Der Wunsch nach eigener, sauberer Energie begeistert mehr Menschen denn je

Allein im Jahr 2023 wurden in Deutschland laut Bundesnetzagentur über eine Million neue Photovoltaikanlagen in Betrieb genommen – viele davon von engagierten Hausbesitzern, die das Projekt selbst in die Hand nehmen. Doch zwischen dem Auspacken der glänzenden Solarmodule und der ersten selbst erzeugten Kilowattstunde liegt ein entscheidender Schritt, der über den Erfolg des Projekts entscheidet: die String-Planung.

Stellen Sie sich das wie das Zusammenstellen eines Hochleistungsmotors vor: Sie können die besten Einzelteile haben, aber wenn sie nicht perfekt aufeinander abgestimmt sind, wird die Leistung enttäuschen. Bei einer PV-Anlage ist die Verschaltung der Module zum sogenannten „String“ genau dieser kritische Abstimmungsprozess. Eine falsche Berechnung kann hier nicht nur den Ertrag schmälern, sondern im schlimmsten Fall sogar Ihren brandneuen Wechselrichter beschädigen.

Aber keine Sorge: Mit dem richtigen Wissen wird aus dieser technischen Hürde ein spannender Teil Ihres Projekts. In diesem Ratgeber erklären wir Ihnen wie ein guter Freund bei einer Tasse Kaffee, worauf es ankommt – ohne Fachchinesisch, aber mit der nötigen Tiefe, damit Ihre Anlage von Anfang an optimal läuft.

Das Wichtigste zuerst: Was ist ein String und warum ist er so entscheidend?

Ein „String“ (englisch für „Kette“ oder „Strang“) entsteht, wenn Sie mehrere Solarmodule in Reihe schalten. Das bedeutet, Sie verbinden den Pluspol eines Moduls mit dem Minuspol des nächsten, ähnlich wie bei den Batterien in einer Fernbedienung.

Das Prinzip dahinter ist einfach:

• Die Spannung (Volt) jedes Moduls addiert sich. Haben Sie zehn Module mit je 40 Volt, beträgt die Gesamtspannung des Strings 400 Volt.
• Der Strom (Ampere) bleibt gleich. Er wird durch das leistungsschwächste Modul im String bestimmt.

Dieser String wird dann an den Wechselrichter angeschlossen, das Gehirn Ihrer Anlage. Der Wechselrichter arbeitet allerdings nur innerhalb klar definierter Grenzen. Ihre Aufgabe ist es, die Module so zu einem String zu verbinden, dass seine elektrischen Eigenschaften perfekt zu den Vorgaben des Wechselrichters passen. Nur so kann er die maximale Leistung aus Ihren Modulen herausholen.


Die Sprache des Wechselrichters: Das Datenblatt verstehen

Jeder Wechselrichter bringt sein eigenes Regelbuch mit: das technische Datenblatt. Zwei Werte sind für Ihre String-Planung dabei von entscheidender Bedeutung. Sie sind der Schlüssel, um die Grenzen des Geräts nicht nur zu respektieren, sondern optimal für sich zu nutzen.

Der MPP-Spannungsbereich: Das Leistungsfenster Ihres Kraftwerks

MPP steht für „Maximum Power Point“. Dies ist der Spannungsbereich, in dem der Wechselrichter am effizientesten arbeitet und die meiste Energie aus den Modulen ziehen kann. Man könnte es als seinen optimalen Arbeitsbereich oder „Sweet Spot“ bezeichnen.

Ihr Ziel ist es, die Spannung Ihres Strings unter den meisten Betriebsbedingungen – also an sonnigen, aber auch an leicht bewölkten Tagen – innerhalb dieses Fensters zu halten. Liegt die Spannung darunter, kann der Wechselrichter nicht seine volle Leistung entfalten oder startet im schlimmsten Fall gar nicht erst.

