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Verkabelung und Anschluss

Wer im Fachhandel gezielt nach speziellen Kabeln für Photovoltaikanlagen (Norm: PV1-F) sucht, kann nicht allzu viel falsch machen. Wenn es in der Praxis dennoch zu Problemen kommt, sind meist Montagefehler die Ursache, aber keine Materialfehler. Die möglichen Probleme einer unsachgemäßen Kabelverlegung reichen von leichten Leistungseinbußen bis zu Bränden.

Worauf ist bei der Verlegung der Kabel zu achten?

Wichtig ist zunächst der fachmännische Anschluss der Stecker. Ein nicht optimaler Kontakt zwischen Kabel und Stecker bedingt einen hohen elektrischen Widerstand, der Leistungsverluste nach sich zieht. Zusätzlich heizt sich die Kontaktstelle stark auf und kann einen Brand auslösen.

An einer unterbrochenen Verbindung kann infolge einer Spitzenentladung sogar ein Lichtbogen entstehen, der die Brandgefahr nochmals um ein Vielfaches erhöht. Daneben ist auch auf die passende Länge der Kabel zu achten. Zu kurze Kabel stehen ständig unter einer mechanischen Zugspannung, zu lange Kabel können (im Außenbereich) durch Windeinwirkung ständig bewegt werden und so am Dach scheuern.

Derartige mechanische Belastungen halten Kabel nicht 20 oder 30 Jahre lang aus. Auch die Geometrie der Kabelwege ist wichtig. Hin- und Rückleiter werden in geringem Abstand parallel zueinander verlegt. Die bei einem Blitzschlag durch das Magnetfeld induzierte Spannung ist proportional zur vom Kabel umschlossenen Fläche, weswegen diese möglichst klein sein sollte.

Bei uns ist alles super gelaufen, Anfang Juli der Erstkontakt, Mitte Oktober war Inbetriebnahme der PV-Anlage. Sehr gut organisiert 👍
von Philipp P. aus Rehfelde

Kabelquerschnitte

Typischerweise kommen Kupferkabel mit Querschnitten von vier bis zehn Quadratmillimetern zum Einsatz. Je größer der Querschnitt ist, desto geringer ist der elektrische Widerstand.

Da die elektrischen Verluste auf der Wechselstromseite – also zwischen dem Wechselrichter und dem Einspeisepunkt – deutlich höher sind, ist hier ein größerer Querschnitt von etwa zehn Quadratmillimetern zu empfehlen. Auf der Gleichstromseite reichen auch vier oder besser sechs Quadratmillimeter.

Selbstverständlich können die Leistungsverluste durch die Wahl noch größerer Querschnitte oder anderer Materialien noch weiter reduziert werden, was sich jedoch im Einzelfall als unwirtschaftlich erweist. Mit der beschriebenen Verkabelung liegen die Verluste durch die Leitungen meist unter einem Prozent.

Kabel und Brandschutz

Die Verkabelung der Photovoltaikanlage sollte schwer entflammbar sein und der entsprechenden Norm IEC 60332-1-2 genügen. Es geht dabei nicht nur darum, dass die Kabel selbst bei Überhitzung natürlich keinen Brand auslösen sollten.

Ein zweites Problem besteht darin, dass die Kabel als Ausbreitungsweg für ein Feuer dienen können, das aus anderen Gründen ausgebrochen ist. Sie bilden gewissermaßen einen Tunnel durch Brandschutzbarrieren. Deswegen ist es wichtig, dass sie auch bei äußerer Flammeneinwirkung schwer entflammbar sind.

Halogenfrei ist gut, aber

Die Rolle halogenfreier Kabel im Brandschutz ist ein wenig kompliziert. Zunächst sagt „halogenfrei“ nichts über die Entflammbarkeit aus, sondern nur darüber, dass beim Brand der Kabel keine toxischen Gase entstehen.

Das wahrscheinlich gefährlichste Gas, das beim Brand nicht halogenfreier Kabel entsteht, ist Kohlenmonoxid. Das Problem besteht aber darin, dass halogenfreie Kabel sogar leichter entflammbar sind, wenn der Ummantlung nicht zusätzlich Brandschutzmittel hinzugefügt werden.

Deswegen ist es wichtig, dass Kabel halogenfrei und schwer entflammbar sind. In anderen Worten: „Halogenfrei nach EN50267-2-2“ ist für Photovoltaik Kabel nur in Verbindung mit „Flammwidrig nach IEC 60332-1-2“ gut.

Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse

Nicht jedes Stromkabel ist für den Gebrauch im Freien zugelassen. Das scheint übrigens nicht jeder ernst zu nehmen. Wer zum Beispiel auf Weihnachtsmärkten einen Blick auf die Kennzeichnungen der Kabeltrommeln der Stände wirft, wird wenig erfreut sein, wie viele Billigkabel aus dem Baumarkt dort durch Schnee und Regen verlegt sind, die nur für geschlossene Räume zugelassen sind.

Wenn die Kabel aber jahrzehntelang auf dem Dach verbleiben sollen, sollten sie dazu auch geeignet sein. Die wichtigsten Anforderungen sind die UV-Beständigkeit nach HD 605/A1, die Ozonbeständigkeit gemäß EN 50396 sowie die Widerstandsfähigkeit gegen Säuren und Laugen nach EN 60811-2-1. Daneben ist auch auf die Abriebfestigkeit sowie den zugelassenen Temperaturbereich zu achten.

Fazit: Keine Experimente

Die Kabel einer Photovoltaikanlage unterliegen einem sehr umfangreichen Regelwerk. Dabei handelt es sich nicht um typisch deutsche Bürokratie, sondern um eine dringliche Notwendigkeit.

Die Kabel sollen nicht nur wenig Strom schlucken, sondern auch Umweltgiften, extremen Temperaturschwankungen, mechanischen Beanspruchungen und elektrischen Spannungsspitzen (zum Beispiel durch Naheinschläge von Blitzen) standhalten.

Deswegen sollten nur Kabel zum Einsatz kommen, die vom Hersteller ausdrücklich für den Einsatz in Photovoltaikanlagen zugelassen sind. Diese sind an der Kennzeichnung PV1-F leicht erkennbar.

 

Letzte Aktualisierung: 17.11.2023