aiMOOC

Photovoltaik und stationäre Batteriespeicher – Strings im Modell vergleichen

QR-Code

Photovoltaik und stationäre Batteriespeicher – Strings im Modell vergleichen

Einleitung

Lernkurs für die Ausbildung in Elektrotechnik, Energie- und Gebäudetechnik

Lernzeit: ca. 45–60 Minuten

Leitfrage: Wie beeinflussen Reihen- und Parallelschaltungen von PV-Modulen die elektrischen Werte einer Anlage, und wann werden Systemgrenzen überschritten?

Du untersuchst eine fiktive Photovoltaikanlage mit stationärem Batteriespeicher. Mit Gebäudemodellen, Schaltbildern, Simulationen und Diagnosefällen vergleichst Du unterschiedliche PV-Stringkonfigurationen.

Deine Lernziele:

Reihenschaltung und Parallelschaltung unterscheiden.
MPP-Tracker und elektrische Systemgrenzen erklären.
PV-Strings anhand von Modelldaten vergleichen.
Batteriespeicher in einem Energieflussschema einordnen.
Modellfehler erkennen, begründen und dokumentieren.

Einstieg: Betrachte die Dachfläche. Welche Informationen fehlen, um eine geeignete Stringaufteilung zu beurteilen?

Sicherheit und Lernrahmen

Wichtig: Dieser Kurs ist ausschließlich für theoretische Modellvergleiche und sichere digitale Simulationen gedacht.

PV-Strings können gefährliche Gleichspannungen führen. Beleuchtete PV-Module können auch bei abgeschalteter Netzversorgung Spannung erzeugen. Batteriespeicher können erhebliche elektrische und thermische Gefährdungen verursachen.

Keine Arbeiten an offenen PV-Gleichstromkreisen, Hochvolt- oder Traktionsbatterien.
Keine realen Steck-, Schalt-, Mess-, Öffnungs- oder Überbrückungsversuche.
Keine Manipulation an Batteriemanagementsystemen oder Schutzeinrichtungen.
Arbeiten an realen Anlagen ausschließlich durch entsprechend qualifiziertes und beauftragtes Fachpersonal mit den erforderlichen Freigaben.

Die Planung und Errichtung realer Anlagen erfordert die Prüfung aktueller Normen, Herstellerunterlagen, Netzanschlussbedingungen, Qualifikationen und betrieblicher Verantwortlichkeiten.

Stand Oktober 2026: Zu den relevanten Regelwerken gehören unter anderem DIN VDE 0100-712, VDE-AR-E 2510-2, VDE-AR-N 4100:2026-04 und VDE-AR-N 4105:2026-03. Ihre Anwendbarkeit ist im konkreten Projekt zu prüfen.

Dieser Lernkurs ersetzt keine Fachqualifikation, Arbeitsfreigabe, elektrotechnische Sicherheitsunterweisung oder Befähigungsbescheinigung.

Lerneinheit 1: Vom Solarmodul zum String

Dauer: 5 Minuten

Ein Solarmodul enthält elektrisch verbundene Solarzellen. Mehrere Module werden zu einem PV-Generator zusammengefasst.

Ein String ist eine Reihenschaltung von PV-Modulen.

Die Grafik zeigt mögliche Bestandteile einer PV-Anlage. Sie ist kein Installationsplan.

Bildauftrag: Das Anlagenschema lesen

Basisaufgabe: Suche in der Grafik einen einzelnen String und mehrere parallel angeordnete Strings.

Feedback: Oben rechts sind drei Module als String in Reihe dargestellt. Unten sind mehrere Strings parallel zusammengeführt. Dies verdeutlicht die zweistufige Generatorstruktur.

Lerneinheit 2: Reihe und Parallel vergleichen

Dauer: 7 Minuten

Die Abbildung zeigt allgemeine elektrische Schaltungen. Die Schaltungsgesetze lassen sich auf idealisierte PV-Modellgrößen übertragen.

