Ein Schaltplan für einen Solar-Generatoranschlusskasten zeigt, wie mehrere Photovoltaik (PV)-Strings zu einem oder mehreren DC-Ausgangsstromkreisen zusammengeführt werden, bevor sie zum Wechselrichter geleitet werden. Der übliche Verdrahtungspfad ist:
PV-String Plus → String-Sicherung oder DC-Leitungsschutzschalter → Plus-Sammelschiene → DC-Trennschalter oder Ausgangs-Leistungsschalter → DC-Plus-Eingang des Wechselrichters
PV-String Minus → Minus-Klemme oder Minus-Sammelschiene → DC-Minus-Eingang des Wechselrichters
PV-Modulrahmen / Schutzleiter → PE- oder Erdungsschiene → Erdungssystem der Anlage
DC-Überspannungsschutzgerät (SPD) → gemäß dem SPD-Anschlussmodus zwischen den DC-Leitern und dem Schutzleiter angeschlossen
Dieser einfache Pfad bildet den Kern fast jedes Schaltplans für PV-Generatoranschlusskästen. Die Details variieren je nach Anzahl der Strings, den Maximum Power Point Tracking (MPPT)-Eingängen des Wechselrichters, der Notwendigkeit einer Absicherung für jeden String, der Verwendung eines DC-Trennschalters oder DC-Leistungsschalters am Ausgang sowie der Art der SPD-Verdrahtung.
Dieser Leitfaden konzentriert sich auf Verdrahtung von DC-PV-Generatoranschlusskästen, nicht AC-Anschlusskästen. Wenn Sie eine umfassendere Produktübersicht benötigen, siehe VIOX Leitfaden für PV-Generatoranschlusskästen. Wenn Ihre Hauptfrage die Gerätekoordination betrifft, siehe Schutzkonzept für Solar-Generatoranschlusskästen.
Wichtigste Erkenntnisse
- Ein Generatoranschlusskasten schaltet Module nicht in Reihe. Die Reihenschaltung erfolgt normalerweise vor Ort, um jeden PV-String zu bilden.
- Innerhalb des Generatoranschlusskastens werden die Strings üblicherweise parallel geschaltet, sodass die Spannung in etwa gleich bleibt, während sich der Strom addiert.
- Der positive Leiter jedes Strings führt normalerweise durch eine String-Sicherung oder einen DC-Leistungsschalter, bevor er die positive Sammelschiene erreicht.
- Die negativen Leiter werden üblicherweise an einer negativen Klemmleiste oder Sammelschiene angeschlossen, es sei denn, das Design sieht sowohl eine positive als auch eine negative Absicherung vor.
- Der Schutzleiter (PE) oder Geräteerdungsleiter ist in den meisten modernen transformatorlosen PV-Systemen vom DC-Minusleiter getrennt.
- Ein DC-Überspannungsschutz (SPD) muss eine kurze, direkte Verbindung zur Erdungsschiene aufweisen; lange SPD-Leitungen erhöhen die Durchlassspannung bei einem Stoßstrom.
- Multi-MPPT-Wechselrichter erfordern häufig separate Sammelausgänge. Fassen Sie keine Strings aus verschiedenen MPPT-Gruppen zusammen, es sei denn, das Design des Wechselrichters lässt dies zu.
