Steht der lang ersehnte Inbetriebnahmezeitpunkt der Photovoltaikanlage bevor, sind sowohl die Sicherheit bei der Verkabelung der PV-Anlage, als auch die möglichst verlustarme Intallation Grundvoraussetzungen. Um Leistungsverluste zu vermeiden, dürfen bei der Montage der Photovoltaikanlage die kürzesten Kabelwege gewählt werden. Beliebig sind die PV-Kabel jedoch nicht zu verlegen. Außerdem gibt es gesetzliche Vorschriften, die sowohl die Sicherheit der elektrischen Installation zur Erzeugung von Solarstrom als auch Brandschutzvorschriften betreffen. Des Weiteren sollte die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage bei der Verkabelung nicht ungeachtet bleiben, denn eine unsachgemäße Kabelverlegung kann den Ertrag der Anlage mindern.
Inhaltsverzeichnis
Die korrekte Verkabelung der Solaranlage ist das A & O
Richtig angewandt können Kabel einer PV-Anlage bis zu 30 Jahre den chemischen Belastungen, Temperaturschwankungen und anderen Umwelteinflüssen standhalten. Dabei sind die Kabel für Photovoltaikanlagen mit der Norm PV1-F oder H1Z2Z2-K versehen und entsprechen damit den gestellten Anforderungen, vor den äußeren Einflüssen geschützt zu sein. Probleme oder Fehler treten daher fast nie in Verbindung mit den robusten Solarkabeln auf, sondern entstehen vielmehr aufgrund von Fehlern bei der Installation einer Anlage. Zu kurze Kabel stehen unter dauerhafter Spannung – zu lange Kabel hingegen sind der ständigen Bewegung ausgesetzt und können dabei aufgerieben werden. Dabei sollten bei der PV-Anlage die Kabel beim Verlegen jedoch nie lose unter den Modulen hängen, sondern mit witterungs- und UV-beständigen Kabelbindern an dem Modul befestigt sein. Einige Solarmodule sind bereits mit Schienen versehen, welche die Ablage der Kabel ermöglichen, sodass die Photovoltaik-Verkabelung ausreichend vor Wasser geschützt ist. Auch treten an den Kabeln für Solaranlagen häufig Tierbisse auf, weshalb die Kabel zusätzlichen Schutz in Form von Kabelkanälen benötigen.
Mit der richtigen Verkabelung den Brandschutz erhöhen
Mit einer ordnungsgemäßen Installation bzw. Montage der einzelnen Photovoltaik Module kann das Risiko eines Brands an der PV-Anlage äußert gering gehalten werden. Aufgrund eines gebrochenen Kabels oder einer defekten Kabelverbindung können jedoch Risiken auftreten. Steigt die Temperatur an den Schwachstellen, könnte dadurch ein Brand verursacht werden. Somit ist es besonders wichtig, auf eine fachmännische PV-Anlagen Verkabelung zurückzugreifen.
Neben der Photovoltaik-Montage ist aber auch die Verwendung der richtigen Kabel für den Schutz vor einem Brandfall notwendig. Bricht ein Brand in einem Gebäude aus anderen Gründen aus, so bieten die Kabel dem Feuer eine schnelle Ausbreitungsmöglichkeit. Die damit verbundenen Kosten für die besondere PV-Verkabelung sind im Vergleich zu den Kosten im Brandfall sehr gering. Ebenso bieten sich halogenfreie Kabel für die Verkabelung der PV-Anlage an. Diese sind nicht weniger entflammbar, setzen jedoch im Brandfall keine toxischen Gase frei und das Feuer kann sich nicht an dem Kabel entlang ausbreiten.
Insbesondere bei der eigenständigen Installation sollte auf die gesetzlichen Vorschriften geachtet werden und zur Verkabelung der Photovoltaikanlage eine Anleitung zur Hand genommen werden. Im Vorfeld sollte sich der jeweilige Anlagen-Betreiber daher ausführlich über die zu beachtenden Vorschriften, beispielweise beim BDEW, informieren. Fachbetriebe sind mit den Richtlinien bestens vertraut, weshalb eine fachmännische Installation der Anlage immer zu empfehlen ist.
Der Kabelquerschnitt
Eine Photovoltaikanlage dient als Erzeuger erneuerbarer Energien und soll einen Mehrwert für den Betreiber schaffen. Um jedoch nicht nur den durch Sonnenenergie erzeugten Solarstrom zu verwenden, möchten viele Betreiber auch Erträge ernten. Damit dies gelingt, sollen Leistungsverluste so gering wie möglich gehalten werden, um die Photovoltaik-Wirtschaftlichkeit voll auskosten zu können.
