Über Welcher Leitungsquerschnitt ist der richtige für die Gleichstromhauptleitung?
Gerne bei der Planung übersehen, aber dafür umso bedeutsamer sind die PV-Kabel. Jede PV-Anlage benötigt eine Vielzahl an Kabeln für die Verbindung der Module untereinander und für den Anschluss an den Wechselrichter. Letzterer ist besonders wichtig, weil erst nach der Umwandlung durch den Wechselrichter der im Haushalt benötigte Wechselstrom zur Verfügung steht. Ein beliebtes Thema ist dabei der Kabelquerschnitt. Sind dünne und flexible Kabel besser oder sollten die Leitungen so dick wie möglich sein? Wie sieht es mit den Qualitätsunterschieden aus? In diesem Ratgeber erfahren Sie alles, was Sie für die optimale Ausstattung Ihrer PV-Anlage wissen müssen.
Die Wahl der richtigen Kabel
Eine der wichtigsten Entscheidungen beim Aufbau einer PV-Anlage betrifft die Auswahl der Kabel. Sie befördern den erzeugten Strom durch das gesamte System bis ins Haus bzw. zum Wechselrichter und haben auch Einfluss auf den Ertrag. Dabei sind Faktoren wie die Länge oder der Querschnitt des Kabels zu berücksichtigen. Wenn Sie Ihre Solaranlage sicher und ordnungsgemäß betreiben möchten, sollten Sie sich gründlich über das Thema Solarkabel informieren.
Grundsätzlich sind bei der Anschaffung von Solarkabeln vor allem zwei Verbindungswege bedeutsam. Dazu gehört zum einen die Verbindung der Solarmodule mit dem Wechselrichter und zum anderen die Verbindung des Wechselrichters mit dem Einspeisezähler. Zudem ist es erforderlich, die PV-Module untereinander ebenfalls zu verbinden. Die dafür benötigten Kabel sind aber bei den meisten Produkten bereits vormontiert, sodass Sie hier keine Auswahl treffen müssen.
Ihr Augenmerk sollten Sie insbesondere auf das Solarkabel richten, das von den Modulen zum Wechselrichter führt. Das liegt auch daran, dass Sie dieses Kabel im Außenbereich verlegen und direkt an die Solaranlage anschließen. Damit spielt die Witterung eine Rolle, die Kabel müssen deutlich mehr aushalten können wie zum Beispiel Temperaturschwankungen. Denken Sie daran, dass eine Photovoltaikanlage mindestens 20 Jahre im Betrieb ist. Es ist daher offensichtlich, dass es gerade bei diesem Solarkabel auf Qualität und Haltbarkeit ankommt.
Darauf kommt es bei einem Solarkabel an
Um Verbraucher bei der Auswahl geeigneter Solarkabel zu unterstützen, bieten die entsprechenden technischen Normen eine Orientierung. Entscheiden Sie sich für ein Produkt, das den EN 50618 entspricht, sind Sie auf jeden Fall auf der sicheren Seite. Denn diese Norm ist sehr umfangreich und legt alles fest, was für die Fertigung von Kabeln für den Außenbereich und die Verbindung mit der Photovoltaik-Anlage wichtig ist.
Sich an den EN 50618 zu orientieren, ist das Beste, was Sie als Verbraucher machen können. Es entlastet Sie davon, die verschiedenen Eigenschaften der Solarkabel selbst prüfen zu müssen. Das sind einige der wichtigsten Eigenschaften, auf die es bei diesen Leitungen ankommt:
hohe Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen
abriebfest und UV-beständig
geeignet für feste, frei bewegliche und frei hängende Befestigung
zugelassen für die Verwendung im Freien und im Haus ebenso wie für Gewerbe, Landwirtschaft und Industrie
Verlegung unter Putz oder in Rohren sowie Kabelrinnen möglich
Gebrauchsdauer von 25 Jahren
einsetzbar in schutzisolierten Anlagen und Geräten
verwendbar in explosionsgefährdeten Bereichen
geeignet für alle Verbindungswege -> Solarmodule zu Wechselrichter, Wechselrichter zu Einspeisezähler und Solarmodule untereinander
Für die Verlegung im Außenbereich sollten die gewählten Solarkabel entsprechend normiert sein. Maßgebend sind hier die beiden Normen PV1-F und H1Z2Z2-K. PV1-F ist dabei die ältere Norm, EN 50618 hat diese im Jahr 2015 abgelöst. Seitdem tragen geeignete Solarkabel den Aufdruck H1Z2Z2-K. Wenn Sie also mit älteren Kabeln arbeiten, können Sie immer noch auf Produkte mit dem Aufdruck PV1-F treffen.
