Installationsanleitung für 4 mm² Solarkabel und MC4-Solaranschlüsse

Solar-PV-Kabelsind Kernkomponenten jeder Photovoltaikanlage und gelten als Lebensader, die die einzelnen Module miteinander verbindet, damit das System funktioniert. Die von den Solarmodulen erzeugte Energie wird an einen anderen Ort übertragen. Daher benötigen wir Kabel, um die Energie von den Solarmodulen zu übertragen – hier kommen Solarkabel ins Spiel.

Dieser Leitfaden dient als Einführung in 4-mm-Solarkabel – Solarkabel, die neben 6-mm-Kabeln am häufigsten verwendet werden. Wir erläutern die Unterschiede zwischen Kabeln/Leitungen, die Dimensionierungsmethoden und die Installation von 4-mm-Solarkabeln.

Solarkabel vs. Leitungen: Was ist der Unterschied?

Die Begriffe „Draht“ und „Kabel“ werden von der Öffentlichkeit als identisch angesehen, doch es gibt tatsächlich einen großen Unterschied zwischen beiden. Ein Solarmodul besteht aus mehreren Leitern, während ein Draht nur ein einzelner Leiter ist.

Das bedeutet, dass Drähte im Wesentlichen die kleinen Komponenten sind, aus denen das größere Kabel besteht. Ein 4-mm-Solarkabel hat mehrere kleine Drähte im Inneren, die zur Stromübertragung zwischen verschiedenen Endpunkten in der Solaranlage verwendet werden.

Solarkabel: 4mm Einführung

Um zu verstehen, wie 4-mm-Solarkabel funktionieren, müssen wir die Grundkomponenten des Kabels analysieren: Drähte.

Jeder Draht in einem 4-mm-Kabel fungiert als Leiter, und das Kabel besteht aus mehreren solcher Leiter. Solarkabel bestehen aus robustem Material wie Kupfer oder Aluminium. Diese Materialien sorgen für zuverlässige Konnektivität und ermöglichen die Stromübertragung von den Solarmodulen zum Haus.

Es gibt zwei Arten von Drähten: Einzeldrähte und Litzendrähte. Ein Einzeldraht oder Massivdraht dient als einzelner Leiter im Kabel und ist üblicherweise durch eine Schutzschicht isoliert, um ihn vor Witterungseinflüssen zu schützen. Einzeldrähte werden für die grundlegende elektrische Verkabelung im Haus, einschließlich Solarkabeln, verwendet. Sie sind im Vergleich zu Litzendrähten tendenziell günstiger, sind aber nur in kleineren Stärken erhältlich.

Litzenleitungen sind die große Schwester der Einzelleitungen. „Litze“ bedeutet, dass es sich bei der Leitung um eine Verbindung verschiedener Drähte handelt, die zu einem Kerndraht verdrillt sind. Litzenleitungen werden in Solaranlagen eingesetzt, finden aber auch Anwendung in anderen Bereichen – insbesondere in Fahrzeugen wie Autos, LKWs, Anhängern usw. Litzenleitungen haben den Vorteil, dicker zu sein und sind dadurch widerstandsfähiger gegen Vibrationen und Witterungseinflüsse. Daher sind sie auch teurer. Die meisten Solarkabel werden mit Litzenleitungen geliefert.

Was ist ein 4-mm-Solarkabel?

Ein 4-mm-Solarkabel ist ein 4 mm dickes Kabel mit mindestens zwei Adern, die unter einer Schutzhülle zusammengefasst sind. Je nach Hersteller kann ein 4-mm-Kabel 4–5 Adern oder nur 2 Adern enthalten. Kabel werden im Allgemeinen nach der Anzahl der Adern und dem Querschnitt klassifiziert. Es gibt verschiedene Arten von Solarkabeln: Solar-Stringkabel, Solar-DC-Kabel und Solar-AC-Kabel.

Solar-Gleichstromkabel

Gleichstromkabel sind die am häufigsten verwendeten Kabel für Solarstrings. Dies liegt daran, dass Gleichstrom in Haushalten und Solarmodulen verwendet wird.

