Solarpanel-Ausgänge und Parameter

Bei der Untersuchung der Ausgänge eines Solarpanels ist es wichtig, die Komponenten und Spezifikationen zu verstehen, die seine Leistung und Effizienz beeinflussen. Dieser Leitfaden bietet einen detaillierten Blick auf die Anschlussbox, die wichtigsten elektrischen Eigenschaften, die Betriebsparameter und die mechanischen Eigenschaften von Solarpanels.

Anschlussbox und Bypass-Dioden

Nahaufnahme einer Solarpanel-Anschlussbox, die ihre Komponenten zeigt, einschließlich der Anschlüsse für elektrische Verbindungen, Dioden und eines Schutzgehäuses, das verwendet wird, um das Solarpanel mit dem elektrischen System zu verbinden und vor elektrischen Fehlern zu schützen

Auf der Rückseite eines Solarpanels befindet sich in der Regel eine Anschlussbox, die eine oder mehrere Bypass-Dioden enthalten kann. Diese Dioden schützen Gruppen von Solarzellen vor Beschattung und reduzieren den Leistungsverlust. Idealerweise würde jede Zelle ihre eigene Bypass-Diode haben, aber aufgrund von Kostengesichtspunkten werden Dioden nur in Gruppen von Zellen installiert.

Wichtiger Hinweis:
Bypass-Dioden verhindern nicht, dass Energie von der Batterie zurück zum Solarpanel fließt, wenn kein Sonnenlicht vorhanden ist. Um diesen Rückstrom zu blockieren, wird eine Sperrdiode verwendet, die häufig im Solarladeregler integriert ist.

Zwei Kabel mit MC4-Steckverbindern, die aus der Solarpanel-Anschlussbox herauskommen und zum Anschluss des Solarpanels an das restliche Solarpanelsystem verwendet werden

Aus der Anschlussbox kommen zwei Kabel mit MC4-Steckverbindern (oder manchmal auch anderen Typen). Hochleistungs-Solarpanels (200W und mehr) haben immer Bypass-Dioden und Kabel, während Panels mit niedrigerer Leistung (unter 200W) manchmal nur eine Anschlussbox ohne Kabel und gelegentlich keine Bypass-Dioden haben.

Wichtige Solarpanel-Parameter

Die wichtigsten Parameter eines Solarpanels finden sich auf dessen Rückseite auf dem Etikett und im Datenblatt des Herstellers. Diese Spezifikationen werden in der Regel unter Standard-Testbedingungen (STC) gemessen, die eine Bestrahlung von 1000 W/m² bei einer Zelltemperatur von 25 °C annehmen.

Nahaufnahme der Rückseite eines Solarpanels, die Parameter einschließlich des Herstelleretiketts mit Spezifikationen, Modellnummer, Spannungs-, Strombewertungen und weiteren Informationen zur Leistung und Zertifizierung des Panels zeigt

Elektrische Eigenschaften:

  • Maximale Leistung (Pmax): Dies gibt die höchste Leistung an, die das Panel unter STC erreichen kann, typischerweise 435 W.
  • Leerlaufspannung (Voc): Die maximale Spannung, die ein Solarpanel bei nicht angeschlossenem Lastkreis erreichen kann, üblicherweise 48,7 V.
  • Kurzschlussstrom (Isc): Der Strom, der durch das Solarpanel fließt, wenn der Ausgang kurzgeschlossen ist, typischerweise 11,39 A.
  • Spannung bei maximaler Leistung (Vmp): Die Spannung, wenn das Panel seine maximale Leistung liefert, typischerweise 40,9 V.
  • Strom bei maximaler Leistung (Imp): Der Strom, wenn das Panel seine maximale Leistung liefert, üblicherweise 10,64 A.
  • Modulwirkungsgrad: Der Wirkungsgrad des Panels bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom, meist etwa 20%.