Schaltplan für PV-Generatoranschlusskasten auf einen Blick
| Anschlusspunkt | Typischer Anschluss | Was ist zu überprüfen? |
|---|---|---|
| PV-String Plus | String-Eingang + zum Sicherungshalter oder DC-Leistungsschalter |
Polarität, String-Isc, Sicherungsbemessung, Anschlussdrehmoment |
| PV-String negativ | String-Eingang - zum negativen Anschluss oder zur Sammelschiene |
Polarität, Anschlussgruppierung, Isolierung gegenüber PE |
| Positiver Ausgang | Positive Sammelschiene über DC-Trennschalter/Leistungsschalter zum Wechselrichter PV+ |
Kombinierter Strom, Leiterquerschnitt, DC-Spannungsbemessung |
| Negativer Ausgang | Negative Sammelschiene zum Wechselrichter PV- |
Nennstrom, Anschlusskapazität, Leitungsverlegung |
| PE / Erdung | Modulrahmen, Gehäuse, SPD-Erdungsleitung zur PE-Schiene | Durchgängigkeit, Potentialausgleich, lokale Erdungsvorschriften |
| SPD | +, -, und PE-Anschlüsse gemäß SPD-Verdrahtungsmodus |
Ucpv-Bemessung, Typ 1/2-Bedarf, kürzestmögliche Erdungsleitung |
| Überwachungs-Stromwandler/Shunt | Um jeden String- oder Ausgangsleiter, falls vorhanden | Richtung, Polarität, Kommunikationsverdrahtung |
Vor dem Lesen des Schaltplans: Wissen, was der Generatoranschlusskasten tatsächlich zusammenführt
Ein PV-Generatoranschlusskasten kombiniert parallele String-Stromkreise, nicht die Verdrahtung einzelner Module.
Zum Beispiel:
- Zehn Module in Reihe bilden einen Strang (String).
- Vier identische Stränge führen in den Generatoranschlusskasten (Combiner Box).
- Der Generatoranschlusskasten fasst diese vier Strangausgänge zu einem Ausgangsstromkreis zusammen oder zu zwei gruppierten Ausgängen für einen Wechselrichter mit zwei MPPTs.
Diese Unterscheidung ist wichtig, da viele Verdrahtungsfehler passieren, wenn Installateure den Generatoranschlusskasten so behandeln, als würde er den Reihenstrang erst bilden. Normalerweise ist dies nicht der Fall. Die Strangspannung ist bereits vorhanden, bevor das Kabel den Generatoranschlusskasten erreicht.
Grundlegender Schaltplan für einen 4-Strang-DC-Generatoranschlusskasten
Das gebräuchlichste Schema ist ein 4-Strang-Eingangs-Combiner mit einer Plus-Sammelschiene, einer Minus-Sammelschiene, Strang-Sicherungen auf der Plusseite, einem DC-Überspannungsschutz (SPD) und einem Ausgang zum Wechselrichter.
PV-Strang 1 + ── Sicherung 1 ┐
Dieser Schaltplan ist nur dann korrekt, wenn alle vier Strings für eine Parallelschaltung geeignet sind. Dies setzt in der Regel voraus, dass die Strings den gleichen Modultyp, die gleiche Anzahl an Modulen in Reihe und eine ähnliche Ausrichtung aufweisen und der MPPT-Eingang des Wechselrichters für den kombinierten Strom ausgelegt ist.
Single-MPPT vs. Multi-MPPT Verkabelung
Die MPPT-Konfiguration des Wechselrichters ist eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Verkabelung.
Single-MPPT-Verkabelung des Generatoranschlusskastens
Wenn der Wechselrichter über einen MPPT-Eingang verfügt und die Strings elektrisch aufeinander abgestimmt sind, kann der Ausgang des Generatoranschlusskastens aus einem Plus- und einem Minus-Paar bestehen.
4 abgestimmte PV-Strings → eine abgesicherte Sammelgruppe → ein PV+ / PV- Ausgang → Wechselrichter MPPT 1Dies ist üblich, wenn alle Strings in die gleiche Richtung ausgerichtet sind und ähnliche Einstrahlungsbedingungen aufweisen.
Verdrahtung eines Combiner-Kastens mit zwei MPPT
Wenn der Wechselrichter über zwei unabhängige MPPT-Eingänge verfügt, sollten diese MPPT-Gruppen im Combiner-Kasten normalerweise getrennt gehalten werden.