• Es gibt zwei gängige Arten von Gleichstromkabeln: modulare Gleichstromkabel und String-Gleichstromkabel.

Beide Kabel können in Ihre Solarmodule integriert werden. Sie benötigen lediglich einen kleinen Stecker, um verschiedene Gleichstromkabel miteinander zu verbinden. Im Folgenden erklären wir, wie Sie 4-mm-Solarkabel mit Steckern verbinden, die im Baumarkt erhältlich sind.

DC-Solarkabel: 4 mm

Der 4mm DCPV-Kabelist eines der am häufigsten verwendeten Kabel für Solaranschlüsse. Wenn Sie ein 4-mm-Solarkabel anschließen möchten, müssen Sie die Plus- und Minuskabel der Strings direkt mit dem Solarwechselrichter (auch Generatorbox genannt) verbinden. Die Leistungsabgabe der Module bestimmt das benötigte Kabel. Es werden 4-mm-Kabel verwendet, während andere gängige Varianten wie 6-mm-Solarkabel und 2,5-mm-Solarkabel je nach Bedarf erhältlich sind.

4-mm-Solarkabel werden meist im Außenbereich bei starker Sonneneinstrahlung eingesetzt und sind daher meist UV-beständig. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, muss der Fachmann darauf achten, Plus- und Minuskabel nicht am selben Kabel anzuschließen.

Auch einadrige Gleichstromkabel sind verwendbar und bieten eine hohe Zuverlässigkeit. Farblich unterscheidet man üblicherweise zwischen einem roten (stromführenden) und einem blauen (negative Ladung) Kabel. Diese Kabel sind von einer dicken Isolierschicht umgeben, um sie vor Hitze und Regen zu schützen.

Es besteht die Möglichkeit, dieSolarkabelStrings können auf vielfältige Weise an den Solarwechselrichter angeschlossen werden. Die gängigsten Anschlussmöglichkeiten sind:

• Die Knotenstringmethode.
• Die DC-Combiner-Box.
• Eine direkte Verbindung.
• AC-Anschlusskabel.

Wenn Sie den Anschluss über ein AC-Anschlusskabel vornehmen möchten, müssen Sie die Schutzausrüstung verwenden, um die Wechselrichter mit dem Stromnetz zu verbinden. Handelt es sich bei dem Solarwechselrichter um einen dreiphasigen Wechselrichter, werden Niederspannungsanschlüsse dieser Art meist über fünfadrige AC-Kabel hergestellt.

Die fünfadrigen Wechselstromkabel bestehen aus drei Adern für drei verschiedene Phasen, die den Strom leiten: Plus, Minus und Neutralleiter. Bei einer Solaranlage mit einphasigem Wechselrichter benötigen Sie drei Kabel für den Anschluss: Phase, Erdung und Neutralleiter. Verschiedene Länder haben möglicherweise eigene Vorschriften für den Anschluss von Solaranlagen. Überprüfen Sie daher unbedingt, ob Sie die länderspezifischen Vorschriften einhalten.

Vorbereitung zur Installation: So dimensionieren Sie Solarkabel in einem Solarsystem

Die richtige Dimensionierung ist einer der wichtigsten Aspekte beim Anschluss verschiedener Kabel an die PV-Anlage. Sie dient der Sicherheit, um Kurzschlüsse und Überhitzung bei Spannungsspitzen zu vermeiden. Wenn das Kabel die zusätzliche Leistung nicht bewältigen kann, explodiert es und kann einen Brand in der Solaranlage verursachen. Übertreiben Sie es bei der Kabelgröße nicht, denn ein zu kleines Kabel riskiert Brand und Strafverfolgung, da dies in den meisten Ländern illegal ist.

