5 kWp.