Mit der richtigen Verkabelung den Brandschutz erhöhen
Eine Photovoltaik-Anlage kann viel Strom erzeugen und damit etliche Verbraucher im Haushalt versorgen. Achten Sie darauf, dass die Kabelwege keine Problemstellen wie Brüche oder andere Defekte aufweisen, um das Risiko für einen Brand zu minimieren. Denn an den Schwachstellen der Solarkabel kann die Temperatur schnell ansteigen, was die Brandentwicklung begünstigt. Wichtig ist es, dass Sie alle Kabel fachmännisch verlegen oder verlegen lassen und regelmäßige Sichtprüfungen vornehmen.
Kabel stellen auch dann eine Gefahr dar, wenn sich ein Brand an einer anderen Stelle im Gebäude entwickelt. Denn Stromkabel bieten Feuer schnelle Ausbreitungsmöglichkeiten. Sinnvoll kann daher die Anschaffung halogenfreier Solarkabel sein. Sie setzen keine toxischen Gase frei, wenn es zu einem Brand kommt. Zudem kann sich das Feuer nicht an ihnen entlang ausbreiten.
<span class=“highlight-section-blue“>Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) gibt technische Richtlinien heraus, die im Zusammenhang mit der Installation einer Photovoltaikanlage relevant sind. Achten Sie auf die gesetzlichen Vorschriften. Dann fällt es Ihnen leichter, Ihre Anlage gegenüber Bränden abzusichern.</span>
Solarkabel verlegen: Was Sie zum Durchmesser wissen müssen
Die Photovoltaik-Verkabelung beeinflusst die Erträge, die Sie mit Ihrer PV-Anlage erwirtschaften können. Leistungsverluste möchten Sie daher nach Möglichkeit minimieren und das gelingt Ihnen mit der Auswahl von Kabeln, die einen passenden Querschnitt aufweisen. Bei der Verbindung der Solarmodule mit dem Wechselrichter sind dabei die sogenannten DC-Kabel für die Übertragung von Gleichstrom relevant.
Je größer der Querschnitt eines Kabels ausfällt, desto mehr Strom können diese auch transportieren. Daher ist es naheliegend, den Querschnitt möglichst groß zu wählen. Hier gilt es jedoch auch die Kosten abzuwägen, die ebenfalls schnell ansteigen. Das gilt gerade bei langen Kabeln, die für die Verbindung von Solarmodulen und Wechselrichter typisch sind. Denn der Wechselrichter befindet sich zumeist im Keller, das Kabel muss also vom Dach eine weite Strecke überbrücken.
Dickere Kabelverbindungen weisen auch den Nachteil auf, dass sie nicht mehr so einfach zu verlegen sind. Grundsätzlich gilt: Mit Anstieg der Distanz zwischen Solarmodulen und Wechselrichter und mit Anstieg der Leistung der Photovoltaikanlage sollte auch der Leitungsquerschnitt ansteigen. Bei Anlagen für das normale Einfamilienhaus sollten in den meisten Fällen Querschnitte von etwa 4 bis 6 mm² ausreichen. Hier fallen die Anschaffungskosten für die Solarkabel dann auch nicht so hoch aus.