String 1 + String 2 → Combiner-Ausgang A → Wechselrichter MPPT 1
Führen Sie nicht alle Strings auf einer Sammelschiene zusammen, um den Ausgang anschließend auf zwei MPPT-Eingänge aufzuteilen, es sei denn, der Wechselrichterhersteller erlaubt diese Anordnung ausdrücklich. Separate MPPT-Eingänge sind darauf ausgelegt, unterschiedliche Spannungs-Strom-Arbeitspunkte zu verfolgen. Das Zusammenführen nicht übereinstimmender Strings vor dem Wechselrichter kann den Energieertrag verringern und die Fehlerdiagnose erschweren.
Position der String-Sicherungen
In einem typischen DC-Combiner-Kasten mit Sicherungen wird jeder positive String-Leiter auf einen individuellen gPV-Sicherungshalter geführt, bevor die positive Seite zusammengeführt wird.
String + Eingang → gPV-Sicherung → positive SammelschieneDer Zweck der String-Sicherung besteht nicht darin, das Modul vor zu hohem Strom zu schützen. Ein PV-Modul ist von Natur aus strombegrenzt. Die Sicherung dient hauptsächlich dazu, einen fehlerhaften String und dessen Leiter vor Rückströmen zu schützen, die von anderen parallel geschalteten Strings gespeist werden.
Aus diesem Grund wird die String-Absicherung mit zunehmender Anzahl paralleler Strings wichtiger. Ob eine Absicherung erforderlich ist, hängt von der maximalen Vorsicherung des Moduls, der Anzahl der parallelen Strings, der Strombelastbarkeit der Leiter, den örtlichen Vorschriften sowie dem Design des Wechselrichters bzw. Anschlusskastens ab.
Bei internationalen Projekten werden PV-Sicherungseinsätze üblicherweise spezifiziert als gPV-Sicherungen gemäß der Terminologie der IEC 60269-6. Bei nordamerikanischen Projekten muss der Schutz des PV-Quellstromkreises anhand der geltenden Anforderungen des NEC Artikel 690 und der Produktzulassungen überprüft werden.
Sollten sowohl der positive als auch der negative Pol abgesichert werden?
Viele Schaltpläne zeigen nur eine Absicherung der positiven Seite. Andere Systeme verwenden eine Absicherung sowohl des positiven als auch des negativen Pols. Die richtige Wahl hängt von der Erdungsanordnung, der Wechselrichtertopologie, den örtlichen Vorschriften und den Anweisungen des Geräteherstellers ab.
| Systemzustand | Gängige Verdrahtungsweise | Wichtiger Sicherheitshinweis |
|---|---|---|
| Potenzialfreies oder ungeerdetes PV-Generatorfeld | Je nach Auslegung kann eine Absicherung der Plusseite oder ein zweipoliger Schutz verwendet werden | Gehen Sie nicht davon aus, dass der DC-Minuspol mit der Erde verbunden ist |
| Funktionsgeerdetes System | Die Platzierung der Sicherung hängt von der Erdungsmethode und den geltenden Vorschriften ab | Befolgen Sie die Anforderungen des Wechselrichters und die geltenden Vorschriften |
| Bipolares PV-Generatorfeld | Positive und negative Teil-Arrays erfordern möglicherweise einen speziellen Schutz | Verwenden Sie kein standardmäßiges, einfaches Schaltbild für den Generatoranschlusskasten |
| Generatoranschlusskasten für den industriellen Maßstab oder mit Überwachungsfunktion | Die allpolige Abschaltung/Absicherung kann projektspezifisch sein | Befolgen Sie die technischen Zeichnungen |
Aus diesem Grund sollte ein sicherer Schaltplan nicht bei jedem PV-System von einer rein positiven Absicherung ausgehen. Die bessere technische Regel lautet: Befolgen Sie das Design des zugelassenen Generatoranschlusskastens, das Wechselrichterhandbuch, die örtlichen Vorschriften sowie die maximale Vorsicherung der PV-Module.
