Wer schon einmal versucht hat, Solarpanele auf einem Camperdach unterzubringen, kennt das Problem: Die Flächen sind begrenzt – und selten symmetrisch. Zwischen Dachfenstern, Lüftern und Trägern bleiben oft Lücken übrig, die dazu verdammt scheinen, ungenutzt zu bleiben. Hier liegt Potenzial brach, das für mehr Autarkie genutzt werden könnte. Doch wer denkt, er könne einfach unterschiedlich große Solarmodule kombinieren, stößt schnell an technische Grenzen.
Verschiedene Solarmodulformate – die Herausforderung
Unterschiedliche Solarmodule bedeuten gemeinhin auch unterschiedliche elektrische Eigenschaften. Wenn du unterschiedliche Solarpanele einfach zusammenschließt, können verschiedene Probleme auftreten – je nachdem, wie stark sich die Module in Spannung, Strom und Leistung unterscheiden und ob du sie parallel oder in Reihe verbindest.
Die Probleme beim Zusammenschalten unterschiedlicher Solarpanele bei Parallelschaltung
Beleuchten wir hier einmal die unterschiedlichen Probleme, die auftreten können, beginnend mit einer möglichen Parallelverschaltung.
Parallel verschaltete Solarmodule: Die Module werden Plus auf Plus und Minus auf Minus angeschlossen, sodass sich die Stromstärken der einzelnen Module addieren, während die Spannung konstant bleibt und ein Mittelwert verwendet wird.
Unterschiedliche Spannung
Bei der Parallelschaltung von Modulen mit unterschiedlicher Spannung, kann es zu hohen Ertragseinbußen kommen, sodass die Nutzung der feien Dachflächen ihren Sinn verliert.
Um das Problem zu verstehen muss man sich verdeutlichen, wie MPPT Solarregler funktionieren:
Der MPPT Solarregler (MPPT = maximum power point tracking = Suche nach dem maximalen Arbeitspunkt) verschiebt den Arbeitspunkt zwischen Strom und Spannung so lange bis die maximale Leistung aus dem Paneel oder den Paneelen kommt. Er „probiert“ es im wahrsten Sinne des Wortes den ganzen Tag lang immer wieder aus, denn auch die Bedingungen ändern sich ständig.
Das heißt wenn ich zwei Paneele mit unterschiedlichem Arbeitspunkt bei Spannung paralell schalte, kommt beim Einregeln des MPPT irgend ein Mittelwert heraus, der weder das Optimum für das eine noch für das andere Paneel ist. Im Summe kommt also weniger Solarertrag dabei herraus. Je weiter die Spannungen der Paneele in einer Parallelschaltung auseinander liegen, um so größer wird dabei das Problem.
Unterschiedliche Leistung (bei gleicher Spannung!)
Haben die Module die gleiche Spannung (schaue auf dem Datenblatt nach dem Wert für Umpp), aber unterschiedliche Leistung (also unterschiedliche Stromstärken), ist das Parallelschalten grundsätzlich möglich. Die Ströme addieren sich, und jedes Modul trägt entsprechend seiner Leistung bei.
ACHTUNG:
Hierbei solltest unbedingt darauf achten, dass die Kabel und der Laderegler für den insgesamt höheren Strom ausgelegt sind, sonst kann es zu Überhitzung oder Schäden an der Anlage kommen.
Unterschiedliche Stromstärke (bei gleicher Spannung!)
Eine Parallelschaltung ist damit grundsätzlich machbar, die Möglichkeit ist allerdings eher theoretischer Natur, denn Module von unterschiedlicher Größe aber gleicher Spannung wirst du kaum finden.
Der Grund dafür ist, dass Spannung aus der Anzahl der verbauten Zellen resultiert – unterschiedliche Bauformen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zellen haben damit automatisch auch immer unterschiedliche Spannungen.
Unterschiedliche Module in Reihenschaltung
In Reihe geschaltete Solarmodule: Bei dieser Variante wird Plus auf Minus verbunden. Strom und Spannung verhalten sich genau umgekehrt wie bei der Parallelschaltung: Der Strom bleibt gleich, die Spannung addiert sich.
In Reihe geschaltete Module müssen die gleiche Stromstärke (Impp) liefern können – auch diese Eigenschaft unterschiedlicher Module ist eher selten anzutreffen.
Bei nicht gleichem Strom in einer Reihenschaltung verhält sich ein Laderegler wie bei nicht gleicher Spannung in einer Parallelschaltung, was zu Leistungsverlusten und somit schlechtem Solarertrag führt. FIndet man zwei Module, die die gleiche Stromstärke aufweisen, steht einer Reihenverschaltung ersteinmal nichts im Wege.
