Wer sich für ein Balkonkraftwerk interessiert und sich vor dem Kauf und der Installation informiert, stößt schnell auf eine zentrale Frage: Sollen die PV-Module in Reihe oder parallel verschaltet werden? Die Antwort darauf ist nicht pauschal zu geben, denn sie hängt von deinem Wechselrichter, den örtlichen Gegebenheiten und deinem individuellen Setup ab.
Das Inhaltsverzeichnis
In diesem Ratgeber erfährst du, wie beide Verschaltungsarten funktionieren, welche Vor- und Nachteile sie haben und wann du welche Variante wählen solltest.
Was passiert bei Reihen- und Parallelschaltung?
Bevor wir in die Details einsteigen, klären wir kurz die physikalischen Unterschiede. „Bei der Reihenschaltung werden die Module hintereinander verbunden – also der Pluspol des einen Moduls mit dem Minuspol des nächsten. Dadurch addieren sich die Spannungen der einzelnen Module, während der Strom konstant bleibt. Hast du beispielsweise zwei Module mit jeweils 40 Volt und 10 Ampere, erhältst du in Reihe 80 Volt bei weiterhin 10 Ampere.
Bei der Parallelschaltung verbindest du alle Pluspole miteinander und ebenso alle Minuspole. Hier addieren sich die Ströme, während die Spannung gleichbleibt. Die gleichen zwei Module liefern parallel also 40 Volt bei 20 Ampere“, so Markus Struck, Geschäftsführer von Kleines Kraftwerk.
Diese Unterschiede wirken zunächst theoretisch, entscheiden in der Praxis aber darüber, wie effizient deine Anlage arbeitet – und wie empfindlich sie auf Verschattung reagiert.
Die Reihenschaltung: Hohe Spannung, einfache Verkabelung
Die Reihenschaltung ist die am häufigsten eingesetzte Variante bei Balkonkraftwerken, und das aus gutem Grund. Die meisten handelsüblichen Mikrowechselrichter sind für den Betrieb mit in Reihe geschalteten Modulen optimiert. Der größte Vorteil liegt in der Effizienz bei der Energieübertragung.
Höhere Spannung bei niedrigerem Strom bedeutet geringere Leitungsverluste. Das ist besonders relevant, wenn zwischen deinen Modulen und dem Wechselrichter eine gewisse Kabelstrecke liegt. Dünnere Kabel reichen aus, und die Verluste durch den Widerstand in den Leitungen fallen geringer aus.
Außerdem ist die Verkabelung unkompliziert. Du brauchst keine speziellen Verteiler oder Y-Stecker, sondern verbindest einfach Modul für Modul. Das reduziert potenzielle Fehlerquellen und macht die Installation übersichtlicher.
Ein weiterer Pluspunkt: Die meisten Wechselrichter arbeiten mit einem weiten MPP-Tracking-Bereich auf der Spannungsseite. Das bedeutet, dass der Wechselrichter die optimale Betriebsspannung über einen großen Bereich hinweg finden kann – ideal für in Reihe geschaltete Module.
Der Haken: Teilverschattung
Hier liegt allerdings auch die größte Schwäche der Reihenschaltung. Wird ein Modul verschattet, bremst es die gesamte Kette aus. Der Strom kann nur so stark fließen, wie das schwächste Glied es zulässt. Ein Schatten auf einem einzigen Modul – sei es durch einen Schornstein, einen Baum oder auch nur durch Vogelkot – kann die Leistung der gesamten Anlage deutlich reduzieren. Erfahre hier mehr zum Thema Verschattung.
Moderne Module haben zwar Bypass-Dioden eingebaut, die verschattete Zellbereiche überbrücken können. Das mindert das Problem, löst es aber nicht vollständig. Wenn du weißt, dass deine Module unterschiedlich stark von Schatten betroffen sein werden, solltest du die Parallelschaltung in Betracht ziehen.
Die Parallelschaltung: Unabhängigkeit bei Verschattung
Bei der Parallelschaltung arbeitet jedes Modul quasi für sich. Wird eines verschattet, produzieren die anderen weiterhin ungestört ihren Strom.
Der offensichtlichste Vorteil der Parallelschaltung ist die Robustheit gegenüber Teilverschattung. Jedes Modul trägt seinen Teil zur Gesamtleistung bei, unabhängig davon, was mit den Nachbarmodulen passiert. Das macht diese Verschaltungsart besonders interessant, wenn deine Module an unterschiedlichen Standorten montiert sind – etwa eines auf dem Balkon und eines an der Fassade – oder wenn wandernde Schatten zum Alltag gehören.