Verdrahtung des DC-Trennschalters oder DC-Leistungsschalters am Ausgang
Viele Generatoranschlusskästen enthalten am kombinierten Ausgang einen DC-Lasttrennschalter, einen DC-Trennschalter oder einen DC-Leistungsschalter.
Das Ausgangsgerät wird normalerweise nach der Zusammenführung der Strings platziert:
String-Sicherungen → positive Sammelschiene → DC-Ausgangstrennschalter/-leistungsschalter → Wechselrichter PV+Bei einigen Ausführungen werden sowohl die positiven als auch die negativen Ausgangsleiter durch einen zweipoligen oder vierpoligen DC-Lasttrennschalter geführt. Dies ist üblich, wenn das Gerät als lokale Trennvorrichtung für das PV-Generatorfeld verwendet wird.
Gehen Sie nicht davon aus, dass ein DC-Trennschalter und ein DC-Leistungsschalter austauschbar sind. Ein DC-Trennschalter dient primär der manuellen Trennung und Isolierung. Ein DC-Leistungsschalter kann nur dann einen Überstromschutz bieten, wenn er für die PV-DC-Spannung, den Strom, das Ausschaltvermögen, die Polarität und die Polverdrahtungsanordnung ausgelegt ist. Eine ausführlichere Erläuterung finden Sie unter DC-Lasttrennschalter vs. DC-Leistungsschalter.
DC-ÜSS-Verkabelung in einem PV-Generatoranschlusskasten
Ein DC-Überspannungsschutzgerät (ÜSS) wird parallel zum PV-Stromkreis geschaltet, nicht in Reihe zum Laststrom.
Typische ÜSS-Anschlüsse sind:
SPD + → PV-Plus-Sammelschiene oder LeitungsanschlussAbhängig von der Bauart des SPD und dem Erdungssystem kann der interne Schutzmodus wie folgt sein:
+ gegen PE- gegen PE+ gegen -- eine Y-Schaltung oder eine andere vom Hersteller definierte PV-SPD-Anordnung
Das wichtige Verdrahtungsprinzip ist, dass die SPD-Leiter so kurz und direkt wie möglich sein sollten. Während eines Überspannungsereignisses verursacht jeder zusätzliche Zentimeter Leiter einen induktiven Spannungsabfall; daher kann eine ordentlich aussehende, aber lange SPD-Schleife die tatsächliche Schutzleistung verringern.
Details zur Auswahl von DC-Überspannungsschutzgeräten finden Sie unter DC-Überspannungsschutzgeräte und Wie man ein Datenblatt für Überspannungsschutzgeräte liest.
Erdung und Verdrahtung der PE-Schiene
Die Erdungsschiene in einem PV-Generatoranschlusskasten ist nicht mit der negativen Sammelschiene identisch.
Die PE-Schiene nimmt normalerweise Folgendes auf:
- Erdungsleiter der Betriebsmittel von PV-Modulrahmen und Montagegestellen
- den Potenzialausgleichsleiter des Gehäuses des Generatoranschlusskastens
- SPD-Erdungsleiter
- Abgehender Geräteschutzleiter zum Erdungssystem
Die negative Sammelschiene führt den DC-Rückstrom. In einem korrekt ausgelegten System sollte die PE-Schiene keinen normalen Betriebsstrom führen.
Verbinden Sie den negativen PV-Pol nicht mit dem Gehäuse des Anschlusskastens, es sei denn, das Design des Wechselrichters oder des Systems erfordert dies ausdrücklich. Die meisten modernen transformatorlosen PV-Systeme nutzen Isolationsüberwachungs- oder Fehlerstromüberwachungskonzepte und erfordern, dass die DC-Leiter unter normalen Bedingungen von der Schutzerdung isoliert bleiben.
