Hallo zusammen,
es wäre super, wenn jemand mir jemand Hinweise oder Quellen zur Beantwortung folgender Frage geben könnte:
Ich habe 14 PV Module mit einer Leistung von 410Wp in zwei Strings zu jeweils 7 Modulen verschaltet. Die Module (JAM54S-30-410-MR-BF) liefern ca. 13 A (Isc) bei ca. 31 V (Vmp).
Welche Daten müssten die LS haben ?
Die meisten fertigen Kästen liegen bei 1000V/32A , das erschient mir aber zu groß !?
Ein ähnliches Problem habe ich mit meinem Batteriespeicher. Der liefert 100A kontinuierliche Entladung. Ich würde die Verbindung also mit 125A absichern.
Wäre das richtig ?
Über eine Antwort. würde ich mich freuen.
Gehen wir das mal logisch an:
1.) keine LS verbaut: die Leitungen haben irgendwo einen Kurzschluß. Wie groß ist der dann maximal fließende Strom? Es fließt der Kurzschlußstrom der Solarmodule = 13A bei dir.
2.) es ist Sommer und wir möchten die maximale Leistung der Panele ernten: welcher Strom wird dann maximal fließen? Es ist der Kurzschlußstrom = 13A der dann maximal fließen kann.
3.) wir wollen diese Leitungen vor Beschädigung mit einem LS absichern. Bei welchem Strom soll er auslösen?
3a.) wir nehmen einen 12A LS als Schutz. Dieser löst also ab 12A aus und somit im Sommer wenn wir die max. Leistung ernten wollen löst er auch aus. Also nicht so clever.
3b.) wir nehmen 14A Sicherung. Es entsteht ein Kurzschluß, der LS kann aber nicht auslösen da der Kurzschlußstrom durch die Panele auf 13A begrenzt ist. Also auch nicht so clever.
Fazit: Es gibt keine Absicherung die mit Hilfe des Stromes erkennen könnte wann sie auslösen muß. Man kann das System nur Eigensicher machen. Dazu dimensionierst du die Solarkabel so das sie den Kurzschlußstrom ohne Probleme vertragen können, sie also nicht brennen. Desweiteren nimmt man Solarkabel die schwerentflammbar sind, und wenn sie denn brennen sollten, dann sollten die Verbrennungsprodukte nicht giftig sein. All das erfüllen zertifizierte Solarkabel heute schon. Desweiteren verlegt man sie so das ebenfalls eigensicherheit hergestellt wird. Kabelkanäle usw.
Verbleibt nun nur noch die Absicherung vor hohen Spannungen und Strömen die nicht selbst von den Solarpanelen kommt.
Also Blitzeinschlag, gegen den du keine Chance hast, der zerstört immer. Denn kannst du nur "umleiten" zur Schadensvermeidung, kurz: äußerer Blitzschutz. Möchtest du aber nicht da dieser sehr teuer ist und weitere Vorschriften für deine PV Anlage nach sich zieht.
Oder indirekte Induktion eines in der Nähe einschlagenden Blitzes. Dazu verbaut man im GAK einen Überspannungsschutz und stellt einen Funktionspotentialausgleich der Unterkonstruktion der Solarpanele mit der HES/PES/Erdung des Hauses her. Da viele WR schon einen solchen Überspannungsschutz integriert haben macht ein solcher zusätzlicher Überspannungsschutz im GAK nur dann Sinn wenn
a.) er auf dem Dach so dicht wie möglich an den Solarpanelen installiert wird und so verhindert wird das Überspannung in das Haus gelangt
b.) die Länge der Solarkabel > 10m ist bis zum WR. Dann sollte man am Anfang und Ende dieser Kabel einen Überspannungsschutz vorsehen.
So, du kannst aber im GAK Sicherungen vorsehen. Das hat keine Leitungsschutzfunktion der Solarkabel sondern dient für zwei Gründe
1.) je nach Sicherungstyp kann man mit Lösen der Sicherungen auf sichere Art unter "Last" trennen. Bei hohen Gleichspannungen und Strömen entstehen Lichtbögen die sich nicht selber löschen können, da Gleichstrom fließt. Gute Sicherungen an deiser Stelle löschen solche Lichtbögen wenn man sie unter Last trennt. In kurz: diese Sicherung kann als Abschalter dienen.