Reihenschaltung	Parallelschaltung
Spannungen addieren sich.	Ströme addieren sich.
Gleicher Strom durch alle Module.	Gleiche Spannung an parallelen Zweigen.
U = U1 + U2 + ...	I = I1 + I2 + ...

Merksatz: Reihe erhöht die Spannung, Parallel erhöht bei vergleichbaren Strings die Stromstärke.

Bei realen Modulen beeinflussen Einstrahlung, Temperatur, Kennlinien und Verschattung das Ergebnis.

Video: Reihen- und Parallelschaltung verstehen

Lernfokus: Vergleiche ausschließlich die dargestellten elektrischen Prinzipien. Führe keine praktischen Verdrahtungsschritte aus.

Sicheres Experiment im Simulator

PhET: Stromkreise schalten – Gleichstrom

Im digitalen Niederspannungsmodell untersuchst Du zwei Spannungsquellen.

Erstelle im Simulator eine Reihenschaltung.
Vergleiche die Gesamtspannung mit den einzelnen Quellenspannungen.
Untersuche danach eine Parallelschaltung identischer Quellen.
Halte fest, welche Aussage sich auf PV-Strings übertragen lässt und welche Besonderheiten reale PV-Kennlinien haben.

Feedback: Die grundlegenden Schaltungsgesetze werden sichtbar. Der Simulator bildet jedoch keine reale PV-Anlage, keine MPP-Kennlinien und keine PV-Schutztechnik ab.

Lerneinheit 3: Verschattung und MPP-Tracker

Dauer: 5 Minuten

Bypassdioden können bei Teilverschattung den Strom an Zellgruppen vorbeileiten. Dadurch können sich die Strom-Spannungs-Kennlinie und die maximal verfügbare Leistung verändern.

Ein MPP-Tracker sucht einen geeigneten Arbeitspunkt für eine möglichst hohe momentane PV-Leistung.

Wichtig: Unterschiedlich ausgerichtete oder unterschiedlich verschattete Teilgeneratoren profitieren häufig von getrennten MPP-Trackern. Entscheidend bleiben die technischen Eigenschaften der jeweiligen Geräte.

Diagnosefrage: Warum kann es ungünstig sein, ein verschattetes und ein unverschattetes Dachfeld am selben MPP-Tracker zu betreiben?

Begründetes Feedback: Unterschiedliche Kennlinien können zu Anpassungsverlusten führen. Getrennte Tracker ermöglichen eine unabhängigere Arbeitspunktregelung. Eine solche Trennung ist aber nur innerhalb der zulässigen Gerätegrenzen möglich.

Lerneinheit 4: Batteriespeicher und Energiefluss

Dauer: 6 Minuten

Dieses Schema zeigt eine PV-Anlage ohne Speicher. Ergänze gedanklich einen stationären Batteriespeicher.

Ein Batteriespeicher verschiebt elektrische Energie zeitlich: Solarstrom kann tagsüber gespeichert und später verbraucht werden.

Zwei Systemarchitekturen im Modell:

AC-gekoppelt	DC-gekoppelt
PV → PV-Wechselrichter → AC-Hausnetz	PV → Hybridwechselrichter → AC-Hausnetz
Batterie ↔ Batteriewechselrichter ↔ AC-Hausnetz	Batterie ↔ integrierte Batterie-Leistungselektronik ↔ Hybridwechselrichter

Vereinfachte Funktionsschemata ohne Schutz-, Netztrennungs- und Leitungsdetails. Es sind keine Verdrahtungsanleitungen.

Beispiel eines übergeordneten Batteriespeichersystems. Die dargestellte Netzanwendung ist nicht identisch mit einem Hausspeicher.

Das Batteriemanagementsystem überwacht wichtige Batteriegrößen und begrenzt oder unterbindet Betriebszustände zum Schutz des Batteriesystems.

Beispiel einer verteilten BMS-Struktur.

Video: AC- und DC-Kopplung vergleichen

Reflexion: Weshalb sind AC- und DC-Kopplung nicht pauschal als besser oder schlechter zu bewerten?

