PV-Module in Reihe und Parallel umschalten

Es gibt Situationen in denen es von Vorteil oder erforderlich ist, dass man die PV-Module entweder in Reihe oder Parallel schalten kann. Zum Beispiel folgender Anwendungsfall, bei einer alten Installation sind 4 Stück 36 Zellen Module übrig geblieben. Die Module sollen einerseits zum Einspeisen und andererseits zur Unterstützung einer Inselanlage genutzt werden.

Der Netzwechselrichter für die Einspeisung benötigt ca. 36 Volt. Die an den MPPT Ladereglern angeschlossenen 72 Zellen PV-Module sind jeweils zu einem String aus 2 Modulen in Reihe zu 72 Volt verschalten. Um die Inselanlage zu unterstützen ist es also nötig die 4 Stück 36 Zellen Module in Reihe zu schalten. Im Beispiel wird das mittels einem Nocken- bzw. Drehschalter von Heschen realisiert.

Heschen SZW26-20/D202.2D Universal-Drehschalter mit Hauptschalter-Außenbox LW28-20/4, 660 V,...
Heschen SZW26-20/D202.2D Universal-Drehschalter mit Hauptschalter-Außenbox LW28-20/4, 660 V,...
Modell: SZW26-20/D202.2.; Betriebsspannung: 660 V. Stromstärke: 20 A.; Positionen: 3 Positionen (1-0-2).
13,99 EUR

Letzte Aktualisierung am 5.02.2023 / Bilder von Amazon

Die Verschaltung gestaltet sich relativ einfach. Es sind jeweils zwei 36 Zellen Module in Reihe geschalten und nach folgendem Schaltplan an den Drehschalter angeschlossen worden.

Schaltplan zur Reihen- und parallelschaltung von PV-Modulen mittels Drehschalter
Schaltplan zur Reihen- und parallelschaltung von PV-Modulen mittels Drehschalter (8 Klemmen)

Demzufolge beträgt die Generatorspannung in der Schalterstellung „1“ 36 Volt und in der Schalterstellung „2“ 72 Volt. Neben dem Umschalter für die PV-Generatorspannung wurde noch ein zweiter Drehschalter installiert, welcher es ermöglicht zwischen der Wechselrichtereinspeisung und dem MPPT-Laderegler der Inselanlage umschalten zu können.

PV-Generator-Umschaltung zwischen Einspeisung (36 Volt) und Inselanlage (72 Volt)

Wenn beide Drehschalter auf der Position 1 stehen wird der *Mikrowechselrichter (Einspeisung) mit 36 Volt versorgt. Stehen beide Drehschalter auf der Position 2, dann fließt el. Strom zum MPPT-Laderegler der Inselanlage mit einer Spannung von 72 Volt. Bei einem Nachbau unbedingt auf die maximal zulässige Stromstärke und Spannungsfestigkeit der verwendeten Schalter achten.

Schematische Darstellung der Klemmenverbindung in den 2 Schaltpositionen
Schematische Darstellung der Klemmenverbindung in den 2 Schaltpositionen

Die Umschaltung zwischen der Einspeisung und der Inselanlage wurde im zweiten Drehschalter folgendermaßen realisiert: Die Klemmen 1 und 3, sowie die Klemmen 5 und 7 wurden jeweils mit einer Drahtbrücke verbunden. An den Klemmen 1 und 5 wurden die beiden Kabel vom ersten Drehschalter angeschlossen. Somit kann dann in der Schalterposition 1 die Spannung auf den Klemmen 2 und 6 abgegriffen werden. Auf der Schalterposition 2 liegt die Spannung auf den Klemmen 4 und 8 an. Die Polarität kann man sich natürlich auswählen. Im Beispiel liegt der positive Leiter auf der Klemme 1 und der negative Leiter auf der Klemme 5.

Da der Platz in dem Gehäuse des Drehschalters sehr knapp ist, empfiehlt es sich flexible 4 mm² PV-Leitung zu verwenden. Und für die Brücken reicht ein flexibles Kupferkabel mit einem Querschnitt von 2,5 mm² aus.

Diese Art der PV-Generator-Spannungsumschaltung ist unter anderem für Besitzer eines Wohnmobils oder Wohnwagens mit PV interessant. Denn bei einer teilweise Verschattung der Module kann die Reihen- oder Parallelschaltung schon einen gewaltigen Unterschied beim Ertrag machen. Will man als Camper einige Zeit in der Natur verweilen, kann jedes Watt gebraucht werden. Und weiterhin kann der mobile PV-Generator, auf dem Dach des Wohnmobils, für die Einspeisung zu Hause genutzt werden.

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