Hier sind die Hauptfaktoren, die die erforderliche Solarkabelgröße bestimmen:

• Die Leistung der Solarmodule (d. h. die Erzeugungskapazität – wenn Sie viel Strom haben, benötigen Sie eine größere Größe).
• Abstand zwischen den Solarmodulen und den Lasten (bei einem größeren Abstand zwischen beiden ist eine höhere Abdeckung/Größe erforderlich, um einen sicheren Durchgang zu gewährleisten).

Kabelquerschnitte für Solar-Hauptkabel

Bei der Reihenschaltung der Solarmodule (beliebteste Methode) müssen die Wechselrichter möglichst nah am Einspeisezähler platziert werden. Liegen die Wechselrichter weiter vom Keller entfernt, kann die Länge des Solarkabels zu potenziellen Verlusten auf der AC- und DC-Seite führen.

Der Kernpunkt besteht darin, sicherzustellen, dass der von den Solarmodulen erzeugte Strom möglichst weit gelangt, ohne dass es zu Verlusten am Solarwechselrichter kommt. Solarkabel haben einen Verlustwiderstand, wenn sie Umgebungstemperatur haben.

Die Kabeldicke des Haupt-DC-Solarkabels kann dazu beitragen, Verluste zu vermeiden oder auf einem vernünftigen Niveau zu halten. Deshalb gilt: Je dicker das Kabel, desto besser. Hersteller konstruieren DC-Solarkabel so, dass der Verlust kleiner ist als die Spitzenleistung des Generators. Solarkabel haben einen Widerstand, und der Spannungsabfall an diesem Widerstandspunkt lässt sich berechnen.

So finden Sie ein hochwertiges 4-mm-Solarkabel

Die folgenden Hauptfaktoren bestimmen, ob Sie ein hochwertiges 4-mm-Solarkabel haben:

Witterungsbeständigkeit. Das 4-mm-Kabel muss temperaturbeständig und UV-beständig sein. Solarkabel werden in warmen Umgebungen eingesetzt und sind langer Sonneneinstrahlung und Feuchtigkeit ausgesetzt.

Temperaturbereich. Solarkabel sollten so ausgelegt sein, dass sie niedrigen Temperaturen von -30° bis über +100° standhalten.

Robuste Verarbeitungsqualität. Die Kabel müssen Biegung, Zug und Druck standhalten.

Säure- und basenbeständig. Dadurch wird sichergestellt, dass sich das Kabel nicht auflöst, wenn es schädlichen Chemikalien ausgesetzt wird.

Feuerbeständig. Wenn das Kabel flammhemmende Eigenschaften besitzt, kann sich das Feuer im Falle eines Ausfalls schwerer ausbreiten.

Kurzschlussfest. Das Kabel muss auch bei höheren Temperaturen kurzschlussfest sein.

Schutzhülle. Die zusätzliche Verstärkung schützt das Kabel vor möglichen Nagetieren und Termiten, die daran nagen könnten.

So schließen Sie ein 4-mm-Solarkabel an

Willkommen zu unserem Leitfaden zum Anschluss von 4-mm-Solarkabeln. Für den Anschluss der Solarkabel benötigen Sie zwei grundlegende Werkzeuge: Ein 4-mm-Kabel undSolar-PV-Anschluss MC4.

Solarkabel benötigen Steckverbinder, um sie an der richtigen Stelle anzuschließen. Der beliebteste Steckverbindertyp für 4-mm-Solarkabel ist ein MC4-Steckverbinder.

Dieser Stecker wird bei den meisten neueren Solarmodulen verwendet und schützt die Kabel vor Wasser und Staub. MC4-Stecker sind erschwinglich und funktionieren optimal mit 4-mm-Kabeln, einschließlich 6-mm-Solarkabeln. Beim Kauf eines neuen Solarmoduls sind MC4-Stecker bereits direkt angeschlossen, sodass Sie diese nicht extra kaufen müssen.

• Hinweis: MC4-Anschlüsse sind neuere Geräte und funktionieren nicht mit MC3-Kabeln.