Feedback: Die Auswahl hängt unter anderem von Nachrüstung, Gerätekompatibilität, Leistungsgrenzen, Energieverlusten, Betriebsstrategie und Wirtschaftlichkeit ab.

Lerneinheit 5: Ausbildungsfall – Das Gebäude mit zwei Dachflächen

Dauer: 12 Minuten

Du arbeitest in einem fiktiven Ausbildungsprojekt für ein Wohngebäude. Das Dach besitzt zwei Teilflächen:

Ostseite: sechs gleiche PV-Module.
Westseite: sechs gleiche PV-Module.

Ein Modellwechselrichter verfügt über zwei unabhängige MPP-Tracker.

Alle folgenden Zahlen sind frei gewählte Übungsdaten. Sie sind keine Daten eines realen Geräts und keine Grundlage für eine tatsächliche Installation.

Modellkarte A: PV-Modul

Modellgröße	Wert
MPP-Spannung U_mpp	38 V
Leerlaufspannung U_oc bei Referenzbedingungen	46 V
MPP-Strom I_mpp	10 A
Kurzschlussstrom I_sc	10,5 A
MPP-Leistung	380 Wp
Korrekturfaktor für kalte Leerlaufspannung	1,12

Hinweis: Der Faktor 1,12 dient nur diesem Rechenmodell. Reale Temperaturberechnungen benötigen die Datenblattwerte und die anzusetzenden Extremtemperaturen.

Modellkarte B: Wechselrichter

Grenze je MPP-Tracker	Modellwert
MPP-Arbeitsspannungsbereich	120–350 V
Maximale DC-Spannung	400 V
Maximal zulässiger MPP-Eingangsstrom	15 A
Maximal zulässiger Eingangskurzschlussstrom	20 A
Anzahl unabhängiger MPP-Tracker	2

Modellregel: Alle genannten Grenzwerte sind in diesem Lernfall als feste Zulässigkeitsgrenzen zu behandeln. Bei realen Wechselrichtern müssen die unterschiedlichen Bedeutungen der Strom- und Spannungsangaben im jeweiligen Herstellerdatenblatt geprüft werden.

Anlagenschema: Drei Stringvarianten

Variante	Modellkonfiguration
A	Ost: 6 Module in Reihe → MPPT 1; West: 6 Module in Reihe → MPPT 2
B	Zwei Strings mit je 6 Modulen parallel → gemeinsamer MPPT 1
C	Alle 12 Module in Reihe → MPPT 1

Auftrag: Welche Variante erfüllt die festgelegten elektrischen Modellgrenzen? Begründe Deine Entscheidung anhand der Spannungen und Ströme.

Gestufte Hilfen

Hilfe 1 – Orientierung
In einem String addieren sich die Modulspannungen. Bei parallelen Strings addieren sich die Ströme.

Hilfe 2 – Formeln
U_mpp,String = Modulanzahl × 38 V
U_oc,kalt = Modulanzahl × 46 V × 1,12
I_mpp,parallel = Stringanzahl × 10 A
I_sc,parallel = Stringanzahl × 10,5 A

Hilfe 3 – Teilrechnung
Sechs Module in Reihe ergeben 228 V MPP-Spannung und 309,12 V kalte Leerlaufspannung.
Zwei parallele Strings ergeben 20 A MPP-Strom und 21 A Kurzschlussstrom.

Begründetes Feedback zum Ausbildungsfall

Variante	Modellentscheidung	Fachliche Begründung
A	Zulässig im vereinfachten Modell	Jeder Tracker erhält 228 V MPP-Spannung, 309,12 V kalte Leerlaufspannung, 10 A MPP-Strom und 10,5 A Kurzschlussstrom. Die angegebenen Grenzen werden eingehalten.
B	Nicht zulässig im Modell	20 A MPP-Strom überschreiten 15 A. Auch 21 A Kurzschlussstrom überschreiten die Modellgrenze von 20 A.
C	Nicht zulässig im Modell	456 V MPP-Spannung liegen über dem Arbeitsbereich. Die kalte Leerlaufspannung von 618,24 V überschreitet zusätzlich 400 V. Auch die unterschiedliche Dachausrichtung wäre ungünstig.