2.) diese Sicherungen lösen aus wenn ein Blitz einschlägt. In deisem Moment leiten nur noch die SPDs ( Überspannungsschutzsicherungen) diese Ströme/Spannung gegen Erde ab. Damit Schützen diese Sicherungen die Solarkabel + WR der am anderen Ende sitzt. Allerdings vorgesehen sind diese Sicherung dafür nicht und garantiert ist es auch nicht. Ein Direkteinschlag eines Blitzes kann nicht mit solchen Maßnahmen verhindert/abgesichert werden. Dafür fehlen einfach die Bauteile die so hohe Leistungen vertragen können. Nur ein äußerer Blitzableiter kann so was.
Der liefert 100A kontinuierliche Entladung. Ich würde die Verbindung also mit 125A absichern.
Wäre das richtig ?
Ja. Ob du nun eine Sicherung in Plusleitung verbaust oder jeweils eine in Plus- und Minusleitung hängt von deinem Aufbau ab. Wenn die komplette "Umgebung" deines Systems nicht leitend ist dann nur in Plus eine Sicherung. Denn wenn in diesem Fall Plus und Minus eine Sicherung hätte und die Plussicherung durch einen Fehler nicht auslöst, aber die Minus Sicherung auslöst, dann wird der Akku, der ein BMS enthält und mit dem WR verbunden wurde, diesen hohen Strom weiter über Plus und zurück über dieses Datenkabel als Ersatzminuspol in den WR leiten. Das führt zu Zerstörung des WRs.
Wenn aber deine Installation auf einem zB. Metallblech befestigt wurde und der Hersteller angibt das der Minuspol mit dickem Grün/Gelb an diese Metallplatte + Erdung angeschlossen werden soll, dann musst du jeweils eine Sicherung in Plus und Minus Kabel verbauen.
@pv-soko OK, dann habe ich das wohl ein wenig übertrieben, denn einen Lasttrennschalter habe ich schon. Ich nahm an, dass die Sicherungen im GAK in einem Störungsfall auslösen und die Verbindung trennen. Wenn ich dich richtig verstehe, wäre die Dimensionierung der Sicherung eher nicht so wichtig, so lange sie groß genug sind, um beim Trennen nicht abzubrennen ?
Guter Hinweis mit der Datenleitung, dass die eine eigene Masse hat war mir zwar klar, dass diese Verbindung aber als Ersatzminus für den Stromfluß von/zur Batterie verwendet werden könnte hatte ich nicht auf dem Schirm. Da am Metall Gehäuse der Batterie keine Möglichkeit zur Erdung zu bestehen scheint (prüfe ich nochmal), werde ich wohl nur Plus absichern.
Vielen Dank, das hat mir auf jeden Fall schon mal weitergeholfen.
Wenn ich dich richtig verstehe, wäre die Dimensionierung der Sicherung eher nicht so wichtig, so lange sie groß genug sind, um beim Trennen nicht abzubrennen ?
Ja.
Und sie sollte > Isc der Anlage sein da so sichergestellt wird das sie im Sommer bei Höchstproduktion nicht ständig auslösen. Die Panel-Hersteller teilen ihre Module schon in verschiedene Chargen auf, nach gemessener Leistung, aber bei fast allen ist es so das die Panele unter guten Bedingungen mehr an Leistung bringen können als im Datenblatt steht.
Wenn du deine Planung noch finetunen kannst dann konzentriere dich auf die "Eigensicherheit", dh. Verlegung, Art, Brandschutzkanäle der Solarkabel.
Bei der Verlegung der Kabel ist es immer wichtig das Plus und Minus Kabel parallel nebeneinander verlegt werden. So verhinderst du Leiterschleifen. Diese Leiterschleifen möchtest du verhindern weil dadurch eine "induktive Antenne" entsteht. Und diese wird bei einem Bltzeinschlag in der Nähe dann eine hohe Spannung induziert bekommen die deine Anlage zerstören kann. Eigensicherheit mit Parallelverlegung der Kabel bedeutet hier also die Physik zu berücksichtigen und Leiterschleifen zu vermeiden.
