Die Bedeutung einer ordnungsgemäßen Installation und Verkabelung für Plug-and-Play-balkonkraftwerk

Sie verbinden die Komponenten eines Stromkreises und dienen als Leitung, durch die der Strom fließt. Wenn Sie ein absoluter Neuling auf dem Gebiet der Photovoltaik sind, ist es wichtig, die Grundlagen von Solarkabeln und -leitungen zu kennen.

Normalerweise werden balkonkraftwerk auf dem Dach oder einer erhöhten Struktur montiert, um Hindernisse zu vermeiden. Diese Paneele machen sich die Sonnenenergie zunutze und wandeln sie in nutzbaren elektrischen Strom um. Sobald die Solarenergie in nutzbaren elektrischen Strom umgewandelt wurde, wird sie über Solarkabel und -leitungen zu den elektrischen Einheiten transportiert.

Ein gut geplantes und ordnungsgemäß installiertes Netz von Solarkabeln und -leitungen gewährleistet die sichere und optimale Funktion eines PV-Systems. Die Planung der Balkonkraftwerk umfasst den angemessenen Einsatz von Solarkabeln und -leitungen.

Solardrähte

Solarkabel, die zur Verbindung der Komponenten einer Photovoltaikanlage verwendet werden, gibt es in verschiedenen Ausführungen. In der Regel werden damit vier Komponenten verbunden: das Solarmodul, der Wechselrichter, der Laderegler und die Batterien.

Die Wahl eines geeigneten Kabeltyps ist für den Betrieb und die Effizienz einer PV-Anlage von entscheidender Bedeutung. Wird ein falsches Solarkabel verwendet, kann es sein, dass es nicht die richtige Spannung liefert und die elektrischen Geräte nicht mit Strom versorgt werden können oder dass die Batterien nicht vollständig geladen werden können.

Zusammensetzung der Drähte

Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Balkonkraftwerk-Drähten: Einzeldrähte und Litzendrähte. Wie der Name schon sagt, enthält der Einzeldraht oder Massivdraht einen einzelnen Metalldrahtkern, während der Litzendraht aus mehreren verseilten Leitern besteht.

Ein Schutzmantel isoliert den Einzeldraht, aber es gibt auch blanke Drähte. Massivdraht wird für statische Anwendungen empfohlen, insbesondere für elektrische Leitungen im Haushalt. Bei gleicher Leitungskapazität sind Massivdrähte im Vergleich zu Litzen kompakter im Durchmesser. Einzelne Drähte kosten weniger, sind aber nur in kleinen Stärken erhältlich.

Wie bereits erwähnt, besteht die Litze aus mehreren Leitern, die miteinander verdrillt und mit einer Ummantelung versehen sind, um eine mehrdrähtige Leitung zu bilden. Litzendraht ist flexibler und kann häufigen Bewegungen standhalten. Es wird empfohlen, Standardkabel zu verwenden, wenn Sie Ihre Solaranlage an einem Ort installieren, an dem sie starken Winden oder häufigen Vibrationen ausgesetzt ist. Da sich mehrere Leiter in einem einzigen Strang befinden, bietet eine Litze eine bessere Leitfähigkeit. Im Vergleich zu Volldraht hat Litze einen größeren Durchmesser und ist teurer. Für größere Anlagen und Installationen im Freien wird in der Regel Standarddraht verwendet.

Material der Drähte

Solardrähte können auch nach dem verwendeten Leitermaterial eingeteilt werden. Für private und gewerbliche Anlagen werden in der Regel Aluminium- und Kupferdrähte verwendet.

Kupferdraht hat im Vergleich zu Aluminium eine höhere Leitfähigkeit. Die gleiche Größe eines Kupfer-Solardrahtes führt mehr Strom als Aluminium. Kupfer bietet Flexibilität und eine bessere Hitzebeständigkeit. Es eignet sich sowohl für Innen- als auch für Außenanwendungen. Allerdings sind Kupferdrähte teurer. Solarmodulkabel Die billigeren Aluminiumdrähte sind dagegen starrer und werden beim Biegen schwächer. Sie sind erhältlich in größere Querschnitte und typischerweise für Installationen im Freien, wie z. B. für Hausanschlüsse, verwendet.

Isolierung der Drähte

Solardrähte unterscheiden sich auch durch ihre Isolierung. Diese Ummantelung schützt das Kabel vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Hitze, Chemikalien, Wasser und ultraviolettem Licht. Zu den häufig verwendeten Isolierungstypen gehören:

• THHN für Anwendungen, die in trockenen Innenräumen verlegt werden

• TW, THW und THWN für Anwendungen, die in feuchten Räumen oder im Freien verlegt werden

• UF und USE (Underground Service Entry) für nasse, unterirdisch verlegte Leitungen, jedoch nicht beschränkt auf unterirdische Anwendungen.