Ergänzung: Die gesamte installierte Modulnennleistung beträgt 12 × 380 Wp = 4560 Wp beziehungsweise 4,56 kWp. Daraus lässt sich allein noch kein Jahresertrag ableiten.

Auch Variante A ist nur innerhalb der ausdrücklich begrenzten Modellprüfung zulässig. Für eine reale Anlagenfreigabe fehlen unter anderem weitere Geräte-, Schutz-, Installations- und Netzanschlussprüfungen.

Lerneinheit 6: Energie- und Diagnosefall

Dauer: 8 Minuten

Energie-Fall: Reicht der Speicher am Abend?

Ein stationärer Modellspeicher versorgt am Abend eine elektrische Last.

Größe	Modellwert
Nutzbare Speicherkapazität über den modellierten SoC-Bereich	6 kWh
Anfangs-SoC	50 %
Nicht zu unterschreitende SoC-Reserve	20 %
Maximale Entladeleistung	2 kW
Wirkungsgrad des Entladepfads bis zur AC-Last	90 %
Elektrische Last	1,5 kW
Benötigte Dauer	2 Stunden

Deine Entscheidung: Kann der Speicher im Modell die gesamte Last über zwei Stunden allein decken?

Hilfe 1
Unterscheide gespeicherte Energie in kWh von Leistung in kW.

Hilfe 2
Verfügbare Energie vor Entladeverlusten = 6 kWh × 0,30.

Hilfe 3
Berücksichtige anschließend den Wirkungsgrad von 0,90.

Lösung und begründetes Feedback
Benötigte Energie: 1,5 kW × 2 h = 3 kWh.
Verfügbar vor Verlusten: 6 kWh × 0,30 = 1,8 kWh.
Nutzbar an der AC-Last: 1,8 kWh × 0,90 = 1,62 kWh.
Ergebnis: Nein. Die Leistung von 1,5 kW liegt zwar unter der Leistungsgrenze von 2 kW, aber die verfügbare Energie reicht nicht für zwei Stunden.
Rechnerisch fehlen 1,38 kWh. Bei Netzversorgung und ohne zusätzliche PV-Erzeugung müsste diese Energie anderweitig bereitgestellt werden.

Achtung: Ein gewöhnlicher netzgekoppelter Speicher garantiert keine Ersatzstromversorgung bei Netzausfall. Dafür ist ein geeignetes und dafür ausgelegtes Gesamtsystem erforderlich.

Diagnose-Fall: Ungeeignete Stringlänge

Ein fiktives Diagnosedisplay zeigt für einen String mit zwei identischen Übungsmodulen eine modellierte MPP-Spannung von 76 V.

Der Wechselrichter benötigt für den modellierten MPP-Arbeitsbereich mindestens 120 V.

Frage: Welche Feststellung ist fachlich begründet?

Diagnosefeedback
2 × 38 V = 76 V. Der modellierte MPP-Arbeitspunkt liegt unterhalb der unteren Grenze von 120 V.
Daraus folgt keine sichere Aussage über einen konkreten Fehlercode oder das Startverhalten eines realen Geräts. Eine reale Diagnose würde zusätzliche Herstellerdaten und Messbedingungen benötigen.
Im Ausbildungsfall wird nur das Datenblattmodell geprüft. Es erfolgt keine Arbeit an einem realen PV-Generator.

Transfer: Was verändert ein anderes Gebäudemodell?

Stelle Dir vor, dass eine Dachhälfte deutlich häufiger verschattet ist.

Aufgabe: Erkläre, warum die rein rechnerisch zulässige Stringkonfiguration noch keine Aussage über den optimalen Ertrag liefert.

