Energie-Glossar · S
String
Ein String ist die Reihenschaltung mehrerer PV-Module, die ihren Strom gemeinsam in einen Wechselrichtereingang einspeisen. Dabei addieren sich die Spannungen der Module, während der Strom gleich bleibt.
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Reihe richtig auslegen
Die wichtigsten Informationen zu String
- Reihenschaltung: Spannungen der Module addieren sich, der Strom bleibt gleich
- Modulzahl nach Spannung, Strom, Temperatur und zulässigen Wechselrichtergrenzen bestimmen
- Verschattung verändert die Kennlinie; Bypass-Dioden können Teilbereiche überbrücken
- Bei Verschattung oder Mischausrichtung helfen DC-Optimierer, Mikrowechselrichter oder mehrere MPP-Tracker
- Stringvergleich im Monitoring deckt Defekte und Verschmutzung früh auf
Wie funktioniert die Verschaltung von Modulen zu Strings?
In einem String werden PV-Module elektrisch in Reihe geschaltet: Der Pluspol des einen Moduls verbindet sich mit dem Minuspol des nächsten. Dabei addieren sich die Spannungen der Module, während der Strom durch alle Module identisch bleibt. Das Ergebnis ist eine Gleichspannung von mehreren hundert Volt, mit der der Wechselrichter effizient arbeiten kann – hohe Spannung bei moderatem Strom hält zudem die Leitungsverluste klein.
Die Stringlänge hängt von Modulspannung, Strom und zulässigen Eingangsgrenzen des Wechselrichters ab. Bei der Auslegung sind die Temperaturgrenzen zu beachten: Im Winter steigt die Leerlaufspannung der Module, im Sommer sinkt die Betriebsspannung – der String muss in beiden Extremfällen im zulässigen Spannungsfenster des Wechselrichters bleiben. Zu viele Module riskieren im Frostfall eine Überspannung am Wechselrichtereingang, zu wenige verschenken im Sommer Wirkungsgrad.
Warum ist das schwächste Modul so entscheidend?
In einer einfachen Reihenschaltung fließt durch die Module derselbe Strom. Verschattung kann die gemeinsame Kennlinie begrenzen. Bypass-Dioden können jedoch betroffene Teilbereiche überbrücken, wodurch Spannung verloren geht, ohne den gesamten String auf den kleinsten Modulstrom zu zwingen. Der tatsächlich erreichbare Arbeitspunkt hängt von Verschattung, Verschaltung und MPP-Regelung ab; die pauschale Aussage vom stets bestimmenden schwächsten Modul ist unvollständig.
Unterschiedliche Ausrichtungen und Verschattung sind bei der Planung zu berücksichtigen. Getrennte MPP-Tracker können unterschiedlich beleuchtete Flächen unabhängig führen. DC-Optimierer oder Mikrowechselrichter sind mögliche Alternativen, aber keine automatische Ertragsverbesserung. Für spezielle optimierte Systeme können andere Verschaltungen zulässig sein; Herstellerregeln und Ertragssimulation sind maßgeblich.
Worauf kommt es bei Auslegung, Abnahme und Monitoring an?
Die Stringauslegung ist entscheidend für den Jahresertrag einer PV-Anlage: Fehlerhafte Konfigurationen – etwa gemischte Ausrichtungen in einem String oder ignorierte Verschattung durch Kamine, Bäume oder Nachbargebäude – können spürbare Ertragseinbußen über die gesamte Anlagenlebensdauer verursachen. Eine sorgfältige Planung mit Verschattungsanalyse gehört deshalb in jedes Angebot.
Bei Abnahme und laufendem Monitoring lohnt der Vergleich der Stringerträge untereinander: Auffällige Abweichungen zwischen baugleichen, gleich ausgerichteten Strings weisen früh auf Defekte, Verschmutzung oder Verschattungsprobleme hin. Konkrete Prüfpunkte:
- Stringplan vom Installateur aushändigen lassen – welche Module liegen auf welchem String und Tracker?
- Bei der Abnahme die Stringspannungen und -ströme protokollieren lassen
- Im Monitoring die Stringerträge regelmäßig vergleichen; Abweichungen baugleicher Strings sind ein Warnsignal
- Nach Modultausch oder Reparaturen prüfen, ob die ursprüngliche Stringkonfiguration erhalten blieb
Für Hausverwaltungen mit PV-Anlagen auf Mehrfamilienhäusern und für Unternehmen mit PV-Anlagen auf Gewerbeimmobilien ist der Stringvergleich das einfachste Frühwarnsystem: Er setzt ausreichend getrennte Messwerte der Strings voraus; nicht jeder Wechselrichter stellt diese ohne zusätzliche Messtechnik bereit – und entdeckt schleichende Ertragsverluste, die in der Jahressumme sonst untergehen.
Quellen & Verweise
- SMA Solar Technology — Schattenmanagement. files.sma.de · Abruf
- SMA Solar Technology — String-Ausfallerkennung. manuals.sma.de · Abruf
Häufige Fragen zu String
Wie viele Module gehören in einen String?
Eine allgemeingültige Modulzahl gibt es nicht. Die genaue Zahl bestimmen Modulspannung und der zulässige Eingangsspannungsbereich des Wechselrichters – unter Berücksichtigung der Temperaturextreme: Im Winter darf die erhöhte Leerlaufspannung das Maximum nicht überschreiten, im Sommer muss die abgesenkte Betriebsspannung noch im MPPT-Fenster liegen.
Kann ich Module mit unterschiedlicher Ausrichtung in einen String schalten?
Bei klassischen Strings sollten Einstrahlungsverhältnisse möglichst zusammenpassen; getrennte MPP-Tracker sind häufig sinnvoll. Ob gemischte Ausrichtungen funktionieren, hängt auch von Optimierern, Wechselrichter und Herstellerregeln ab. Ein ausnahmsloses Verbot ist fachlich nicht richtig.
Was tun bei Verschattung einzelner Module?
Zuerst Verschattung und elektrische Auslegung analysieren. Bypass-Dioden, globales MPP-Tracking, getrennte Tracker oder gegebenenfalls Moduloptimierer können Verluste begrenzen. Optimierer ersetzen fehlende Einstrahlung nicht und sind nicht bei jeder Schattenlage wirtschaftlich.
Wie erkenne ich einen defekten String im Betrieb?
Vergleichen Sie im Monitoring die Erträge baugleicher, gleich ausgerichteter Strings: Liefert einer dauerhaft deutlich weniger, deutet das auf ein defektes Modul, einen Steckerfehler oder Verschmutzung hin. Fällt ein String komplett aus, ist oft eine Sicherung, ein Stecker oder die Verkabelung betroffen – ein Fall für den Fachbetrieb.