Hintergrundwissen Gleichstromhauptleitung
Alle Stromkabel weisen einen gewissen Verlustwiderstand auf. Das bedeutet im Falle der Gleichstromhauptleitung, dass beim Wechselrichter etwas weniger Strom ankommt, als die Solarzellen eigentlich produziert haben. Bei der Auswahl der Kabeldicke kommt es nun darauf an, diese Verluste so weit wie möglich zu begrenzen. Der Experte versucht, die Verluste auf weniger als 1 Prozent der Generatorpeakleistung zu reduzieren.
Um die Zusammenhänge besser verstehen zu können, ist ein wenig technisches Hintergrundwissen nützlich. Jedes Kabel besitzt einen ohmschen Widerstand und per ohmschem Gesetz können wir berechnen, wie hoch der dadurch verursachte Spannungsabfall an diesem Widerstand ausfällt. Die Formel dafür lautet U = R*I. R ist der Widerstand, I der Strom und das Ergebnis U die Spannung.
Hierbei ergeben sich einige wichtige Zusammenhänge, die Besitzer von PV-Anlagen kennen sollten. Der ohmsche Widerstand einer Leitung hängt nämlich direkt proportional mit der Länge der Leitung zusammen. Je größer die Strecke ist, die Sie von den Solarmodulen für den Anschluss an den Wechselrichter mit dem Kabel zurücklegen müssen, desto höher fällt der Widerstand und damit auch der Leitungsverlust aus. Den umgekehrten Zusammenhang beobachten wir bei der Kabeldicke. Steigt der Durchmesser an, sinkt der Widerstand proportional dazu. Wenn Sie also größere Strecken überbrücken möchten, sollte proportional zum Anstieg der Distanz auch der Leitungsdurchmesser ansteigen.
Haben Sie bisher also zum Beispiel über eine Strecke von 30 Metern mit einem bestimmten Kabel mit 4 mm² Durchmesser verbunden und steigt die Distanz bei einer neuen Verkabelung auf 45 Meter, sollte das neue Kabel 6 mm² Durchmesser aufweisen. Das entspricht einem Anstieg von Distanz und Durchmesser um 50 Prozent. Hier gilt es allerdings viele weitere Faktoren zu berücksichtigen, wie etwa das für die Leitung verwendete Material. Denn die am häufigsten verwendeten Materialien wie Aluminium und Kupfer weisen zum Beispiel einen unterschiedlichen Leitwert auf. Ein Fachbetrieb kann am ehesten dazu beraten, welche Lösung hier bei Ihrer PV-Anlage sinnvoll ist.
Diese Fehler sollten Sie bei der Verkabelung vermeiden
Einige Fehler unterlaufen einem beim Verlegen der PV-Kabel schnell. Gehen Sie zur Vorbereitung diese Liste durch, bevor Sie sich an die Verkabelung heranwagen:
Es sollten an keiner Stelle Schlaufenbildungen auftreten.
Die Kabel sind so weit wie möglich vor der Witterung zu schützen.
Klemmen Sie die Kabel nirgendwo ein.
Die Verkabelung muss wassergeschützt sein.
Es ist an allen Anschlussstellen auf eine ordnungsgemäße Anbringung zu achten.
FAQ
Welches Kabel verbindet Solarmodule mit dem Wechselrichter?
Hierfür verwenden Sie ein geeignetes DC-Kabel. DC steht für „Direct Current“ und damit für Gleichstrom. Genau den produzieren die Solarzellen. Erst der Wechselrichter wandelt diesen in Wechselstrom um, weshalb Sie von dort aus AC-Kabel (Alternating Current bzw. Wechselstrom) benötigen.
Welcher Photovoltaik-Kabel-zum-Wechselrichter-Durchmesser ist optimal?
Die meisten PV-Kabel für den Anschluss an den Wechselrichter weisen heute einen Durchmesser zwischen 4 und 6 mm² auf. Hiervon abweichende Werte können jedoch in Abhängigkeit von der betrachteten Photovoltaikanlage sinnvoll sein.
Wie lang darf das Solarkabel maximal sein?
Das hängt vom Kabelquerschnitt und auch vom verwendeten Material für den Leiter ab. Je dicker das Kabel ist, desto länger darf es sein, ohne dass sich zu hohe Leitungsverluste ergeben.