Feedback: Der Energieertrag hängt zusätzlich von Einstrahlung, Temperatur, Ausrichtung, Verschattung, Modulkennlinien, Umwandlungsverlusten und Betriebsführung ab. Eine vollständige Bewertung erfordert geeignete Simulationen und reale Planungsdaten.

Weiterführender digitaler Vergleich:

PVGIS – Photovoltaik-Ertragsmodell der Europäischen Kommission

PVGIS dient der Untersuchung von Einstrahlung und PV-Ertrag, nicht dem Nachweis zulässiger Stringspannungen oder fachlicher Installationsfreigaben.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was ist ein PV-String? (Eine Reihenschaltung von PV-Modulen) (!Eine einzelne Batteriezelle) (!Ein Wechselstromzähler) (!Ein Stromverbraucher)

Welche Größe addiert sich bei gleichen PV-Modulen in Reihenschaltung? (Die Spannung) (!Die Frequenz) (!Der Wirkungsgrad) (!Die Stromstärke aller Module)

Welche Größe addiert sich bei parallel geschalteten gleichartigen PV-Strings? (Die Stromstärke) (!Die Netzfrequenz) (!Die Spannung der Strings) (!Die Zelltemperatur)

Warum muss die kalte Leerlaufspannung betrachtet werden? (Weil sie die maximal zulässige DC-Eingangsspannung überschreiten könnte) (!Weil kalte PV-Module grundsätzlich keine Energie erzeugen) (!Weil die Batterie bei Kälte immer entladen wird) (!Weil die Netzfrequenz von der Modultemperatur abhängt)

Welche MPP-Spannung besitzen sechs gleiche Übungsmodule mit jeweils 38 V in Reihe? (228 V) (!38 V) (!76 V) (!456 V)

Warum ist Variante B im Ausbildungsfall nicht zulässig? (Weil die modellierten Stromgrenzen überschritten werden) (!Weil parallele Strings grundsätzlich verboten sind) (!Weil jeder String eine eigene Batterie benötigt) (!Weil die Module dann keinen Gleichstrom mehr erzeugen)

Welche Aufgabe hat ein MPP-Tracker? (Einen geeigneten Arbeitspunkt für hohe PV-Leistung suchen) (!Elektrische Energie chemisch speichern) (!Die Netzfrequenz dauerhaft erhöhen) (!Die Batterie ohne Schutzsystem betreiben)

Welche Aussage zur DC-Kopplung eines Speichers ist richtig? (Der Speicher ist über geeignete Leistungselektronik auf der Gleichstromseite eingebunden) (!Der Speicher wird ohne passende Elektronik direkt mit einem beliebigen PV-String verbunden) (!Die Batterie speichert Wechselstrom) (!Ein Batteriemanagementsystem ist überflüssig)

Wie viel Energie liefert der Modellspeicher im Energie-Fall höchstens an die AC-Last? (1,62 kWh) (!6 kWh) (!3 kWh) (!12 kWh)

Welche Aussage zu praktischen Arbeiten an PV- und Batteriesystemen ist richtig? (Erforderliche Fachqualifikation und betriebliche Freigaben müssen vorher geprüft werden) (!Ein Onlinequiz ersetzt die elektrotechnische Qualifikation) (!Ein abgeschalteter Wechselrichter macht alle PV-Leitungen spannungsfrei) (!Eine korrekte Modellrechnung berechtigt zur Arbeit am offenen Hochvoltsystem)

Begründetes Quizfeedback anzeigen
1: Ein String besteht aus hintereinandergeschalteten Modulen.
2: In Reihe addieren sich die Spannungen.
3: Parallel addieren sich die Zweigströme.
4: Niedrige Modultemperaturen können die Leerlaufspannung erhöhen.
5: Sechs mal 38 V ergeben 228 V.
6: Die Stromwerte überschreiten beide festgelegten Modellgrenzen.
7: Der MPP-Tracker regelt den elektrischen Arbeitspunkt.
8: Batteriesysteme benötigen geeignete Leistungselektronik und Schutzfunktionen.
9: Von 1,8 kWh gespeicherter Energie stehen nach den modellierten Verlusten 1,62 kWh an der Last zur Verfügung.
10: Modellwissen ist keine Berechtigung zu elektrotechnischen Arbeiten.

