Come si possono combinare le stringhe fotovoltaiche e quando è efficiente?

Combinazione efficiente di stringhe

A seconda dei requisiti di protezione dai fulmini o delle condizioni di installazione, può essere necessario installare un collettore di corrente da fulmine (vedere la scheda informativa "Come proteggo il mio impianto fotovoltaico dai fulmini?"). I parafulmini che possono essere installati vicino ai moduli FV o all'ingresso dell'edificio sono particolarmente apprezzati per combinare le stringhe in una fase iniziale. Il vantaggio è la riduzione dello sforzo di installazione e il risparmio sul cablaggio.

Un esempio: c'è un edificio con moduli fotovoltaici sui lati est e ovest del tetto. Nel seminterrato è presente un inverter di stringa con 2 MPPT. Per risparmiare cavi, l'installatore monta una scatola di connessione per il generatore nel sottotetto. Combina due stringhe fotovoltaiche (con +/-) dal lato est e due stringhe fotovoltaiche (con +/-) dal lato ovest. In questo modo si risparmiano 40 metri di cavo e il relativo tempo di installazione.

Wichtiger Hinweis: Bei der Auslegung der Strings mit einem GAK gelten dieselben Regeln wie bei der Auslegung der Strings für den Wechselrichter. D.h. die Spannung des ersten und des zweiten Strings (gleicher MPP) sollte also möglichst gleich sein. Wichtig ist dabei immer, dass die Startspannung des Wechselrichters erreicht wird.

Kabelquerschnitte für kombinierte Strings

Eine Frage stellt sich bei dieser Konfiguration: Welche Kabelquerschnitte sind für die kombinierten Strings erforderlich? Sind es 4 mm² oder mehr? Die Antwort findet sich in der folgenden Tabelle aus der EN 50618:2014:

Das bedeutet, dass für eine Kombination von zwei oder drei PV-Strings (jeder mit max. 15A) ein 4 mm² Kabel verwendet werden kann. Um Leistungsverluste zu vermeiden, wird je nach Leitungslänge empfohlen, einen größeren Querschnitt zu verwenden. Dazu gibt es einige webbasierte kostenfreie Onlinetools.

Kombinierte Strings mit Wechselrichter verbinden

Eine letzte Frage bleibt: Kann der String-Wechselrichter die kombinierten Strings am Eingang verarbeiten? Diese hängt stark von den technischen Angaben im Datenblatt des Wechselrichters ab. Nehmen wir an, es handelt sich um einen Wechselrichter mit 24A pro Eingang. Werden 2 Strings mit je 15A kombiniert, liegt am Eingang des Wechselrichters einen Strom von 30A an. Dieser Strom ist damit höher als die Angabe im Datenblatt.

Für diesen Fall gibt es eine einfache technische Lösung. Es können sogenannte Y-Kabel oder Y-Verbinder verwendet werden, um die beiden Strings zu entkoppeln. Der Strom wird entsprechend seiner physikalischen Eigenschaften gleichmäßig auf die Y-Anschlüsse bzw. auf die beiden Eingänge des Wechselrichters aufgeteilt. Für das oben genannte Beispiel heißt es, dass die sich die 30A auf 2x 15A wieder aufteilen. Dadurch ist der Strom pro Eingang am Wechselrichter nicht höher als 15A und weit unter der Datenblattangabe von 24A.

Ein Beispiel: Anhand des folgenden Anschlussbildes soll das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten illustriert werden. Es werden hier zwei Strings pro MPP in dem PV Next GAK (Variante 2737600000) eingeführt. Zum Wechselrichter wird dann ein gebündelter String weitergeführt. Vor dem Wechselrichter wird der gebündelte String an ein Y-Kabel von Weidmüller (Bestellnummern: 2877850000, 2877860000) angeschlossen und somit der Strom gleichmäßig auf die beiden Eingänge im Huawei SUN2000-30KTL-M3 verteilt. Aus Gründen der Veranschaulichung sind hier nur die positiven Anschlüsse dargestellt worden.

Bei dieser Installationsvariante werden aufgrund der frühzeitigen Bündelung der Strings im GAK acht Kabel eingespart. Das sind z.B. in einem Bürogebäude ungefähr 160 m Kabel weniger. Zusätzlich müssen hier nur die acht Y-Kabel angeschafft werden. Das spart am Ende Zeit, Platz und Material.

Vorteile von Weidmüller Produkten

PV Next ist ein globales Portfolio von Sammelkästen und Feuerwehrschaltern aus dem Hause Weidmüller. Diese Produkte basieren auf einem modularen Leiterplatten-Konzept. Insbesondere bietet Weidmüller die PV Next Generatoranschlusskästen immer mit der Möglichkeit an, zwei PV-Strings zu einem zu kombinieren.