Schritt-für-Schritt-Verdrahtungsanleitung für PV-Generatoranschlusskästen
Diese Abfolge ist für einen typischen DC-PV-Generatoranschlusskasten geschrieben. Befolgen Sie stets den mitgelieferten Schaltplan, das Handbuch des Wechselrichters und die örtlichen elektrotechnischen Vorschriften.
1. Überprüfen Sie das Design, bevor Sie die Leitungen berühren
Vor der Verdrahtung ist Folgendes zu bestätigen:
- Anzahl der Strings
- Module pro String
- Maximale kältekorrigierte Leerlaufspannung des Strings
- Kurzschlussstrom des Moduls
- maximaler Nennstrom der Modul-Reihensicherung
- MPPT-Eingangsspannungs- und Stromgrenzwerte des Wechselrichters
- Spannungs-, Strom- und Gehäusespezifikationen des Anschlusskastens
- Ob das System geerdet, ungeerdet oder funktionsgeerdet ist
Montieren Sie den Generatoranschlusskasten an der korrekten Position
Der Generatoranschlusskasten sollte für Inspektionen und Wartungsarbeiten zugänglich sein, wobei Umwelteinflüsse, Kabelführung, Wärmeentwicklung und lokale Abstandsregeln zu berücksichtigen sind. Installationen im Außenbereich erfordern in der Regel eine geeignete IP/NEMA-Schutzart, UV-beständige Kabeleinführungen sowie eine zuverlässige Abdichtung an Verschraubungen oder Leitungsdurchführungen.
Vermeiden Sie die Montage des Kastens an Stellen, an denen sich Wasser um die Kabeleinführungen ansammeln kann oder an denen direkte thermische Belastung die internen Komponenten über ihre Derating-Grenzwerte hinaus beansprucht.
Führen Sie die PV-Stringkabel in die korrekten Eingänge ein
Führen Sie jedes PV-String-Paar durch die zugewiesenen Verschraubungen oder Leitungsdurchführungen in den Kasten. Achten Sie darauf, dass positive und negative Leiter vom Eingang bis zum Anschluss identifizierbar bleiben.
Bewährte Vorgehensweise:
- Kennzeichnen Sie jeden String an der Kabeleinführung
- Halten Sie den Biegeradius innerhalb der vom Kabelhersteller vorgegebenen Grenzwerte
- Vermeiden Sie es, Leiter über Sicherungsklemmen oder SPD-Anschlüsse zu führen.
- Lassen Sie ausreichend Leitungslänge für Wartungsarbeiten, vermeiden Sie jedoch unübersichtliche Schleifen in der Nähe der SPD-Erdungsverkabelung.
4. Verbinden Sie die Plusleitungen der Strings mit den Sicherungen oder DC-Leitungsschutzschaltern.
Jede Plusleitung eines Strings sollte an ihrem vorgesehenen Sicherungshalter oder Eingangsterminal des Schutzschalters angeschlossen werden. Der Sicherungsausgang wird dann mit der Sammelschiene für den Pluspol verbunden.
Schließen Sie nicht mehrere String-Plusleitungen an ein einzelnes Terminal an, es sei denn, das Terminal ist ausdrücklich für mehrere Leiter zugelassen.
5. Verbinden Sie die Minusleitungen der Strings mit der Minus-Klemmleiste oder Sammelschiene.
Verbinden Sie jede String-Minusleitung mit ihrem zugeordneten Minus-Terminal. In überwachten Anschlusskästen (Combiner Boxes) kann jede Minus- oder Plusleitung durch einen Stromsensor oder eine Überwachungsplatine geführt werden. Beachten Sie die Richtungsmarkierungen auf dem Überwachungsgerät.
6. Verdrahten Sie die Ausgangsleiter mit dem Wechselrichter.
Der kombinierte positive Ausgang wird durch das spezifizierte Ausgangsgerät geleitet, sofern vorhanden. Der kombinierte negative Ausgang erfolgt über die negative Sammelschiene oder die Ausgangsklemme.