Memory

String	Reihenkette aus PV-Modulen
MPPT	Optimierung des elektrischen Arbeitspunkts
Leerlaufspannung	Spannung ohne angeschlossene elektrische Last
SoC	Relativer Ladezustand
BMS	Überwachung und Schutz des Batteriesystems
AC-Kopplung	Speicheranbindung auf der Wechselstromseite
DC-Kopplung	Speicheranbindung auf der Gleichstromseite

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Reihenschaltung	Spannungsaddition
Parallelschaltung	Stromaddition
MPP-Tracker	Arbeitspunktregelung
Bypassdiode	Umleitung des Stroms an betroffenen Zellgruppen
Batteriemanagementsystem	Zellüberwachung und Schutzfunktionen
Wechselrichter	Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlung
Leerlaufspannungsgrenze	Prüfung der maximalen DC-Eingangsspannung

Kreuzworträtsel

STRING	Wie heißt eine Reihenkette von PV-Modulen?
SPANNUNG	Welche elektrische Größe addiert sich bei Reihenschaltung?
STROM	Welche elektrische Größe addiert sich bei Parallelschaltung?
WECHSELRICHTER	Welches Gerät wandelt Gleichstrom in Wechselstrom?
ENERGIE	Welche physikalische Größe wird bei einem Speicher in kWh angegeben?
SCHATTEN	Welche äußere Einwirkung kann die Erzeugung eines PV-Teilfeldes verringern?

LearningApps

Dies ist eine Themensuche in LearningApps, kein vorab geprüfter einzelner Lernbaustein.

Lückentext

Ein PV-String besteht aus in

geschalteten Modulen.

Bei identischen Modulen addieren sich in dieser Schaltung die elektrischen

.

Bei einer Parallelschaltung mehrerer vergleichbarer Strings addieren sich die

.

Ein Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in

um.

Ein MPP-Tracker sucht einen günstigen elektrischen

.

Bei niedrigen Modultemperaturen kann die

steigen.

Teilverschattung kann den elektrischen

einer PV-Anlage verringern.

Ein Batteriespeicher ermöglicht die zeitliche Verschiebung von elektrischer

.

Der Ladezustand einer Batterie wird häufig als

angegeben.

Ein Batteriemanagementsystem überwacht unter anderem die

.

Die nutzbare Energiemenge eines Speichers wird in

angegeben.

Die Bewertung einer realen Anlage erfordert die Prüfung ihrer technischen

.

Offene Aufgaben

Leicht

Modulskizze: Zeichne eine Solarzelle, ein Solarmodul und einen PV-String als drei unterschiedliche Systemebenen. Beschrifte die Elemente.
Reihenmodell: Erstelle ein einfaches Schema von vier Solarmodulen in Reihe und erläutere die Spannungsaddition.
Parallelmodell: Stelle zwei identische Strings in einer Zeichnung parallel dar und kennzeichne den gemeinsamen Strom.
Bildanalyse: Vergleiche zwei Abbildungen dieses Kurses und erkläre, welche Anlagenteile jeweils sichtbar und welche nicht dargestellt sind.

Standard

Stringvergleich: Berechne die elektrischen Modellwerte eines Strings mit fünf und eines Strings mit sechs gleichen Übungsmodulen.
Tracker-Zuordnung: Entwirf ein digitales Blockdiagramm für Ost- und Westdach mit zwei unabhängigen MPP-Trackern und begründe die Zuordnung.
Speicherbilanz: Erstelle ein Tabellenblatt, das den Energiebedarf über unterschiedliche Zeiträume mit verfügbarer Speicherenergie vergleicht.
Energieflussdiagramm: Ergänze im Gebäudemodell die Wege für PV-Erzeugung, Hausverbrauch, Batterieladung, Batterieentladung und Netzbezug.

