Solar DC-Sicherungen auf einem Sicherungsblock
Solar DC-Sicherungen auf einem Sicherungsblock
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Einer der wichtigsten Sicherheitsaspekte bei Solarenergieanlagen ist die richtige Dimensionierung der Sicherungen. Dieser Leitfaden hilft Ihnen zu verstehen, warum die richtige Solar-Sicherung die Dimensionierung Ihrer PV-Anlage so wichtig ist, und wie Sie sicherstellen können, dass Sie sie richtig vornehmen.

Die Solarsicherung

Eine PV-Solarsicherung ist eine entscheidende Komponente, wenn es darum geht, ein Solarsystem zu schützen vor elektrische Gefährdungen. Eine richtig dimensionierte Sicherung sorgt dafür, dass Ihr System Überspannungen oder Stromspitzen sicher bewältigen kann, und verhindert Brände oder Schäden an Ihren Geräten.

Sicherungen für Solaranlagen sind zwar wichtig, gehören aber auch zu den am meisten missverstandenen Komponenten. Viele Menschen wissen nicht, wie sie zu dimensionieren sind, was oft zu elektrischen Zwischenfällen führt, z. B. wenn die Drähte zu heiß werden.

Warum die Dimensionierung von Solar-Sicherungen wichtig ist

Um zu verstehen, wie wichtig die richtige Dimensionierung von Solarsicherungen ist, wird im Folgenden erläutert, wie die Verwendung einer falschen Größe zu Problemen führen kann: Nehmen wir an, Sie haben eine Solaranlage mit 5 parallel geschalteten 200-Watt-Paneelen, von denen jedes einen Strom von 4 Ampere erzeugt.

Nehmen wir nun an, Sie wählen eine 10-Ampere-Sicherung für jedes Modul in Ihrem System. Das scheint in Ordnung zu sein, da die maximale Stromabgabe Ihrer Module nur 4 Ampere beträgt. Das wäre jedoch nicht die richtige Art, die Sicherungen zu dimensionieren.

Der Grund dafür ist, dass Ihr System ohne Vorwarnung Überspannungen erfahren kann, die viel höher als die maximale Leistung sind. Zum Beispiel, eine Kurzschluss in einer der Schalttafeln könnte dazu führen, dass die anderen Schalttafeln 16 Ampere durch die Kabel der fehlerhaften Schalttafel treiben und den Stromkreis gefährlich aufheizen.

Leitfaden zur Dimensionierung von Solar-Sicherungen

Wie können Sie also die Solarsicherung für Ihr Solarenergiesystem dimensionieren? Vieles hängt vom jeweiligen Standort der Solarsicherungen ab. Bei der Absicherung einer Solaranlage gibt es im Allgemeinen 4 verschiedene Stellen, an denen die Sicherungen verwendet werden:

  • In den Stromkreisen der Solarmodule zwischen einem Modul oder String und einem anderen
  • Im DC-Verbindungskasten für die Kabel, die zum Laderegler oder zum netzgekoppelten Wechselrichter führen
  • Zwischen dem Laderegler und der Batterie
  • Zwischen Batterie und Wechselrichter

Solarmodul-Sicherungen

Die Hersteller empfehlen in der Regel eine 30-Ampere-Sicherung zum Schutz der Solarmodulkabel. Das liegt daran, dass die meisten Paneele mit 10er-Kabeln installiert werden. Diese Kabel können sicher mit 30 A belastet werden, wodurch die Möglichkeit eines Brandes aufgrund von Überströmen ausgeschlossen wird.

Die Sicherungen für Solarmodule befinden sich in der Regel zwischen den einzelnen Modulen oder zwischen parallel geschalteten Modulsträngen. Dies dient dem Schutz der Panelkabel vor Fehlerströme. Die Sicherungen werden normalerweise auch am Verteilerkasten installiert.

Beachten Sie, dass die Absicherung von Solarmodulen nicht für in Reihe geschaltete Module gilt. In dieser Konfiguration übersteigt die Stromstärke nicht die Strombelastbarkeit der Drähte. Aus diesem Grund ist eine Absicherung im Allgemeinen nicht erforderlich.

Solarsicherungskasten/-block
Solarsicherungskasten/-block
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Sicherung zwischen Solarmodul und Laderegler

Diese DC-Solarsicherung (oder Sicherungen) befindet sich in der Regel im Verteilerkasten. Sie dient dem Schutz der Kabel, die vom Kasten zum Laderegler führen.