Überprüfen:
- Strombelastbarkeit des Ausgangsleiters
- Eingangsstrombegrenzung des Wechselrichters
- die Klemmentemperaturbeständigkeit
- Polarität an beiden Enden
- korrekte MPPT-Gruppierung
7. Anschließen des Überspannungsschutzgeräts (SPD)
Verdrahten Sie das DC-SPD gemäß seiner Kennzeichnung und dem Datenblatt. Halten Sie die SPD-Leiter kurz und direkt, insbesondere den PE-Leiter. Falls das SPD über Fernmeldekontakte verfügt, verlegen Sie diese Niederspannungs-Signalleitungen nach Möglichkeit getrennt von den DC-Hochstromleitern.
8. Anschließen der PE- / Erdungsleiter
Verbinden Sie das Gehäuse des Combiners und alle erforderlichen Schutzleiter mit der PE-Schiene. Überprüfen Sie nach dem Anschluss die Durchgängigkeit der Erdung.
9. Vor dem Einschalten beschriften, inspizieren und testen.
Vor dem Schließen des Deckels:
- Überprüfen Sie die Polarität jedes Strangs.
- Überprüfen Sie die Sicherungswerte anhand der Planung.
- Stellen Sie sicher, dass keine losen Aderlitzen freiliegen.
- Überprüfen Sie das Anzugsdrehmoment der Klemmen gemäß den Herstellerangaben.
- Überprüfen Sie den Isolationswiderstand, falls dies projektseitig gefordert ist.
- Statusanzeige des SPD auf Normalzustand prüfen
- Vor dem endgültigen Anschluss sicherstellen, dass der DC-Trennschalter/Leistungsschalter auf AUS steht
- Leerlaufspannung (Voc) der Strings aufzeichnen und mit ähnlichen Strings vergleichen
Übliche Verdrahtungskonfigurationen
2-String-Anschlussbox
Ein 2-String-Kombinierer benötigt nicht immer String-Sicherungen, wenn das Design von Wechselrichter und Modulen eine direkte Parallelschaltung zulässt. Viele vorverdrahtete Boxen enthalten jedoch aus Wartungs- und Standardisierungsgründen dennoch Sicherungen.
String 1 + → Sicherung 1 → Plus-Sammelschiene4-String-Anschlussbox
Dies ist der gebräuchlichste Schaltplan für Schulungszwecke. Er ist nützlich, da er zeigt, wie sich der Strom paralleler Strings an der Sammelschiene addiert.
4 String-Plusleitungen → 4 Sicherungshalter → eine Plus-Sammelschiene → ein Ausgang4-String, 2-MPPT Generatoranschlusskasten
Diese Verdrahtung hält zwei Gruppen getrennt.
String 1 + String 2 → Ausgang A → MPPT 1Der Kasten mag von außen ähnlich aussehen, sollte aber intern über getrennte Plus-Gruppierungen und getrennte Ausgänge verfügen.
Generatoranschlusskasten mit Überwachung
In überwachten Kästen wird jeder String-Leiter durch einen Messkanal geführt. Die Überwachungsschaltung kann den String-Strom, den Sicherungsstatus, den Status des Überspannungsschutzes (SPD) oder die Temperatur messen.
Die wichtigste Verdrahtungsregel ist einfach: Überbrücken Sie beim Austausch eines Sicherungshalters, einer Klemme oder eines Kabels niemals den Überwachungspfad.