ACHTUNG:
Einmal davon abgesehen das es enorm schwierig sein dürfte, zwei Module mit gleichem Strom und dann auch noch den Abmessungen zu finden, die auf die freien Dachflächen passen, gibt es noch andere Herausforderungen bei der Reihenschaltung:
Bei einer Reihenschaltung darf die maximale Spannung des Reglers nicht überschritten werden, andernfalls drohen dramatische Folgen. Unter Umständen wird hierdurch nicht nur der Regler beschädigt – es kommt in solchen Fällen vielmehr nicht selten vor, das ein großer Teil der Fahrzeugtechnik zerstört oder beschädigt wird, denn die hohe Spannung von möglicherweise deutlich über 60 oder 100 Volt schlägt hierbei auf das 12V Bordnetz durch!
Andererseits will und braucht man eine Mindestspannung von ca. 5V über Batteriespannug, andernfalls wird überhaupt nicht geladen.
Nimmt man also Paneele mit niedriger Spannung damit in der Reihenschaltung die Spannung nicht über die zulässige maximal Spannung des Solarregler steigt, so hat man das Problem, dass bei der Verschattung von einem (der beiden) in Reihe geschalteten Paneelen nicht mehr genug Spannung übrig bleibt und somit garnicht mehr geladen wird – obwohl ein Panel vielleicht gar nicht verschattet ist.
Somit ist die Reihenschaltung aus verschiedenen Gründen zumindest mal eine Herausforderung wenn nicht sogar sehr suboptimal bei Teilverschattung.
Folgen des Zusammenschließens unterschiedlicher Solarmodule im Überblick
- Effizienzverluste:
Die Anlage liefert weniger Strom als möglich, weil einzelne Module als „Bremse“ wirken oder sogar Strom verbrauchen, statt zu liefern. - Mögliche Schäden:
Es muss nicht, aber kann zu Überhitzung, Hotspots oder sogar Defekten an den Modulen kommen, wenn Spannungen stark unterschiedlich sind und Strom in die falsche Richtung fließt. - Fehlfunktionen:
Der Laderegler oder Wechselrichter kann überlastet werden, wenn der Strom höher ist als ausgelegt, oder die Spannung nicht im optimalen Bereich liegt. - Höhere Fehleranfälligkeit:
Je unterschiedlicher die Module, desto größer die Wahrscheinlichkeit für Störungen und Defekte (in Abhängigkeit von der Art der Installation).
Unterschiedliche Solarpanele sollten also nur dann zusammengeschaltet werden, wenn ihre elektrischen Kenndaten (vor allem die Spannung bei Parallelschaltung und der Strom bei Reihenschaltung) gleich sind. Ansonsten drohen vor allem Leistungsverluste und eine insgesamt ineffiziente Solaranlage, es können aber auch Schäden an Modulen und Elektrik entstehen.
Umgehen der technischen Probleme – und die dadurch neuen Probleme
Die oben genannten technischen Probleme lassen sich durch den Einsatz separater Laderegler für unterschiedliche Solarpanele umgehen. Man kann sagen, dass dies grundsätzlich eine sehr gute Lösung, ist – auch bei gleichen Paneelen, besonders wenn man das Maximum bei Teilverschattung herausholen möchte. Wer eine unter allen Bedingungen optimal arbeitende Anlage bauen möchte, nutzt für jedes Solarmodul einen eigenen Laderegler.
Was man dabei bedenken muss: Diese Lösung bringt auch einige Nachteile mit sich.
Mehr Platzbedarf und höherer Installationsaufwand
Jeder zusätzliche Laderegler benötigt einen eigenen Einbauplatz im Fahrzeug und muss separat verkabelt werden. Das kann bei beengten Platzverhältnissen im Camper schnell zur Herausforderung werden. Vor allem bei der Nachrüstung von Solar, wo schon ein Kabel zum Dach existiert, ist der Aufwand ein zweites Kabel quer durch den Camper mit viel Arbeit und gegebenenfalls Kosten für Arbeitszeit verbunden.
Höhere Kosten
Mehrere Laderegler bedeuten zusätzliche Anschaffungskosten, sodass die Gesamtkosten der Solaranlage deutlich steigen können. Der Preisunterschied zwischen einen großen und zwei kleineren Reglern ist dabei meist gar nicht so groß. Zusätzlicher Arbeitsaufwand, Kabel, Dachdurchführungen usw., machen die technisch eigentlich optimale Lösung aber oft uninteressant.