• THWN-2 für Innenanwendungen, weniger teuer. Da es durch ein Kabelrohr verläuft, muss es nicht UV-beständig sein. THWN-2 kann direkt an die Hauptschalttafel angeschlossen werden. Es kann sowohl für Gleichstrom- als auch für Wechselstromkreise verwendet werden, wobei sich die Dimensionierung ändern sollte, nachdem die Verkabelung den Wechselrichter passiert hat.

• RHW-2, PV Wire und USE-2 Solarkabel für feuchte Außenanwendungen. Diese Kabeltypen sind ideal für die Verdrahtung von Balkonkraftwerk, Service-Terminal-Verbindungen und unterirdischen Service-Eingängen. Die Ummantelung von PV-Draht und USE-2 hält extremer UV-Belastung stand und ist feuchtigkeitsbeständig. PV-Draht ist mit einer zusätzlichen Isolierschicht versehen.

Farbe des Kabels

Farbcodierte Solardrähte erleichtern die Ausführung und Planung der elektrischen Verkabelung. Die Farbe des Kabels kennzeichnet seinen Zweck und seine Funktion im Solarsystem. Sie ist auch für die spätere Fehlersuche und Reparatur wichtig. Der National Electrical Code gibt die Leiterisolierungen und Anwendungen an.

Die Farbcodierung für Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) ist unterschiedlich. Hier ist ein kurzer Leitfaden zur Farbcodierung für einfache elektrische Installationen.

• AC-Anwendungen

• Rot, Schwarz oder eine andere Farbe für nicht geerdete heiße Anwendungen

• Weiß für geerdete Leiter

• Grün oder blank für die Erdung von Geräten

• DC-Anwendungen

• Rot für Pluspol

• Weiß für Minuspol oder geerdeten Leiter

• Grün oder blank für die Erdung des Geräts

• Bei der Installation von elektrischen Anlagen ist es wichtig, die Empfehlungen des National Electrical Code (NEC) zu befolgen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welcher Leiter und welche Isolierung für eine bestimmte Anwendung zu verwenden ist, sollten Sie die Hilfe eines zertifizierten Elektrikers in Anspruch nehmen.

Leitungskapazität und -dicke

PV-Drähte haben Nennwerte, die auf ihrer maximalen Strombelastbarkeit basieren. Grundsätzlich gilt, dass Balkonkraftwerk mit höherer Stromstärke dickere Solarkabel mit höherer Nennleistung erfordern. Prüfen Sie unbedingt die Stromstärke Ihres Systems und verwenden Sie ein Kabel, das der Belastung gewachsen ist. Wenn die Anlage 9 Ampere erzeugt, verwenden Sie 9-Ampere-Kabel oder etwas mehr (10 oder 11 Ampere).

Die Wahl eines Solarkabels mit geringerer Leistung kann zu einem Spannungsabfall führen. Mit der Zeit kann dies zu Überhitzung führen und sogar die Brandgefahr erhöhen.

Die Dicke von Solardrähten ist oft relativ zu ihrer Stromstärke. Je dicker das Kabel ist, desto höher ist die Strombelastbarkeit. Als Faustregel gilt: Verwenden Sie immer ein Kabel, das entweder dick genug oder etwas dicker ist, um gelegentliche Stromstöße zu bewältigen. Ermitteln Sie das Gerät mit der höchsten Stromstärke und wählen Sie ein Kabel, das diese Stromstärke bewältigen kann. Verwenden Sie zur besseren Orientierung einen online verfügbaren Schätzer für die Kabelgröße.

Für die Dimensionierung von PV-Kupferdrähten verwenden Sie die American Wire Gauge (AWG)-Skala. Im AWG-System wird der Draht mit steigender AWG-Zahl kleiner. So hat ein 2 AWG-Solarkabel einen größeren Durchmesser als ein 12 AWG Draht. Die Drahtgröße steht jedoch in umgekehrter Beziehung zur Stromkapazität des Drahtes.

2 AWG-Solarkabel haben eine Kapazität von 95 Ampere, während 12 AWG-Solarkabel eine Kapazität von 20 Ampere haben.

Kabellänge

Abgesehen von der Nennleistung und der Dicke des Solarkabels ist auch seine Länge zu berücksichtigen. Je länger die Strecke ist, die der Strom zurücklegt, desto mehr Strom verbraucht er. Verwenden Sie immer ein etwas dickeres Kabel, um die Sicherheit zu erhöhen, vor allem, wenn es über eine längere Strecke verlegt wird.

