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PV-Installationen mit zuverlässiger Verbindungstechnik

Über alle Komponenten hinweg: eine gut ausgelegte Installation einer PV-Anlage sorgt für höhere Erträge und damit für mehr Wirtschaftlichkeit

Über alle Komponenten hinweg: eine gut ausgelegte Installation einer PV-Anlage sorgt für höhere Erträge und damit für mehr Wirtschaftlichkeit

Durchgängige DC-Verkabelung vom Modul bis zum Wechselrichter: Mit Sunclix bietet Phoenix Contact eine umfassende Produktfamilie für PV-Installationen

Durchgängige DC-Verkabelung vom Modul bis zum Wechselrichter: Mit Sunclix bietet Phoenix Contact eine umfassende Produktfamilie für PV-Installationen

Einfache Verbindungstechnik: kabelgebundener Y-Verteiler und ­PV-Sicherungssteckverbinder für die String-Installation am Generator­anschlusskasten. Der Sunclix-Sicherungsadapter ist nach dem TÜV-Standard 2PfG 2380-2014-02 ausgelegt

Einfache Verbindungstechnik: kabelgebundener Y-Verteiler und ­PV-Sicherungssteckverbinder für die String-Installation am Generator­anschlusskasten. Der Sunclix-Sicherungsadapter ist nach dem TÜV-Standard 2PfG 2380-2014-02 ausgelegt

Bei neuen PV-Anlagen stehen die Investitionskosten für Anschaffung und Inbetriebnahme oft im Vordergrund – dabei ist ein wirtschaftlicher Betrieb genauso wichtig. Neben Modulen und Wechselrichtern muss daher auch die Verbindungstechnik betrachtet werden. Wählt man schon bei der Anlagenplanung das Steckverbinder­programm mit Bedacht aus, wird der Installationsaufwand reduziert und der Betrieb effizienter.

Anlage ist nicht gleich Anlage – die Anforderungen an PV-Anlagen und die Rahmenbedingungen für deren Betrieb unterscheiden sich erheblich. Planer, Installateure und ­Betreiber sollten stets auf eine hochwertige und langzeitstabile Verbindung der Anlagenteile hinarbeiten – eine nicht fachgerechte Installation kann zu Ertragsverlusten führen, die ohne Monitoring-System oft unerkannt bleiben und sich über die Laufzeit der Anlage leicht zu fünf- bis sechsstelligen Euro-Beträgen summieren können. So kann es bei nicht sachgemäßer Installation jederzeit zu Beschädigungen oder Ausfällen kommen – im schlimmsten Fall sind auch Personenschäden nicht ausgeschlossen. Schnell ist der Installateur in der Haftung, wenn er Herstellervorgaben oder normative und rechtliche Bestimmungen nicht einhält.
Neben der Einheitlichkeit und Durchgängigkeit eines PV-Installationssystems spielen bei der Kostenbetrachtung auch die Werkzeuge eine Rolle. Besonders die Crimp-Werkzeuge sind wichtig für die Qualität der Verbindung. Diese oft teuren Spezialwerkzeuge müssen in die Gesamtkal­­kulation einbezogen werden. Eine ­Alternative bieten hier Steckverbinder mit ­Federanschlusstechnik, für die kein Spezialwerkzeug benötigt wird.
Viele Installateure betrachten die einteilige ­Auslegung dieser Komponenten als großen ­Vorteil: das umständliche Crimpen des kleinen Kontakts in Arbeitsumgebungen mit eingeschränkten Platzverhältnissen – etwa bei Feld- oder Aufdachinstallationen – entfällt. Diese Zeitersparnis trägt zur Wirtschaftlichkeit der Anlage bei. Eine Zeitersparnis von 25 % bis 30 % ist keine Seltenheit.
Ein Verbindungssystem mit einem großen ­Anschlussbereich von 2,5 mm 2 bis 16 mm 2 ­vereinfacht die Kabelauswahl. Größere Kabelquerschnitte, etwa von 10 mm 2 bis 16 mm 2 oder 6 AWG bis 8 AWG, reduzieren die Verluste.
Die Auslegung von PV-Systemen auf eine Systemspannung von 1 500 V gewinnt im Markt zurzeit an Bedeutung – das zeigt nicht zuletzt die neue Norm für PV-Kabel und Leitungen, die DIN EN 50618 (VDE 0283-618). Geeignete Steckverbinder, wie der PV-Steckverbinder Sunclix von Phoenix Contact, sind schon länger am Markt verfügbar. Mit einer höheren ­Systemspannung ist es jetzt möglich, eine größere ­Anzahl von Modulen zu Strings zusammenzufassen. Auf diese Weise wird ein beträchtlicher Teil der Verkabelung eingespart.