Bei einem netzgekoppelten System wäre dies der Stromkreis zwischen dem Sicherungskasten und dem Wechselrichter. Hier sind die Bemessungsrichtlinien für die Sicherung zwischen dem Solarmodul und dem MPPT- oder Laderegler.

  • Bei dieser Solarsicherung erfolgt die Dimensionierung anhand der Array-Kurzzeit Bemessungsstromkreis (ISC). Dieser Wert kann dem Datenblatt des Herstellers entnommen werden.
  • Für ein System mit 5 Paneelen und einem Isc von 5 Ampere würden Sie also eine 10-Ampere-Sicherung verwenden (5 x 1,56 = 7,8). Wenn Sie mehrere Strings von Panels haben, müssen Sie eine Sicherung verwenden, die für die Summe der Kurzschlussströme aller Strings ausgelegt ist.
Eine 30-Ampere-Solarsicherung und ihr Halter
Eine 30-Ampere-Solarsicherung und ihr Halter
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Sicherung zwischen Laderegler und Batterie

Der nächste Sicherungstyp ist die Sicherung zwischen dem Laderegler und den Batteriekabeln. Die Größe dieser Sicherung hängt von dem maximalen Strom ab, der vom Laderegler zur Batterie fließen kann.

In diesem Fall sollten Sie eine Sicherung verwenden, die für das 1,25-fache des maximalen Stroms ausgelegt ist, der vom Laderegler fließen kann. Nachfolgend finden Sie ein Berechnungsbeispiel für die Dimensionierung einer Sicherung zwischen Solarregler und Batterie:

  • Wenn der Laderegler für einen maximalen Strom von 10 Ampere ausgelegt ist, würden Sie eine 12,5-Ampere-Sicherung verwenden (10 x 1,25 = 12,5). Es ist auch wichtig, dass Sie die im Handbuch des Solarladegeräts empfohlene Absicherung beachten.
  • Das liegt daran, dass Solarladeregler unterschiedlich sind und mit PWM oder MPPT arbeiten können. Manchmal sind sie auch ausgestattet mit Überstromschutzund die Sicherungsbatterie muss entsprechend ausgelegt sein.
Solar-Sicherungshalter für Batteriesicherung
Solar-Sicherungshalter für Batteriesicherung
Ressource: https://youtu.be/GRKcZEIWihg

Sicherung zwischen Batterien und Wechselrichter

Die letzte Art von Solar-DC-Sicherung wird zwischen der Batterie und dem Wechselrichter verwendet. Diese Sicherung dient dazu, den Stromkreis zwischen Batterie und Wechselrichter vor Überstrom zu schützen. Wir empfehlen, die Größe der Sicherung in dieser Situation anhand des Handbuchs Ihres Wechselrichters zu bestimmen, da einige Wechselrichter Sicherungen enthalten, andere nicht.

Die Standardmethode für die Dimensionierung der Sicherung zwischen den Batteriewechselrichterkabeln besteht darin, den maximalen Ausgangsstrom des Wechselrichters zu verwenden und diesen mit 1,25 zu multiplizieren. Anhand dieser Formel können wir eine Sicherung für einen 1.000-Watt-12-Volt-Wechselrichter dimensionieren.

  • Um den maximalen Ausgangsstrom des Wechselrichters zu erhalten, müssen wir die Stromstärke des Wechselrichters durch die Wattzahl durch seine Spannung. Für einen 1.000-Watt-12-Volt-Wechselrichter ergeben sich also 1.000 Watt / 12 Volt = 83,3 Ampere.
  • Multiplizieren Sie dann die Amperezahl mit 1,25, um die Sicherungsgröße zu erhalten, die 104,1 Ampere beträgt (83,3 x 1,25 = 104,1). Diese Stromstärke muss auf eine fertige und verfügbare Sicherungsgröße abgerundet werden.

Schlussfolgerung

Die richtige Dimensionierung von Solarsicherungen ist ein wichtiger Aspekt für die Sicherheit Ihres Stromsystems. Wie Sie sehen können, gibt es verschiedene Arten von Solarsicherungen, die in verschiedenen Teilen eines Solarenergiesystems verwendet werden. Diese sind in der Regel je nach Standort unterschiedlich dimensioniert. Berücksichtigen Sie dies bei der Einrichtung Ihrer PV-Anlage. Halten Sie sich außerdem immer an die Anweisungen des Herstellers, sofern diese vorhanden sind.

IGOYE Solar-Sicherungs-Katalog
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