Die maximale DC-Eingangsspannung (Udc,max): Die rote Linie, die Sie niemals überschreiten dürfen

Dies ist der wichtigste Sicherheitswert. Er gibt die absolute Obergrenze der Spannung an, die der Wechselrichter an seinem Eingang verträgt. Wird dieser Wert auch nur kurzzeitig überschritten, kann die Elektronik im Inneren des Geräts irreparabel beschädigt werden. Das Ergebnis: ein teurer Defekt und ein Garantieverlust.

Entscheidend für diesen Grenzwert ist die sogenannte Leerlaufspannung (Uoc) der Module. Das ist die maximale Spannung, die ein Modul erzeugen kann, wenn kein Strom fließt, zum Beispiel am frühen Morgen, kurz bevor der Wechselrichter anläuft.


Der unsichtbare Feind: Wie die Temperatur Ihre Planung beeinflusst

Jetzt kommt der Punkt, der von Selbermachern am häufigsten übersehen wird und die meisten Probleme verursacht: der Einfluss der Temperatur. Solarmodule reagieren auf Temperaturänderungen, aber oft anders, als man denkt:

• Bei Kälte steigt die Spannung.
• Bei Hitze sinkt die Spannung.

Das bedeutet: An einem klirrend kalten, aber sonnigen Wintermorgen im Landkreis Roth oder Neumarkt kann die Leerlaufspannung Ihrer Module deutlich höher sein als der im Datenblatt angegebene Standardwert, der bei 25 °C gemessen wird. Und genau diese Spannungsspitze bei Kälte muss unter der maximalen Eingangsspannung Ihres Wechselrichters bleiben!

Langzeitstudien, beispielsweise vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, zeigen, dass extreme Temperaturschwankungen die Module über Jahre hinweg belasten. Eine Anlage, bei der die Temperatur nicht einkalkuliert wurde und die deshalb elektrisch ständig an ihren Grenzen läuft, altert schneller. Eine durchdachte Planung schützt also nicht nur den Wechselrichter, sondern auch die Langlebigkeit Ihrer Module.


Die Praxis: Schritt für Schritt zur perfekten String-Verschaltung

Genug der Theorie! Gehen wir die Planung Schritt für Schritt durch.

Schritt 1: Die Kennzahlen Ihrer Komponenten sammeln

Nehmen Sie sich die Datenblätter Ihrer Solarmodule und des Wechselrichters zur Hand. Sie benötigen folgende Werte:

Vom Modul-Datenblatt:

• Leerlaufspannung (Uoc)
• Spannung bei maximaler Leistung (Umpp)
• Temperaturkoeffizient der Spannung (angegeben in %/°C oder mV/°C)

Vom Wechselrichter-Datenblatt:

• Maximal zulässige DC-Eingangsspannung (Udc,max)
• MPP-Spannungsbereich (z. B. 120 V – 500 V)

Schritt 2: Die minimale und maximale String-Länge berechnen

Jetzt geht es ans Rechnen. Als kälteste Temperatur für unsere Region (z. B. Hilpoltstein, Neumarkt) nehmen wir sicherheitshalber -10 °C an. Für die höchste Temperatur an den Modulen an einem Sommertag können wir mit ca. 70 °C rechnen.

Berechnung der maximalen Modulanzahl (Sicherheitscheck):

1. Spannung bei Kälte berechnen: Zuerst ermitteln Sie die Leerlaufspannung (Uoc) Ihres Moduls bei -10 °C. Die genaue Formel ist etwas komplex, aber eine gute Faustregel ist: Pro 10 Grad unter 25 °C steigt die Spannung um ca. 4 %. Bei -10 °C (35 Grad Differenz) wären das also ca. 14 % mehr Spannung als im Datenblatt angegeben.
2. Maximale Module im String: Maximale DC-Eingangsspannung des Wechselrichters / Uoc des Moduls bei -10 °C
   Das Ergebnis (abgerundet!) ist die absolute Obergrenze an Modulen, die Sie in Reihe schalten dürfen.