Risiken bei Steckern unterschiedlicher Hersteller
Bei der Installation von PV-Anlagen werden häufig Stecker unterschiedlicher Hersteller kontaktiert. Manche Hersteller proklamieren für ihre Produkte eine Kompatibilität zum Steckgesicht des weit verbreiteten Multi-Contact MC4. Viele dieser Verbindungen sind auch steckbar, aber von echter Kompatibilität kann keine Rede sein. Maße, elektrische Übergänge, Dichtigkeit und Materialverträglichkeit der vielen möglichen Kombinationen sind nicht aufeinander abgestimmt, sodass es bei den Anlagen zu Teil- oder Totalschäden kommen kann. Dies zeigen auch immer wieder Analysen unabhängiger Einrichtungen wie Forschungsinstitute, TÜV-Gremien oder Versicherer. Werden solche ­Verbindungen hergestellt, erlischt nach den Zertifizierungsregularien für DIN EN 50521 und UL6703 zudem das ­jeweilige Zertifikat der Komponenten.
Gleiches gilt für die Haftungsbedingungen der Hersteller. In einigen nationalen Märkten, etwa in Frankreich, Australien oder Jordanien, führen die Einspeise- und Förderbedingungen ausschließlich eine Kontaktierung der Komponenten von nur einem Hersteller an. Kommt es dann bei Nichtbeachtung dieser Vorgaben zu Verlusten und Schäden, wird in erster Linie der Installateur zur Haftung herangezogen.
Möchte man das Kontaktieren von Komponenten unterschiedlicher Hersteller vermeiden, sollte man bewusst einen DC-Steckverbinder mit einem anderen Steckgesicht wählen, wie etwa das Produktprogramm Sunclix, das nicht kompatibel zu den Komponenten anderer ­Anbieter ist. So erschwert etwa der patentierte Verriegelungsmechanismus anderen Anbietern das Kopieren des Steckgesichtes – elektrisch unsichere Verbindungen zweier unterschiedlicher Stecker werden so ­verhindert.

Inline-Sicherungsadapter: flexibel und nachrüstbar
Werden in größeren Solarkraftwerken zwei oder mehr Strings parallel zusammengefasst, sollten diese gegen Rück- und Überströme geschützt werden. Rück- und Überströme können auftreten, wenn ein String im System ausfällt. Neben den Sicherungen auf der Hutschiene stehen dem Anlagenplaner dann Inline-Sicherungsadapter zur Verfügung. Diese können flexibel in der Anlagenauslegung außerhalb des ­Generatoranschlusskastens mit berücksichtigt werden. Durch den daraus entstehenden Vorteil der geringeren Wärmeentwicklung innerhalb des Generator-anschlusskastens bieten sich Einsparpotenziale bei der weiteren Komponentenauswahl. Besonders zum Nachrüsten einer Absicherung von Strings bei älteren ­Anlagen bieten sich Inline-Sicherungen an.
Für die parallele Verschaltung gibt es seit Jahren Y-Verteiler, die kabelgebunden oder als Steckerblock angeboten werden. Der Y-Verteiler führt zwei Strompfade zusammen, zum ­Beispiel zwei String-Leitungen in einer Solaranlage. Je nach Kombination lassen sich Strings in Großanlagen vor Generatoranschlusskästen zusammenführen, um dort die Anzahl der String-Sicherungen oder –Dioden zu reduzieren. In Kleinanlagen lassen sich mehrere Strings vor Wechselrichtern vereinfacht zusammenführen, und außerdem lassen sich ­bestehende Anlagen auf diese Weise bequem ­erweitern.
PV-Leitungen sind mit ihrer doppelten Isolierung relativ teuer. Bei der Installation von PV-Anlagen fallen oft Kabelreste von einigen Metern Länge an, die man oft noch verwenden möchte. Erfolgen Installation und Inbetriebnahme unter starkem Zeitdruck, werden Leitungen häufig nicht ordnungsgemäß verlegt und müssen später nachgebessert werden. Auch durch Nagetierverbiss beschädigte Leitungen müssen ausgetauscht werden. Für ­derartige Fälle bietet sich auch ein Steckerpaar mit Federkraftanschlusstechnik an, das mit seiner einfachen und schnellen Verbindungstechnik einen bequemen Austausch der Leitungen ermöglicht.

Fazit
Die Anforderungen aus Planung, Installation und Betrieb an die PV-Anlagen sind breit gefächert. Bei der Auslegung der elektrischen Installation entscheidet nicht allein die Anfangsinvestition über die Wirtschaftlichkeit, sondern auch die Vermeidung von Verlusten sowie der Material- und Ressourcen-Einsatz. Ein umfassendes und abgestimmtes DC-Installations­system bietet viele Möglichkeiten, die Anlage auf lange Sicht zuverlässiger und damit wirtschaftlicher auszulegen und zu betreiben.

www.phoenixcontact.de/pv

Autor:
Tobias Schlüter ist im Produktmarketing Pluscon Solar in der Business Unit Field Device Connectors für die Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg tätig.