Wenn eine Anlage 5 Meter lang ist und maximal 10 Ampere und einen akzeptablen Kabelverlust von 3 % aufweist, können Sie ein 6 mm dickes Solarkabel verwenden. Auch hier gilt, dass die Verwendung von Kabeln mit geringerem Nennwert das Risiko von Spannungsabfällen, Überhitzung und Bränden erhöht. Elektriker empfehlen außerdem, sich auf künftige Lastanforderungen vorzubereiten; daher ist es immer sicher, bei der Erstinstallation dickere Drähte zu verwenden.

Solarkabel

Solarkabel bestehen aus mehreren isolierten Drähten, die von einem Außenmantel umhüllt sind. Fachleute verwenden sie, um Solarmodule und andere Komponenten einer Anlage miteinander zu verbinden Photovoltaikanlage. Sie vertragen hohe UV-Strahlung, hohe Temperaturen und sind witterungsbeständig. In der Regel werden sie außerhalb oder innerhalb der Balkonkraftwerk installiert.

Der Durchmesser eines Kabels hängt von der Anzahl der Leiter ab, die es enthält. Die Klassifizierung von Solarkabeln basiert auf der Anzahl der Drähte und ihrem Querschnitt. Im Allgemeinen gibt es drei Arten von Kabeln, die in einer PV-Anlage verwendet werden: DC-Solarkabel, DC-Solarhauptkabel und AC-Solaranschlusskabel.

DC-Solarkabel

DC-Solarkabel können entweder Modul- oder Stringkabel sein. In der Regel handelt es sich um einadrige Kupferkabel mit Isolierung und Ummantelung. Sie werden innerhalb der PV-balkonkraftwerk verwendet und sind mit geeigneten Steckern ausgestattet. DC-Solarkabel sind bereits in den Modulen eingebaut, so dass Sie sie nicht austauschen können. In einigen Fällen benötigen Sie ein DC-Solarkabel, um es mit anderen Modulen zu verbinden.

DC-Hauptkabel

DC-Hauptkabel sind größere Stromabnehmerkabel, die die Plus- und Minuskabel vom Generatoranschlusskasten mit dem Zentralwechselrichter verbinden. Typische Größen von DC-Hauptkabeln sind Solarkabel 2 mm, Solarkabel 4 mm und Solarkabel 6 mm.

Experten bevorzugen in der Regel DC-Kabel für die Außeninstallation. Um Kurzschluss- und Erdungsprobleme zu vermeiden, verlegen Sie Kabel mit entgegengesetzter Polarität getrennt voneinander.

Das Hauptgleichstromkabel kann entweder ein- oder zweiadrig sein. Einadrige Kabel mit doppelter Isolierung sind eine praktische Lösung, die eine hohe Zuverlässigkeit bietet. Für die Verkabelung zwischen Solarwechselrichter und Generatoranschlusskasten sind zweiadrige Gleichstromkabel eine typische Wahl.

AC-Anschlusskabel

Das AC-Anschlusskabel verbindet den Solarwechselrichter mit den Schutzeinrichtungen und dem Stromnetz.

Bei kleinen Solarsystemen mit dreiphasigen Wechselrichtern wird ein fünfadriges AC-Kabel für den Anschluss an das Stromnetz verwendet. Die Aufteilung der Adern ist wie folgt: drei stromführende Adern für den Stromtransport und je eine Ader für die Erdung und die natürliche Leitung. Für PV-Anlagen mit einphasigen Wechselrichtern wird dagegen ein dreiadriges AC-Kabel verwendet.

Abschließende Überlegungen

Wie bereits erwähnt, ist die Wahl der richtigen Kabelgröße für eine PV-Anlage äußerst wichtig. Die richtige Dimensionierung der Kabel verhindert Überhitzung und reduziert Energieverluste. Abgesehen von Sicherheitsbedenken stellt die Verwendung von unterdimensionierten Kabeln in den meisten Ländern einen Verstoß gegen den National Electric Code (NEC) dar. Wenn Sie ein Kabel verwenden, das nicht den Vorschriften entspricht, wird die Bauaufsichtsbehörde Ihre Installation beanstanden.

Im Allgemeinen gibt es zwei Hauptfaktoren, die die Größe des Solarkabels bestimmen. Dazu gehören die Stromerzeugungskapazität des Balkonkraftwerk und die Länge der Zuleitung zu den elektrischen Geräten. Weitere zu berücksichtigende Faktoren sind die Anwendung des Kabels und die Umgebungsbedingungen für die Installation.

Bevor Sie Solarkabel für Ihre PV-Anlage kaufen, müssen Sie oder Ihr Installateur mit der Berechnung der Kabel- und Leitungsgröße vertraut sein. Sie sollten mit den Vorschriften des NEC vertraut sein und sich daran halten. Die örtlichen Bauaufsichtsbehörden überprüfen, ob Ihre Elektroinstallation den Normen entspricht.