Aufgrund dessen zeigt sich als wichtiger Faktor für den Leistungsverlust die Kabelverbindung, die sich zwischen zwei Varianten unterscheidet: Zum einen gibt es die DC-seitige Kabelverbindung, die bei der Photovoltaik-Anlage mit einem Kabel vom Modul zum Wechselrichter führt. Zum anderen führt die AC-seitige Kabelverbindung vom Wechselrichter zum Einspeisezähler. Darunter ist nochmals zwischen dem Kabelquerschnitt und dem Kabeldurchmesser bzw. der Länge der einzelnen Kabelverbindungen zu unterscheiden. Diese Punkte könnten einen Leistungsverlust der Photovoltaikanlage induzieren.
Eine optimale Verkabelung der PV-Anlage liegt also vor, wenn ein großer Kabelquerschnitt besteht. Dickere Kabel sind aber auch entsprechend teurer. Im Normalfall betragen Kabelquerschnitte auf der Seite des Gleichstroms 4-6 Millimeter und auf der Seite des Wechselstroms geringfügig größere Querschnitte. Da sich der Wechselrichter häufig im Keller befindet, wohingegen die Module direkt auf dem Dach installiert werden, werden oftmals jedoch bei der Photovoltaik-Verkabelung im und ums Haus Kabellängen von mehr als 50 Metern verwendet, die eine Verbindung zwischen den Solarmodulen und dem Wechselrichter für Photovoltaik herstellen.
Die Installation des Wechselrichters auf dem Dachboden wäre hingegen keine Alternative, da es dort im Sommer zu hohen Temperaturen kommt. Eine Minimierung der Kabellänge ist dagegen zwischen dem Wechselrichter und dem Einspeisezähler möglich und auch dringend erforderlich. Die Verluste beim Betreiben einer Photovoltaikanlage sollten weniger als ein Prozent betragen. Dabei ist allerdings nicht nur der Kabelquerschnitt für die optimale Ausrichtung der Photovoltaikanlage relevant, sondern auch welches Kabel für das Betreiben von Photovoltaik das Richtige ist.
Die Wahl der richtigen Kabel
Die Photovoltaik-Verkabelung nach DIN betrifft neben der normgerechten Installation auch die Verwendung der richtigen Kabel, um Gefahren zu vermeiden. Bei der Verkabelung ist daher zu beachten, dass sich die Kabel häufig im Freien befinden und somit widerstandsfähig sein müssen. Um Platz zu sparen, sollte der Außendurchmesser der Kabel möglichst gering sein. Im Fall eines Kurzschlusses sollten die Kabel außerdem Temperaturen von bis zu 250 °C aushalten können. Zusätzlich sollten die Kabel weitere Kriterien[1] erfüllen:
Witterungs- und UV-Beständigkeit nach HD 605/A1
- Temperaturbeständigkeit von -40 °C bis + 125 °C
- Halogenfreiheit nach EN50267-2-2
- Flammwidrigkeit nach IEC 60332-1-2
- Spannungsfestigkeit bis etwa 1.000 V
- Säuren- und Laugenbeständigkeit nach EN 60811-2-1
- Ozonbeständigkeit nach EN 50396
Fehler bei der Verlegung der Kabel für Photovoltaik – worauf Sie achten sollten
Auch in der Montagepraxis können sich bei einem erfahrenen Handwerker ab und an Fehler bei der Verkabelung der PV-Anlage einschleichen. Wichtig ist dabei, dass die Kabel keine Schlaufen bilden, die zu einem Brand führen könnten. Außerdem sollten die Leitungen nicht über dem Dach verlegt sein, sodass sie Witterungen frei ausgesetzt sind. Dazu sollten die Solarkabel vor Wasser geschützt sein und nicht beispielsweise in einer Regenrinne liegen. Ebenso können eingeklemmte Stellen bzw. Leitungen zu Gefahren führen. Die Kabel sollten ordnungsgemäß angebracht sein und gegebenenfalls an das Solarmodul gebunden werden, damit sie nicht auf dem Boden aufliegen.
Die häufigsten Fehler im Überblick:
- Schlaufenbildung bei den Kabeln
- Kabel werden über dem Dach angebracht und der Witterung ausgesetzt
- Solarkabel sind nicht vor Wasser geschützt
- Eingeklemmte Stelle bzw. Leitungen
- Kabel werden nicht ordnungsgemäß angebracht
Diese Punkte führen zwar nicht zu einem Totalausfall der Anlage, können jedoch zu teuren, aufwendigen Reparaturen beitragen, da an einer Solaranlage nicht jedes Kabel ohne Weiteres ausgetauscht werden kann.
Dazu können die Fehler zu Leistungsverlusten an den Erträgen der erneuerbaren Energie der Solaranlage führen. Mit einem geschulten Blick auf die Verkabelung der PV-Anlage lassen sich weitreichende Probleme vermeiden.
[1] https://www.rechnerphotovoltaik.de/photovoltaik/technik/verkabelung