Betriebsparameter:

  • Betriebstemperaturbereich: Der Temperaturbereich, in dem das Panel effektiv arbeiten kann, typischerweise -40 °C bis +85 °C.
  • Leistungsoutput-Toleranz: Der Bereich, in dem die tatsächliche Leistung vom angegebenen Pmax abweichen kann, oft von 0 bis +5%.
  • Maximale Systemspannung: Die höchste Spannung, die sicher auf das Panel angewendet werden kann, üblicherweise 1500 V.
  • Maximale Sicherungsbewertung in Serie: Die maximale Stromstärke der Sicherung, die in Serie mit dem Panel verwendet werden sollte, häufig 20 A.

Temperaturkoeffizienten (STC):

  • Temperaturkoeffizient des Isc: Gibt an, wie sich der Kurzschlussstrom mit der Temperatur ändert.
  • Temperaturkoeffizient des Voc: In der Regel -0,27 %/°C, was angibt, wie sich die Leerlaufspannung mit der Temperatur ändert.
  • Temperaturkoeffizient der Pmax: Normalerweise -0,35 %/°C, was zeigt, wie sich die maximale Leistungsabgabe mit Temperaturänderungen verändert.

Mechanische Belastung und Haltbarkeit

Bei der Auswahl von Solarpanels ist es entscheidend, ihre mechanischen Eigenschaften und Belastungswerte zu verstehen, um eine optimale Leistung und Haltbarkeit zu gewährleisten.

Mechanische Eigenschaften:

  • Zellorientierung: 144 Zellen in einem 6x24-Raster angeordnet.
  • Anschlussbox: IP68-zertifiziert, bietet robusten Schutz mit drei Bypass-Dioden, um eine zuverlässige Leistung sicherzustellen.
  • Ausgangskabel: 4 mm² Kabel mit Längen von 400 mm (+) und 200 mm (-) für eine einfache Verbindung.
  • Glas: 3,2 mm dickes gehärtetes Glas mit einer speziellen Beschichtung zur Verbesserung der Haltbarkeit und Lichtdurchlässigkeit.
  • Rahmen: Aus anodisiertem Aluminiumlegierung, das für Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit sorgt.
  • Gewicht: Das Panel wiegt etwa 23,3 kg.
  • Abmessungen: Das Panel misst 2094 x 1038 x 35 mm.

Mechanische Belastungswerte:

  • Maximale statische Belastung auf der Vorderseite: Das Panel kann auf der Vorderseite einem statischen Druck von bis zu 5400 Pa standhalten.
  • Maximale statische Belastung auf der Rückseite: Es kann auf der Rückseite bis zu 2400 Pa aushalten.
  • Hagelschlag-Test: Das Panel wird getestet, um dem Aufprall von Hagelkörnern mit einem Durchmesser von 25 mm bei einer Geschwindigkeit von 23 m/s standzuhalten, was seine Widerstandsfähigkeit gegen extreme Wetterbedingungen sicherstellt.

Konsultieren Sie immer das Datenblatt des Herstellers für genaue und detaillierte Informationen.

Solarpanels verbinden: Parallel- und Reihenschaltung

Das Verständnis darüber, wie Solarpanels verbunden werden, ist entscheidend, um die Leistung Ihres Solarsystems zu optimieren. Dieser Leitfaden behandelt parallele und serielle Verbindungen, die notwendigen Steckverbinder und die Auswirkungen auf Spannung, Strom und die gesamte Leistung.

Parallelschaltung von Solarpanels

Diagramm, das Solarpanels in Parallelschaltung zeigt, und veranschaulicht, wie die positiven Anschlüsse der einzelnen Panels miteinander verbunden sind, und die negativen Anschlüsse ebenfalls miteinander verbunden sind, was zu einer erhöhten Stromstärke führt, während die Spannung auf dem Niveau eines einzelnen Panels bleibt

Bei einer Parallelschaltung werden die positiven Anschlüsse aller Solarpanels miteinander verbunden, und die negativen Anschlüsse ebenso. Diese Konfiguration hält die Spannung auf dem Niveau eines einzelnen Panels, während der Strom die Summe der Ströme aller angeschlossenen Panels ist. Die Gesamtleistung ist die Summe der einzelnen Panel-Leistungen.