Auch bei unterschiedlichen Modulausrichtungen kann die Parallelschaltung sinnvoll sein.
Hast du ein Modul Richtung Osten und eines Richtung Westen ausgerichtet, profitierst du davon, dass beide unabhängig voneinander arbeiten.
Die Parallelschaltung bringt allerdings einige Herausforderungen mit sich. Der höhere Strom bei niedrigerer Spannung führt zu größeren Leitungsverlusten. Du brauchst tendenziell dickere Kabel, um die gleiche Effizienz zu erreichen.
Wichtiger noch: Nicht jeder Wechselrichter ist für die Parallelschaltung geeignet. Viele Mikrowechselrichter haben einen begrenzten Eingangsstrombereich. Wenn du zwei Module parallel schaltest und deren Ströme sich addieren, kann das den zulässigen Eingangsstrom des Wechselrichters überschreiten. Das Ergebnis wäre eine Abregelung – du verschenkst also Leistung.
Außerdem benötigst du Y-Stecker oder Parallelverteiler, was die Verkabelung etwas aufwendiger macht und zusätzliche Steckverbindungen als potenzielle Schwachstellen einführt.
Was sagt dein Wechselrichter?
Die wichtigste Entscheidungsgrundlage ist das Datenblatt deines Wechselrichters (hier hast du Einblick in das Hoymiles-Datenblatt des HMS-1600-4T-Mikrowechselrichters). Dort findest du Angaben zur maximalen Eingangsspannung, zum MPP-Spannungsbereich und zum maximalen Eingangsstrom. Für die Reihenschaltung addierst du die Leerlaufspannungen (Voc) deiner Module und prüfst, ob das Ergebnis unter der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters liegt. Beachte dabei, dass die Spannung bei niedrigen Temperaturen ansteigt – ein Sicherheitspuffer von 10 bis 15 Prozent ist ratsam.
"Für die Parallelschaltung addierst du die Kurzschlussströme (Isc) deiner Module und vergleichst mit dem maximalen Eingangsstrom. Auch hier solltest du einen Puffer einplanen", so Christian Ofenheusle, Experte bei Kleines Kraftwerk.
"Viele moderne Wechselrichter – gerade solche mit zwei unabhängigen MPP-Trackern – bieten dir das Beste aus beiden Welten. Du kannst jeweils ein Modul pro Tracker anschließen, sodass beide Module völlig unabhängig voneinander im optimalen Arbeitspunkt betrieben werden. Das ist besonders praktisch bei unterschiedlichen Ausrichtungen oder Verschattungssituationen", so der Experte weiter.
Module optimal verschalten: Unsere Praxisempfehlungen für typische Szenarien
Schauen wir uns einige häufige Situationen an:
- Zwei Module am Balkongeländer, keine Verschattung: Hier ist die Reihenschaltung meist die beste Wahl. Einfach, effizient und mit den meisten Wechselrichtern kompatibel.
- Module an verschiedenen Standorten oder mit unterschiedlicher Ausrichtung: Ein Wechselrichter mit zwei MPP-Trackern ist ideal. So arbeitet jedes Modul unabhängig im optimalen Bereich.
- Regelmäßige Teilverschattung durch Bäume oder Gebäude: Prüfe, ob dein Wechselrichter die Parallelschaltung unterstützt, oder investiere in einen Wechselrichter mit dualen Trackern.
- Erweiterung einer bestehenden Anlage: Achte darauf, dass die elektrischen Kennwerte der neuen Module zu den vorhandenen passen. Module mit deutlich unterschiedlichen Spannungen oder Strömen in Reihe zu schalten ist keine gute Idee.
Module optimal verschalten: Das Fazit
Die Frage nach Reihen- oder Parallelschaltung lässt sich nicht mit einer universellen Antwort klären. Entscheidend sind dein Wechselrichter, die Montagesituation und die Verschattungsverhältnisse vor Ort. In den meisten Standardfällen – gleiche Module, gleiche Ausrichtung, keine nennenswerte Verschattung – fährst du mit der Reihenschaltung am besten. Sobald unterschiedliche Bedingungen ins Spiel kommen, lohnt sich der Blick auf Parallelschaltung oder Wechselrichter mit mehreren MPP-Trackern.
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Das war unser Beitrag Module optimal verschalten. Solltest du weitere Fragen haben, bist du in unserem Online-Magazin an der richtigen Stelle. Hier beantworten wir weitere Fragen, die du vor oder auch nach dem Kauf eines Balkonkraftwerks haben könntest.
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