Solarkabel

Ein Solarkabel ist das Verbindungskabel, das bei der photovoltaischen Stromerzeugung verwendet wird. Solarkabel verbinden Solarmodule und andere elektrische Komponenten einer Photovoltaikanlage. Solarkabel sind UV-beständig und wetterbeständig. Sie können innerhalb eines großen Temperaturbereichs verwendet werden und sind im Allgemeinen außerhalb angeordnet.

Eigenschaften
Ein gemeinsamer Faktor für die meisten Photovoltaikanlagen ist der Einsatz im Freien, der durch hohe Temperaturen und hohe UV-Strahlung gekennzeichnet ist. Einadrige Kabel mit einer maximal zulässigen Gleichspannung von 1,8 kV Umax. Die Gleichspannung von Phase zu Erde muss Uo1,5kVDC und einen Temperaturbereich von -40 ° C bis +90 ° C Umgebungstemperatur, 120 ° C am Leiter für 25 Jahre Lebensdauer gegen thermische Alterung aufweisen. Die Umgebungstemperatur und die Leitertemperatur werden aus dem Arrhenius-Gesetz für die Alterung von Polymeren abgeleitet – die Alterung von Polymeren verdoppelt sich bei jedem Anstieg um 10 ° C.

DC-String-Kabel müssen zum Schutz vor Kurzschlüssen und Erdschlüssen doppelt isoliert sein.

Kleinanlagen mit String-Wechselrichtern
Bei Verwendung eines einphasigen Wechselrichters wird ein dreiadriges AC-Kabel zum Anschluss an das Netz verwendet, bei dreiphasiger Einspeisung ein fünfadriges Kabel.

Großflächige Systemverkabelung mit Zentralwechselrichtern
Als Haupt-DC bezeichnet, werden größere Stromkollektorkabel verwendet, um von der Generatorbox, die auch als DC-Kombinator bezeichnet wird, mit dem Zentralwechselrichter zu verbinden. IEC 62548 besagt, dass diese Kabel abgeschirmt sein müssen, wenn sie über 50 m lang sind. Zentralwechselrichter sind große Frequenzumrichter und ungeschirmte Kabel würden EMV-Probleme im gesamten Solarpark verursachen, die sich wie ein Kondensator verhalten können.

Isolierung
Die Isolierung des Kabels muss thermischen und mechanischen Belastungen standhalten können. Als Konsequenz werden heute vernetzte Kunststoffe zunehmend eingesetzt. Die Isolations- und Mantelmaterialien sind extrem beständig gegen Witterung, UV-Strahlung und Abrieb. Außerdem ist es salzwasserbeständig und beständig gegen Säuren und Laugen. Es ist sowohl für den festen Einbau als auch für bewegte Anwendungen ohne Zugbelastung geeignet. Es ist speziell für den Außeneinsatz konzipiert, dh für direkte Sonneneinstrahlung und Luftfeuchtigkeit, aber durch das halogenfreie, schwer entflammbare Mantelmaterial kann das Kabel auch in trockenen und feuchten Räumen eingesetzt werden.

DC-Verbindung
Einzelne Module werden über Kabel zum PV-Generator verbunden. Die Modulkabel sind zu einer Schnur verbunden, die in die Generatoranschlussdose führt, und ein Gleichstrom-Hauptkabel verbindet die Generatoranschlussdose mit dem Wechselrichter. Um die Gefahr von Erdschlüssen und Kurzschlüssen zu vermeiden, werden die Plus- und Minuskabel mit jeweils doppelter Isolierung getrennt verlegt.

Verlustminimierung
Der Querschnitt der Kabel sollte so bemessen sein, dass im Nennbetrieb auftretende Verluste 1% nicht überschreiten. String-Kabel haben üblicherweise einen Querschnitt von 4 bis 10 mm².

UL4703 Standard
Im Jahr 2005 veröffentlichten die American Underwriters Laboratories (UL) das UL-Thema 4703 Photovoltaic Wire. Sie deckt einadrige, isolierte und integral oder nicht integral ummantelte, sonnenlichtbeständige Photovoltaik-Kabel in verschiedenen Temperatur- und Spannungswerten für die Verbindungsverdrahtung von geerdeten und ungeerdeten Photovoltaik-Energiesystemen ab. Die Norm UL 4703 basiert auf den Service-Eingangskabeln USE-2 und spezifiziert einige zusätzliche Anforderungen für Photovoltaik-Kabel. Es gilt für Solarkabel in Nordamerika.