Schwer

Gebäudesimulation: Entwerfe zwei unterschiedlich ausgerichtete Dachflächen in einem digitalen Gebäudemodell und diskutiere die Auswirkungen von Verschattung auf die Stringzuordnung.
Systemgrenzenanalyse: Entwickle drei alternative Modellkonfigurationen, prüfe die angegebenen Spannungs- und Stromgrenzen und dokumentiere begründete Ausschlussentscheidungen.
Systemvergleich: Vergleiche AC- und DC-gekoppelte Speichermodelle anhand von Energiefluss, Kompatibilität und Wirkungsgrad. Trenne gesicherte Aussagen von Annahmen.
Sicherheitskonzept: Erstelle eine Rollen- und Freigabematrix für ein fiktives PV-Speicherprojekt. Unterscheide theoretische Lernhandlungen von Arbeiten, die Fachqualifikation, Beauftragung und Freigaben erfordern.

Lernkontrolle

Die Lernkontrolle bewertet die Anwendung des Wissens und die Begründung von Entscheidungen.

Systementscheidung: Begründe anhand der Daten des Ausbildungsfalls, warum die Aufteilung auf zwei MPP-Tracker zulässig im Modell ist, die beiden anderen Varianten jedoch nicht.
Grenzfallanalyse: Erkläre, warum eine bei Referenztemperatur zulässige Stringspannung bei niedriger Temperatur trotzdem problematisch werden könnte.
Ertragsbewertung: Bewerte ein Gebäudemodell mit ungleich verschatteten Dachflächen. Zeige, warum elektrische Zulässigkeit und hoher Energieertrag unterschiedliche Kriterien sind.
Versorgungsanalyse: Entwickle für den Abendfall eine veränderte Lastkurve. Berechne die Energiebilanz und beurteile, ob Leistung oder Energie die entscheidende Grenze darstellt.
Sichere Diagnose: Formuliere für eine fehlerhafte Modellkonfiguration einen Diagnosebericht mit Beobachtung, Berechnung, Bewertung, offenen Prüfpunkten und eindeutiger Abgrenzung zu realen Elektroarbeiten.
Architekturvergleich: Beurteile, welche zusätzlichen Informationen bei einem Vergleich zwischen einem AC- und einem DC-gekoppelten Speicher benötigt werden und warum ein pauschales Effizienzurteil nicht ausreicht.

Bewertungskriterien:

Kriterium	Erwartete Leistung
Fachliche Richtigkeit	Schaltungsgesetze und Modellgrößen korrekt anwenden
Begründung	Aussagen durch Rechnungen oder nachvollziehbare Systemzusammenhänge stützen
Modellkritik	Vereinfachungen und fehlende Daten benennen
Transfer	Wissen auf veränderte Dach-, Verschattungs- und Lastsituationen übertragen
Sicherheit	Simulationsarbeit eindeutig von freigabepflichtigen Arbeiten unterscheiden

Lernnachweis

Für einen erfolgreichen Lernnachweis dokumentierst Du:

Ein beschriftetes Gebäudemodell mit zwei Dachflächen.
Mindestens zwei nachvollziehbare PV-Stringberechnungen.
Einen Vergleich der drei Stringvarianten mit begründeter Zulässigkeitsbewertung.
Ein vereinfachtes Funktionsschema einer PV-Anlage mit stationärem Batteriespeicher.
Eine Energie- und Leistungsbilanz für den Abendfall.
Eine modellbasierte Fehlerdiagnose ohne Eingriff in reale Systeme.
Eine Erklärung der Grenzen des Modells und der erforderlichen Fachfreigaben für reale Arbeiten.
Eine kurze Reflexion, welche technischen Angaben für die reale Anlagenbewertung zusätzlich erforderlich wären.

Wichtig: Der Lernnachweis bestätigt ausschließlich den Lernerfolg im Modell. Er bescheinigt keine elektrotechnische Befähigung, keine Hochvoltqualifikation und keine Berechtigung zur Inbetriebnahme.

