Wie viele Module pro String — Frost, MPPT und Eingangsstrom
Warum ein String, der im Sommer funktioniert, im Januar den Wechselrichter beschädigen kann. Vier Prüfungen, die jeder MPPT-Eingang bestehen muss.
Ein String wird an einem warmen Tag nach dem Datenblatt ausgelegt, geprüft wird er aber vom Frost. Die Leerlaufspannung eines Moduls steigt, wenn es kälter wird. Ein String, der im Juli in den Grenzen liegt, kann bei starkem Frost die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters überschreiten. Das ist dann kein Ertragsverlust mehr, sondern ein Risiko für die Geräte. Deshalb muss die Prüfung für den kältesten Morgen erfolgen, nicht nach dem Datenblatt.
Was Sie vor der Berechnung wissen müssen
- Modul: Voc und Isc bei Standardtestbedingungen (STC), die Betriebsspannung Vmp und der Temperaturkoeffizient der Spannung α (aus dem Datenblatt, %/°C).
- Wechselrichter: die maximale Eingangsspannung, der MPPT-Bereich und der maximale Eingangsstrom — für jeden MPPT einzeln.
- Standort: das absolute Minimum der Lufttemperatur. Wirklich das absolute Minimum, nicht der Wintermittelwert.
Prüfung 1. Spannung bei Frost
Die Leerlaufspannung bei Frost wird nach ДСТУ HD 60364-7-712 (Anhang B) berechnet:
U_oc max = U_oc · (1 + α · (T_min − 25) / 100)
Dabei ist T_min das absolute Temperaturminimum des Standorts und α der Koeffizient des Moduls. α ist negativ und T_min liegt unter 25 °C, also ist das Produkt positiv und die Spannung steigt.
Sind T_min oder α unbekannt, gibt die Norm eine einfachere Regel vor: 1,2 · U_oc. Sie ist konservativ. In einem Projekt mit Standort nimmt Solispec T_min aus der Klimaregion des Grundstücks (ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010, Tabelle 1); die Regel 1,2 · U_oc gilt, wenn keine Standorttemperatur vorliegt (zum Beispiel im Rechner ohne sie) oder das Moduldatenblatt kein α angibt.
Die Anzahl der Module im String mal U_oc max muss unter der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters bleiben. Das ist eine harte Grenze.
Prüfung 2. Die untere MPPT-Grenze bei Hitze
Im Sommer erwärmen sich die Zellen, und die Betriebsspannung sinkt. Ist der String zu kurz, fällt seine Spannung bei Hitze unter die untere MPPT-Grenze. Dann kann der Wechselrichter den String nicht im Punkt maximaler Leistung halten, und der Ertrag sinkt gerade in den sonnigsten Stunden. Diese Prüfung begrenzt die Modulanzahl nach unten.
Prüfung 3. Die obere MPPT-Grenze im Winter
Auch die Betriebsspannung Vmp steigt bei Frost. Überschreitet sie die obere MPPT-Grenze, nimmt der Wechselrichter keinen Schaden, verliert aber einen Teil der Energie. Das ist eine Warnung, kein Verbot. Trotzdem ist es besser, vorher davon zu wissen.
Prüfung 4. Eingangsstrom
Parallele Strings an einem Eingang addieren ihre Ströme. Der maximale Bemessungsstrom wird mit Reserve angesetzt: I_SC MAX = 1,25 · I_SC. Liegt er über dem Maximum des Eingangs, prüfen Sie, wie der Wechselrichterhersteller diesen Wert im Datenblatt angibt. Manche Hersteller nennen den Betriebsstrom und den Kurzschlussstrom getrennt.
Überschreitet der Betriebsstrom die Eingangsgrenze, begrenzt der Wechselrichter die Leistung (Clipping).
Danach — der Schutz
Die Stringlänge entscheidet nicht nur über die Kompatibilität mit dem Wechselrichter. Von U_oc max hängt die Auswahl der DC-Komponenten ab:
- der DC-Überspannungsschutz — seine Spannung U_cpv muss mindestens U_oc max betragen;
- Stringsicherungen — nötig, wenn drei oder mehr Strings parallel an einem Eingang liegen, an beiden Polen;
- der DC-Lasttrennschalter — für dieselbe Spannung bemessen.
Die Errichtungsanforderungen stehen in ПУЕ:2026 und ДБН В.2.5-23:2025, die Besonderheiten von Photovoltaikanlagen in ДСТУ HD 60364-7-712.
Wann diese Berechnung nicht passt
Sind Optimierer im System, wird die Stringlänge im Konfigurator des Herstellers berechnet. Optimierer verändern die Stringspannung, und die einfache Formel gilt nicht mehr.
So geht es schnell
Wählen Sie Modul, Wechselrichter und die Mindesttemperatur des Standorts im kostenlosen String-Rechner. Er zeigt den zulässigen Bereich der Module pro String und prüft Ihre Variante nach allen vier Punkten. In einem Solispec-Projekt gelten dieselben Regeln für die automatische Stringaufteilung.
Die Berechnung ist vorläufig. Vor der Montage muss sie ein qualifizierter Ingenieur prüfen.