Gerade für Nachrüstungen oder kompakte Camperlösungen ist diese Variante daher oft wenig attraktiv. Damit bleiben die erwähnten Restflächen dann endgültig zur Nichtnutzung verdammt. Eine Lösung mit optimal aufeinander abgestimmten Modulen, die sich einfach und effizient an einen einzigen Laderegler anschließen lassen, wäre die einzig sinnvolle Lösung.
Die Lösung:
ULTRAblack tiger Zwillings-Solarmodule
Unsere neuen Zwillings-Solarmodule ULTRAblack tiger 120 ZQ (Zwilling quadratisch) und ZL (Zwilling lang und schmal), wurden speziell entwickelt, um den genannten Problemen zu begegnen.
Die beiden Module sind vom Format völlig unterschiedlich, aber elektrisch zu 100% identisch. Sie lassen sich in beliebiger Kombination flexibel und platzsparend auf dem Dach anordnen – durch die nur 41 cm Breite des ZL Moduls, z.B. sogar in dem schmalen Bereich neben Dachluken.
Die Module sind so konzipiert, dass sie gemeinsam an EINEM Regler angeschlossen werden können, ohne dass Ertragseinbußen oder technische Probleme entstehen – parallel oder in Reihe, wie auch immer du möchtest.
Besonders zum Tragen kommt dieser Vorteil auch bei Nachrüstungen, bei denen oft nur ein einzelnes Solarkabel vorhanden ist – jetzt können mehrere auch unterschiedliche Module problemlos damit verbunden werden.
Die Zwillings-Modul ULTRAblack tiger 120 ZQ + ZL – das perfekte Duo zur Ausnutzung von komplizierten Dachlayouts ohne technische Probleme
Vorteile der Zwillinge auf einen Blick
Maximale Flächenausnutzung:
Unterschiedliche Modulformate ermöglichen eine clevere Anordnung auch auf verwinkelten Dächern.
Einfache Nachrüstung:
Perfekt geeignet, um bestehende Anlagen zu erweitern – ohne auf identische Module angewiesen zu sein.
Plug-and-Play:
Die Module sind technisch 100% identisch und lassen sich unkompliziert miteinander verbinden.
Hoher Ertrag:
Optimale Nutzung der verfügbaren Fläche ohne Leistungsverlust durch Fehlanpassung oder gar Schäden.
Serien- oder Reihenschaltung:
Dank der elektrischen Gleichheit kannst du jede Installationsvariante wunschgemäß durchführen.
Die Spannung der Module ist so gewählt, dass sie ausreichend hoch ist, um selbst in einer Parallelschaltung eine 24V Batterie laden zu können – und natürlich erst recht eine 12V Batterie (Batteriespannung + ca.5V ).
Sie ist auch ausreichend hoch, damit in einer Reihenschaltung bei Verschattung noch ausreichend Spannung übrig bleibt, um weiterhin laden zu können.
Sie ist aber auch noch niedrig genug, um in einer Reihenschaltung normale Standard-Solarregler mit einer maximalen Eingangsspannung von 100V verwendet werden können (bei 60V maximaler Eingangsspannung pro Panel, nur Parallelschaltung!).
Modernste Zell- und Modultechnologie:
Die Verwendeten n-type TOPCon Solarzellen gelten aktuell als das Nonplusultra in Sachen Effizienz, Langlebigkeit und Leistungsbeständigkeit bei hohen Temperaturen. Mit einem Zellwirkungsgrad von 24,8% und durchdacht angeordneten Bypassdioden, können ULTRAblack tiger Solarmodule nicht nur als Duo punkten.
Weiterführende Infos
Wie relevant sind Zellwirkungsgrad und Co überhaupt für mich? Und wie finde ich heraus, welcher Laderegler passt?
Lies diese Artikel, die dir bei Auslegung deiner Solaranlage auf jeden Fall weiterhelfen werden:
Fazit: Mehr Solarleistung, weniger Kompromisse
Das Zusammenschalten unterschiedlicher Solarpanele führt oft zu erheblichen Effizienzverlusten, technischen Problemen und im schlimmsten Fall zu Schäden an der Solaranlage. Besonders bei Nachrüstungen und beengten Platzverhältnissen auf Camper- oder Wohnmobildächern ist es deshalb entscheidend, auf optimal aufeinander abgestimmte Module zu setzen.
Die ULTRAblack tiger Zwillingsmodule von tigerexped bieten hierfür die perfekte Lösung. Sie umgehen die typischen Probleme beim Mischen unterschiedlicher Module und ermöglichen eine unkomplizierte Nachrüstung – sogar dann, wenn nur ein einziges Solarkabel vorhanden ist. So wird maximale Solarleistung auf kleinstem oder verwinkeltem Raum sicher und effizient umsetzbar.
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