Verdrahtungsfehler, die die meisten Probleme verursachen
| Fehler | Warum dies gefährlich ist | Bessere Vorgehensweise |
|---|---|---|
| Vertauschen der String-Polarität | Kann den Wechselrichtereingang oder den Überspannungsschutz (SPD) beschädigen und zu Fehlerzuständen führen | Überprüfen Sie die Polarität vor dem Anschließen mit einem Messgerät |
| Zusammenlegen verschiedener MPPT-Gruppen | Verringert die Tracking-Leistung und erschwert die Fehlersuche | Halten Sie MPPT-Gruppen elektrisch getrennt |
| Verwendung von AC-Leitungsschutzschaltern oder Trennschaltern in DC-PV-Anlagen | DC-Lichtbögen sind schwieriger zu löschen als AC-Lichtbögen | Ausschließlich für PV zugelassene DC-Geräte verwenden |
| Zu lange Erdungsleitung des Überspannungsschutzgeräts (SPD) | Erhöht die tatsächliche Durchlassspannung bei einem Stoßstrom | PE-Pfad des SPD kurz und direkt halten |
| Verwendung der PE-Schiene als Minus-Sammelschiene | Kann Betriebsstrom auf Erdungspfade leiten | DC-Minus und PE getrennt halten, sofern das Design keine Verbindung erfordert |
| Mehrere Leiter unter einer Klemme | Führt zu lockeren Verbindungen und Überhitzung | Klemmen verwenden, die für die Anzahl und den Querschnitt der Leiter zugelassen sind |
| Übergroße Sicherungen | Kann den Schutz der Leiter oder der String-Verkabelung beeinträchtigen | Dimensionierung gemäß Modulvorgaben und geltenden Normen |
| Keine String-Beschriftung | Verzögert die Inbetriebnahme und Fehlersuche | Beschriften Sie jeden String, jede Sicherung und jeden Ausgang. |
Wie man den Schaltplan eines Solar-Combiner-Kastens vor der Installation prüft.
Nutzen Sie diese Kurzübersicht, bevor Sie einen Schaltplan freigeben:
- Verfügt jeder PV-String über eine eindeutige Kennzeichnung am
+und-Eingang? - Ist bei jedem abgesicherten String die Sicherung auf dem für das Systemdesign korrekten Leiter dargestellt?
- Sind die Plus- und Minussammelschienen klar von der PE-Schiene getrennt?
- Ist der Überspannungsschutz (SPD) angeschlossen an
+,-, und PE gemäß dem SPD-Datenblatt? - Ist der Erdungspfad des SPD kurz und direkt?
- Zeigt das Ausgangsgerät an, ob es sich um einen DC-Lasttrennschalter, einen DC-Leistungsschalter oder einen Trennschalter handelt?
- Sind mehrere MPPT-Gruppen voneinander getrennt?
- Sind alle DC-Geräte für die maximale PV-Spannung ausgelegt?
- Sind die Ausgangsleiter für den kombinierten Strom und die Installationsbedingungen dimensioniert?
- Sind Beschriftungen, Polaritätskennzeichnungen und Warnhinweise vorhanden?
Wann Sie keinen separaten Generatoranschlusskasten benötigen
Nicht jede PV-Anlage benötigt einen externen Generatoranschlusskasten.
Sie benötigen möglicherweise keinen, wenn:
- der Wechselrichter bereits über genügend unabhängige String-Eingänge verfügt
- der Wechselrichter den erforderlichen String-Schutz und die DC-Trennung beinhaltet
- nur ein String verwendet wird
- zwei Strings direkt über zugelassene Steckverbinder oder vom Hersteller freigegebene Wechselrichter-Eingänge verbunden werden
- das Anlagendesign keine externe Überwachung, keinen Überspannungsschutz (SPD) oder keine Trennvorrichtung vor Ort am Generatorfeld erfordert
In gewerblichen, industriellen und großtechnischen Anlagen bleiben Generatoranschlusskästen jedoch sinnvoll, da sie den String-Schutz, den DC-Überspannungsschutz, die Trennung, die Überwachung und den Wartungszugang zentralisieren.
FAQ
Wie sieht der korrekte Schaltplan für einen PV-Generatoranschlusskasten aus?