Beispielsweise, betrachten wir ein 435W Solarpanel mit den folgenden Parametern:

  • Maximale Leistung: 435W
  • Spannung bei maximaler Leistung: 40,9V
  • Strom bei maximaler Leistung: 10,64A

Wenn drei dieser Panels parallel geschaltet werden:

  • Gesamtleistung: 435W + 435W + 435W = 1305W
  • Spannung bei maximaler Leistung: 40,9V
  • Strom bei maximaler Leistung: 10,64A + 10,64A + 10,64A = 31,92A

Wichtiger Hinweis:
Wenn Solarpanels parallel geschaltet werden, wird empfohlen, identische Modelle zu verwenden oder sicherzustellen, dass Spannung und Stromparameter sich um nicht mehr als 5 % unterscheiden.

Benötigte Anschlüsse:

  • Für zwei Panels: Zwei MC4 T-Branch-Steckverbinder und ein Paar MC4-Steckverbinder.
  • Für drei oder mehr Panels: Drei oder mehr Paare von MC4 T-Branch-Steckverbindern und ein Paar MC4-Steckverbinder.

Wenn mehr als zwei Panels parallel geschaltet werden, benötigen Sie möglicherweise Verlängerungskabel, um den gemeinsamen Verbindungspunkt zu erreichen. Der kombinierte Strom kann erheblich werden, daher sind für Verbindungen von drei oder mehr Panels Sicherungen erforderlich. Die meisten Steckverbinder sind für 30A ausgelegt. Wenn der Gesamtstrom 30A überschreitet, wechseln Sie zu elektrischen Sammelschienen aus Edelstahl oder Messing anstelle von Steckverbindern.

Serienschaltung von Solarpanels

Diagramm, das die Serienschaltung von Solarpanels zeigt, wobei der positive Anschluss eines Panels mit dem negativen Anschluss des nächsten Panels verbunden ist, wodurch die Gesamtspannung erhöht wird, während der Strom gleich bleibt wie bei einem einzelnen Panel

Bei einer Serienschaltung wird der positive Anschluss eines Panels mit dem negativen Anschluss des nächsten Panels verbunden. Diese Konfiguration erhöht die Spannung, während der Strom konstant bleibt. Wenn Sie die Spannung Ihres Solarsystems erhöhen müssen, ist eine Serienschaltung ideal.

Beispielsweise, unter Verwendung des gleichen 435W Solarpanels:

  • Maximale Leistung: 435W
  • Spannung bei maximaler Leistung: 40,9V
  • Strom bei maximaler Leistung: 10,64A

Wenn drei dieser Panels in Serie geschaltet werden:

  • Gesamtleistung: 435W + 435W + 435W = 1305W
  • Spannung bei maximaler Leistung: 40,9V + 40,9V + 40,9V = 122,7V
  • Strom bei maximaler Leistung: 10,64A

Wichtiger Hinweis:
Wie bei Parallelschaltungen sollten auch Serienschaltungen identische Modelle verwenden oder sicherstellen, dass Spannung und Stromparameter sich um nicht mehr als 5 % unterscheiden.

Serienschaltungen sind generell vorzuziehen, da die Erhöhung der Spannung anstelle des Stroms Verluste in den Kabeln reduziert.

Fazit

Egal, ob Sie sich für Parallelschaltungen oder Serienschaltungen entscheiden, das Verständnis der wichtigsten Parameter Ihrer Solarpanels ist entscheidend für eine optimale Leistung und Sicherheit. Indem Sie diese Richtlinien befolgen und die richtigen Anschlüsse und Sicherungen verwenden, können Sie ein effizientes und effektives Solarsystem entwerfen, das auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten ist.