Berechnung der minimalen Modulanzahl (Leistungscheck):

1. Spannung bei Hitze berechnen: Berechnen Sie die Spannung bei maximaler Leistung (Umpp) bei 70 °C. Pro 10 Grad über 25 °C sinkt die Spannung um ca. 4 %.
2. Minimale Module im String: Untere Grenze des MPP-Spannungsbereichs / Umpp des Moduls bei 70 °C
   Das Ergebnis (aufgerundet!) ist die Mindestanzahl an Modulen, die Sie benötigen, damit der Wechselrichter auch an heißen Tagen zuverlässig startet und im optimalen Bereich arbeitet.

Schritt 3: Den „Sweet Spot“ finden

Sie haben jetzt ein Fenster: eine minimale und eine maximale Anzahl an Modulen. Jede Anzahl dazwischen ist technisch möglich. Für die beste Effizienz wird oft empfohlen, eine String-Länge zu wählen, bei der die Spannung eher im oberen Drittel des MPP-Bereichs liegt.

Häufige Fehler bei der String-Planung und wie Sie sie vermeiden

1. Die Temperatur ignorieren: Der häufigste Fehler. Planen Sie immer mit den Temperaturextremen Ihrer Region, nicht mit den Standardwerten aus dem Datenblatt.
2. Module mischen: In einem String müssen alle Module identisch sein (gleicher Hersteller, gleiches Modell). Auch Ausrichtung und Neigung müssen gleich sein, denn das schwächste Modul bremst alle anderen aus.
3. Verschattung unterschätzen: Schon der Schatten eines Kamins auf einem einzigen Modul kann die Leistung des gesamten Strings drastisch reduzieren. Wenn Sie teilverschattete Flächen haben, ist ein Wechselrichter mit mehreren MPP-Trackern sinnvoll. So können Sie die verschatteten und unverschatteten Bereiche in separate Strings aufteilen.

FAQ – Ihre Fragen zur String-Planung beantwortet

Was passiert, wenn die String-Spannung zu niedrig ist?
Der Wechselrichter wird an heißen Tagen möglicherweise nicht starten oder außerhalb seines optimalen Wirkungsgrades arbeiten. Sie verlieren dadurch wertvollen Ertrag.

Und wenn die String-Spannung zu hoch ist?
Das ist der gefährlichste Fall. Überschreitet die Leerlaufspannung an einem kalten Tag die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters, kann dieser zerstört werden. Die Garantie des Herstellers erlischt in diesem Fall.

Kann ich unterschiedlich lange Strings an einen MPP-Tracker anschließen?
Nein. Alle Strings, die an denselben MPP-Tracker angeschlossen sind, müssen die gleiche Anzahl an identischen Modulen haben.

Muss ich das alles auch für ein Balkonkraftwerk wissen?
Hier können wir Sie beruhigen: Bei einem Balkonkraftwerk ist das zum Glück viel einfacher. Die Sets, wie wir sie bei JuraSol anbieten, sind bereits vom Hersteller perfekt aufeinander abgestimmt. Sie müssen sich darum keine Sorgen machen. Diese detaillierte Anleitung ist vor allem für größere, individuell geplante Dachanlagen relevant. Auch der Anmeldeprozess für ein Balkonkraftwerk wurde inzwischen stark vereinfacht.

Fazit: Planung ist der Schlüssel zum Erfolg

Die sorgfältige String-Planung ist das technische Herzstück Ihrer PV-Anlage. Sie stellt sicher, dass Ihre Investition über Jahrzehnte hinweg die maximale Leistung bringt und Ihre Komponenten sicher laufen. Nehmen Sie sich die Zeit, die Datenblätter zu studieren und die Berechnungen für die Bedingungen hier in unserer Region durchzuführen.

Eine gut geplante Anlage liefert zuverlässig sauberen Strom und macht Sie ein Stück unabhängiger. Ob Sie nun ein kleines Projekt oder eines unserer kompletten PV-Komplettsets ins Auge fassen – das richtige technische Verständnis ist die Basis für Ihren Erfolg.

Wenn Sie bei der Planung unsicher sind oder eine zweite Meinung für Ihr Projekt im Raum Hilpoltstein, Neumarkt oder Roth wünschen, stehen wir Ihnen mit unserer persönlichen Beratung gerne zur Seite. Wir bei JuraSol glauben an praxiserprobte Lösungen, direkt aus der Region für die Region.