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Endspurt: Richtige Verbindungen erleichtern die Feldinstallation von PV-Anlagen. Bild: Svedoliver/iStockphoto
Photovoltaik

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Optimaler Kontakt für PV-Systeme

Text: Tobias Schlüter, Phoenix Contact
Steckverbinder halten die Welt zusammen, auch in der Photovoltaik. Nicht immer arbeiten die Komponenten aber so reibungslos miteinander wie sie sollen. Neue Installationskomponenten und die richtige Auslegung versprechen Erleichterung bei der Feldinstallation.

Anlage ist nicht gleich Anlage – die Anforderungen an Photovoltaikanlagen und die Rahmenbedingungen für deren Betrieb unterscheiden sich erheblich. Planer, Installateure und Betreiber sollten stets auf eine hochwertige und langzeit­stabile Verbindung der Anlagenteile hinarbeiten. Denn 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 unsachgemäßer 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.

Einteilige Federkraft-​Steckverbinder

Neben der Einheitlichkeit und Durchgängigkeit eines PV-Installationssystems spielen auch die Werkzeuge eine Rolle bei der Kostenbetrachtung. 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: Denn das umständliche Crimpen des kleinen Kontaktes in Arbeitsumgebungen mit eingeschränktem Platzverhältnissen entfällt, etwa bei Feld- oder Aufdach-Installationen. Diese Zeitersparnis – 25 bis 30 Prozent sind keine Seltenheit – trägt erheblich zur Wirtschaftlichkeit der Anlage bei.

Ein Verbindungssystem mit großem Anschlussbereich von 2,5 bis 16 mm² vereinfacht die Kabelauswahl. Größere Kabelquerschnitte – etwa von 10 bis 16 mm² oder 6 bis 8 AWG (American Wire Gauge) – reduzieren die Verluste. Die Auslegung von PV-Systemen auf eine Systemspannung von 1500 V gewinnt im Markt zurzeit an Bedeutung – das zeigt nicht zuletzt die neue Norm für PV-Kabel und Leitungen, die DIN EN 50618.

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 „Kompatibilität“ zum Steckgesicht des weit verbreiteten Multi-Contact MC4. Viele dieser Verbindungen sind auch durchaus steckbar, aber von einer echten Kompatibilität kann hier 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 von Komponenten von nur einem einzigen 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, was elektrisch unsichere Verbindungen zweier unterschiedlicher Stecker verhindert.

Y-Verteiler: Flexibel installieren

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. Zudem lassen sich bestehende Anlagen auf diese Weise bequem erweitern.

Leitungen austauschen

PV-Leitungen sind mit ihrer doppelten Isolierung relativ teuer. Bei der Installation von PV-Anlagen fallen häufig Kabelreste von einigen Metern Länge an, die oft noch verwendbar sind. 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 Phoenix Contact den I-Verbinder aus dem Produktprogrammm Sunclix an, der mit seiner einfachen und schnellen Verbindungstechnik einen bequemen Austausch der Leitungen ermöglicht.

Die Anforderungen an Planung, Installation und Betrieb von 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.

Künftig wird Phoenix Contact neben dem kabelgebundenen Y-Verteiler auch einen Y-Verteilerblock im Programm haben. Der Verteilerblock bietet neben den drei möglichen Kombinationen des Sunclix-Steckverbinders auf der Plus- und Minusseite auch Varianten für einen direkten Kabelanschluss über die Federanschlusstechnik von Phoenix Contact.

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