OERs zum Thema

Wikipedia: Photovoltaikanlage

Wikipedia: Batteriespeicher

Freie und digitale Lernangebote:

PhET – Stromkreise schalten: Gleichstrom: Interaktive Simulation elektrischer Grundschaltungen.
PVGIS: Digitales Werkzeug der Europäischen Kommission zur Untersuchung von Sonneneinstrahlung und PV-Erträgen.
Wikimedia Commons – PV-Schalt- und Funktionsschemata: Frei lizenzierte Bilder mit individuellen Lizenzangaben.

Fachquellen und Medienrechte

Geprüfte fachliche Quellen

Abgleich: Oktober 2026

VDE FNN – Technische Anschlussregel VDE-AR-N 4105:2026-03: Netzanschlussanforderungen und FAQ zur elektrotechnischen Fachverantwortung.
VDE FNN – Gültige Anwendungsregeln: Überprüfung der Fassungen VDE-AR-N 4100:2026-04 und VDE-AR-N 4105:2026-03.
DGUV Information 203-080: Gefährdungen bei Montage und Instandhaltung von PV-Anlagen; die Publikation stammt aus 2015 und ersetzt keine aktuelle betriebliche Regelwerksprüfung.
HTW Berlin – Stromspeicher-Inspektion 2026: Vergleich von Effizienz und Systemeigenschaften von PV-Batteriespeichern.
Fraunhofer ISE – Elektrische Energiespeicher: Fachinformationen zu Batterietechnologien und Batteriesystemen.
Wikipedia – Photovoltaikanlage: Aufbau, Strings und Wechselrichter.
Wikipedia – Batteriespeicher: Grundbegriffe zu Leistung, Kapazität und Speicheranwendungen.

Hinweis: Frei zugängliche Fachinformationen und technische Regelwerke sind nicht automatisch offene Bildungsressourcen. Normtexte, Herstellerangaben und Fachpublikationen unterliegen ihren jeweiligen Nutzungsrechten.

Bildnachweise und Lizenzen

Alle folgenden Bilddateien wurden auf Wikimedia Commons anhand ihrer Dateibeschreibungsseiten geprüft. Die Originale wurden für diesen Kurs nicht verändert.

Medium	Urheber und Lizenz
Hausdach mit Solarmodulen	PantheraLeo1359531, CC BY 4.0
Solarzelle – Modul – Generator	EnergTech / Radiotrefoil, CC0 1.0
Vom Solarmodul zum PV-System	Rfassbind, Public Domain
Reihen- und Parallelschaltung	Xyzzy n / Carnby, CC BY-SA 3.0
PV-Verschaltungssymbole	César Domínguez, CC BY-SA 4.0
PV-Modulverschaltung	César Domínguez, CC BY-SA 4.0
PV-Bypassdioden	César Domínguez, CC BY-SA 4.0
Energiefluss einer PV-Anlage	Pedalito, CC0 1.0
Batteriespeichersystem	Droompny, CC BY-SA 4.0
Verteiltes Batteriemanagementsystem	H fiyouz, CC BY-SA 4.0

Für Weiterverwendungen gelten die jeweiligen Bedingungen der genannten Lizenzen, insbesondere Namensnennung, Lizenzverweis und gegebenenfalls Weitergabe unter gleichen Bedingungen.

Videonachweise:

Selfio SE – Photovoltaik: Reihenschaltung und Parallelschaltung einfach erklärt, veröffentlicht 2024.
Sonne Frei Haus – Photovoltaik mit Speicher: AC oder DC?, veröffentlicht 2024.

Die YouTube-Videos sind als externe Medien eingebunden. Sie werden nicht als frei lizenzierte OER ausgewiesen. Verfügbarkeit, Einbettungserlaubnis und weitere Nutzungsrechte richten sich nach den jeweiligen Rechteinhabern und Plattformbedingungen.