Reihenschaltung

Was ist eine Reihenschaltung?

Eine Rei­hen­schal­tung, auch Seri­en­schal­tung genannt, ist eine elek­tri­sche Ver­schal­tungs­art, bei der meh­re­re Strom­quel­len oder Ver­brau­cher so hin­ter­ein­an­der geschal­tet wer­den, dass der Strom durch alle Bau­tei­le gleich fließt. In der Pho­to­vol­ta­ik (PV) bedeu­tet das: Meh­re­re Solar­mo­du­le wer­den so mit­ein­an­der ver­bun­den, dass sich deren Span­nun­gen addie­ren, wäh­rend der Strom gleich bleibt.

Wie funktioniert die Reihenschaltung in einer PV-Anlage?

Bei der Rei­hen­schal­tung wird der Plus­pol eines Solar­mo­duls mit dem Minus­pol des nächs­ten Moduls ver­bun­den – und so wei­ter. Das ergibt einen soge­nann­ten String (Strang). Die gesam­te Gleich­span­nung (V) die­ses Strangs ist die Sum­me der Span­nung aller Modu­le, wäh­rend die Strom­stär­ke (A) auf dem Niveau eines ein­zel­nen Moduls bleibt.

Ein Bei­spiel: Drei Modu­le mit je 35 V Span­nung und 10 A Strom, in Rei­he geschal­tet, erge­ben gemein­sam 105 V bei 10 A.

Die­se Metho­de ist sehr häu­fig in PV-Anla­gen, da sie eine ein­fa­che und platz­spa­ren­de Ver­ka­be­lung ermög­licht und direkt an den Wech­sel­rich­ter ange­passt wer­den kann.

Vorteile der Reihenschaltung in Photovoltaikanlagen

• Erhöh­te Span­nung ohne zusätz­li­che Kabel­we­ge – ide­al für lan­ge Stre­cken zwi­schen Modul und Wech­sel­rich­ter.

• Weni­ger Lei­tungs­ver­lus­te, da bei glei­cher Leis­tung ein höhe­rer Span­nungs­pe­gel gerin­ge­re Strom­stär­ken benö­tigt.

• Weni­ger Mate­ri­al­be­darf bei der Ver­ka­be­lung.

• Beson­ders effi­zi­ent in gleich­mä­ßig besonn­ten Modul­fel­dern mit iden­ti­scher Aus­rich­tung.

Nachteile und Herausforderungen

• Ver­schat­tung ein­zel­ner Modu­le kann den gesam­ten Strang beein­träch­ti­gen – da der Strom durch alle Modu­le gleich fließt, wird das schwächs­te Glied zum Fla­schen­hals.

• Unter­schie­de bei Leis­tung oder Alter der Modu­le wir­ken sich nega­tiv auf die Gesamt­leis­tung aus.

• Bypass-Dioden sind not­wen­dig, um den Ener­gie­ver­lust bei Teil­ver­schat­tung zu redu­zie­ren.

Reihenschaltung vs. Parallelschaltung

In der Rei­hen­schal­tung erhöht sich die Span­nung, der Strom bleibt gleich – das ist beson­ders effek­tiv bei grö­ße­ren PV-Fel­dern, die weit vom Wech­sel­rich­ter ent­fernt sind. Die Par­al­lel­schal­tung hin­ge­gen erhöht den Strom, bei gleich­blei­ben­der Span­nung – ide­al bei unter­schied­li­chen Modul-Aus­rich­tun­gen oder Anla­gen mit Bat­te­rie­spei­cher. In der Pra­xis wer­den häu­fig Kom­bi­na­tio­nen aus bei­den Vari­an­ten ver­wen­det, um die best­mög­li­che Effi­zi­enz und Fle­xi­bi­li­tät zu errei­chen.

Ver­wand­te Begrif­fe:
Par­al­lel­schal­tung
Strang­ver­ka­be­lung
Bypass Diode
Elek­tro­in­stal­la­ti­on

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