Das große Problem bei den meisten Solarstromanlagen besteht darin, dass der Strom von den auf dem Dach montierten Modulen an einen anderen Ort im Haus weitergeleitet werden muss. Die einzige Möglichkeit hierfür ist der Kauf vorgefertigter Kabel mit unterschiedlichem Durchmesser (normalerweise 3 bis 9 Meter). Besser ist es jedoch, die benötigte Kabellänge zu kaufen und diese mit MC4-Steckern anzuschließen.

Wie bei jedem anderen Kabel gibt es auch bei einem MC4-Kabel Stecker und Buchsen. Sie benötigen grundlegende Werkzeuge wie das 4-mm-Solarkabel, MC4-Stecker/Buchsen, eine Abisolierzange, Kabelcrimpzangen und etwa 5–10 Minuten Zeit.

1) Einrichten der Anschlüsse

Der Stecker ist die wichtigste Komponente, da er die Kabel mit Ihrem Solarmodul verbindet. Markieren Sie zunächst das Metall, um anzugeben, wie weit der Stecker in Ihren vorhandenen Anschluss eingesteckt werden soll. Wenn das Kabel über diese Markierung hinausragt, können Sie möglicherweise nicht alle MC4-Stecker miteinander verbinden.

2) Crimp-Stecker

Zum Crimpen benötigen Sie eine Crimpzange. Wir empfehlen einen 4-mm-MC4-Crimpstecker, da dieser eine stabile Verbindung gewährleistet und die Kabel beim Crimpen zusammenhält. Die meisten Crimpzangen sind bereits ab 40 US-Dollar erhältlich. Dies ist der einfache Teil der Einrichtung.

Führen Sie zunächst die Schraubenmutter über die Metallklemme und achten Sie darauf, dass sich im Kunststoffgehäuse ein Rückschlagclip befindet. Wenn Sie die Mutter nicht zuerst auf das Kabel aufgesetzt haben, lässt sich das Kunststoffgehäuse nicht abnehmen.

3) 4mm Kabel einstecken

Vorausgesetzt, Sie haben das 4-mm-Solarkabel richtig gecrimpt, sollten Sie beim Einstecken in den Stecker ein Klickgeräusch hören, das die sichere Befestigung signalisiert. Anschließend sollten Sie das Kabel im Kunststoffgehäuse verriegeln.

4) Sichern Sie die Gummischeibe

Sie werden feststellen, dass die Dichtungsscheibe (meist aus Gummi) bündig am Kabelende anliegt. Dies sorgt für einen festen Halt für ein 4-mm-Solarkabel, sobald Sie die Mutter im Kunststoffgehäuse festziehen. Achten Sie darauf, die Mutter fest anzuziehen, da sich der Stecker sonst um das Kabel drehen und die Verbindung beschädigen kann. Damit ist die Verbindung für den Stecker hergestellt.

5) Crimp-Buchsenstecker

Nehmen Sie das Kabel und biegen Sie es leicht, um einen besseren Oberflächenkontakt innerhalb der Crimpstelle zu gewährleisten. Sie müssen die Kabelisolierung etwas abisolieren, um den Draht zum Crimpen freizulegen. Crimpen Sie die Buchse genauso wie den Stecker im zweiten Schritt.

6) Schließen Sie das Kabel an

Jetzt musst du nur noch das Kabel einführen. Dazu musst du lediglich die Mutter über das Kabel schieben und die Gummidichtung noch einmal überprüfen. Anschließend schiebst du das gecrimpte Kabel in das Buchsengehäuse. Auch hier solltest du ein „Klick“-Geräusch hören – das zeigt dir, dass es fest sitzt.

7) Konnektivität testen

Der letzte Schritt des Verbindungsvorgangs ist der Test der Konnektivität. Wir empfehlen, die MC4-Stecker ausschließlich vor dem Anschluss an die Hauptsolarmodule oder den Laderegler zu testen, um sicherzustellen, dass alles ordnungsgemäß funktioniert. Wenn die Verbindung funktioniert, stellen Sie sicher, dass Sie auch in den kommenden Jahren eine stabile Verbindung haben.