Desweiteren: verlege die Solarkabel die zum WR ins Haus führen zusammen mit dem Funktionspotentialausgleichskabel. Dieses Kabel geht vom Dach, der Unterkonstruktion der Anlage, durchgängig bis an deinen HES = Haupterdungsschiene deines Hauses. Dieses Kabel als 16mm² Kupfer auslegen, da sowas im Notfall Blitzstromtragfähig ist (denke dir deinen Teil und sprich Blitzschutz niemals laut aus, einige Experten reagieren allergisch darauf). Diese Kabel, also Solarkabel +- und Funktionspotentialausgleich, in einem Rohr/Brandschutzkanel verlegen. Abstand zu anderen Installationen halten und keine anderen Kabel, wie LAN-Kabel usw. zusammen mit diesen. Solarkabel benutzen die zertifiziert und Halogenfrei sind. Diese Kabel außerhalb des Hauses vom Dach bis zum WR verlegen. Die Strecke die innerhalb des Hauses bis zum WR geht so kurz wie möglich halten. Außerhalb des Hauses die Kabel vor Tierfraß und UV stabil schützen. Benutze Edelstahlklemmen da so elektrochemische Korrosion verhindert wird. Dh. bei deiner PV-Unterkonstruktion benutzt die entweder das gleiche Metall (meistens Alu) als Funktionspotentialausgleichs-Kabel oder aber du benutzt dedizierte Edelstahlklemmen wenn du verschiedene Metalle miteinander verbinden musst. Die Solarkabel auf dem Dach an der Unterkonstruktion mit UV-stablien Kabelbindern befestigen. Dabei keine Schleifen legen und die MC4 Stecker zueinander geradlinig, nicht stark biegen vor/nach der MC4 Steckverbindung, die werden sonst durch Wind und Wetter undicht und korrodieren. Diese Stecker und Kabel so verlegen das sie nicht dauerhaft im Wasser liegen. Die Hersteller sagen "wasserdicht" aber dies stimmt nicht. Liegen sie dauerhaft im Wasser wird es auch eindringen. Ergo: schön sauber an der Unterkonstuktion mit UV-stabilen Kabelbindern.
Das alles stellt schon einen hohen Grad an Eigensicherheit her dh. Funktion/Sicherheit/Dauerhaftigkeit.
Bei mir, Reihenmittelhaus, kann ich nicht außen am Haus entlang. Ich werde auf dem Dach zwei Anlagen installieren. Beide sind auf dem Dach verbunden (nicht innerhalb des Hauses) und gehen in einem Edelstahlwellrohr (4x Solarkabel 6mm² + 16mm² Funktionspotentialausgleich) in einem ungenutzten Lüftungsrohr bis 20cm an den GAK vor dem WR ran. Das sind bei mir < 10m. Innerhalb des Hauses verlaufen 3m dieses Wellrohres. Dort ist es an der Decke verlegt und mit einem schwerentflammbaren Plastikwellrohr geschützt, als Berührungsschutz, und innerhalb einer abgehängten Decke. Das Edelstahlwellrohr ist auf dem Dach als "Schwanenhals" gekrümmt und verschlossen aber nicht luftdicht. Die Verlegung ist so das Kondenswasser nach unten abfließen kann. Am Ende vor dem WR ist eine Edelstahlschelle angebracht und von dieser gehe ich mit 16mm² ebenfalls an meine HES. Dh. das komplette Edelstahlwellrohr ist ebenfalls geerdet.
Diese Verlegung und die Wahl der Kabel ist also ebenfalls eigensicher und hat eine hohen Brandschutz und ist resistent gegen parasitäre Induktion, sprich indirekter Blitzeinschlag. Das geerdete Wellrohr stellt einen Faradayscher Käfig dar.
Sooo, soweit das was ich dir helfen kann 😉
@pv-soko Wow, das war ausführlich !!!! Vielen Dank für deine Mühe ! Einen Teil der Sachen hatte ich schon berücksichtigt, und mir aus den Forumsbeiträgen zusammengereimt, aber das nochmal kompakt zu lesen ist deutlich besser. Mein Vor-/Nachteil ist, dass die gesamte Anlage auf einem Nebengebäude installiert ist. Daher sind meine Kabelwege zum WR weniger als 6m. An die HES komme ich nicht direkt ran, da muss ich ein ca. 8m Langes Kabel in meinen Keller legen.
Das mit den Kabelkanälen werde ich noch machen. Plastikwellrohr habe ich noch im Schrank, das hatte ich aber gar nicht auf dem Schirm. Dann kann ich das gleich mal einem neuen sinnvollen Verwendungszweck zuführen. Das mit dem Edelstahlwellrohr klingt nicht schlecht, muss ich nochmal drüber nachdenken.
Nochmals vielen Dank 