Der typische Gleichstrom-Verkabelungspfad führt vom Pluspol des PV-Strings zur Sicherung oder zum DC-Leistungsschalter, dann zur Plus-Sammelschiene und anschließend über den Ausgangstrennschalter oder Leistungsschalter zum Wechselrichter. Die Minuspole der PV-Strings werden an eine Minus-Sammelschiene oder Klemmleiste geführt, während die Schutzleiter und die Erdungsanschlüsse des Überspannungsschutzes (SPD) an die PE-Schiene angeschlossen werden.
Verbindet ein PV-Generatoranschlusskasten die Module in Reihe oder parallel?
Ein Generatoranschlusskasten schaltet normalerweise bereits fertig gebildete PV-Strings parallel. Die Reihenschaltung der Module erfolgt in der Regel außerhalb des Anschlusskastens, um die einzelnen Strings zu bilden.
Wo sollte die Sicherung in einem PV-Generatoranschlusskasten platziert werden?
Bei vielen Ausführungen wird jeder Plusleiter eines Strings durch eine individuelle gPV-Sicherung geführt, bevor er an die Plus-Sammelschiene angeschlossen wird. Einige Systeme erfordern je nach Erdungsmethode, Vorschriften und Geräteanweisungen eine andere Sicherungsplatzierung oder einen zweipoligen Schutz.
Kann ich alle Strings an einen MPPT-Eingang anschließen?
Nur wenn der MPPT-Eingang des Wechselrichters für den kombinierten Strom ausgelegt ist und die Strings für den gemeinsamen Betrieb geeignet sind. Wenn Strings in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind oder zu verschiedenen MPPT-Kanälen gehören, sollten sie in der Regel getrennt bleiben.
Ist die negative Sammelschiene dasselbe wie die Erdung?
Nein. Die negative Sammelschiene führt den DC-Rückstrom. Die PE- oder Erdungsschiene verbindet Geräterahmen, Gehäuseteile und die Erdungsleiter von Überspannungsschutzgeräten (SPD). Verbinden Sie den Minuspol nicht mit der Erde, es sei denn, das Systemdesign erfordert dies ausdrücklich.
Wo wird das SPD in einem Generatoranschlusskasten angeschlossen?
Ein DC-SPD wird parallel zum DC-Stromkreis geschaltet. Seine +, -, Anschlüsse für +, - und PE sollten gemäß dem Schaltplan des SPD verdrahtet werden. Der PE-Leiter sollte so kurz und direkt wie möglich verlegt werden.
Kann ein AC-Leitungsschutzschalter in einem PV-Generatoranschlusskasten verwendet werden?
Gehen Sie nicht davon aus, dass ein AC-Leitungsschutzschalter für PV-DC-Stromkreise geeignet ist. DC-Lichtbögen verlöschen nicht wie AC-Lichtbögen bei einem Nulldurchgang von selbst. Verwenden Sie Geräte mit expliziten Spezifikationen für PV-DC-Spannung, Stromstärke, Ausschaltvermögen, Polarität und Polanschluss.
Was sollte nach der Verdrahtung eines Generatoranschlusskastens geprüft werden?
Vor der Inbetriebnahme überprüfen Installateure in der Regel mindestens die Polarität, die Leerlaufspannung der Strings, die Erdungskontinuität, den festen Sitz der Anschlüsse, die Sicherungsbemessung, den Status des Überspannungsschutzes (SPD), die Gehäuseabdichtung und die Ausgangspolarität. Projektspezifikationen können zudem Isolationswiderstandsprüfungen und Inbetriebnahmeprotokolle erfordern.
Zusammenfassung
Ein guter Schaltplan für einen Solar-Generatoranschlusskasten ist nicht nur eine Abbildung von Leitungen. Er ist ein Plan der Schutzfunktionen.
Die positiven String-Leiter müssen durch den korrekten String-Schutz geführt werden. Die negativen Leiter müssen über den korrekten Klemmenpfad zurückgeführt werden. Der Überspannungsschutz (SPD) muss mit einer kurzen, direkten PE-Verbindung verdrahtet sein. Das Ausgangsgerät muss der erforderlichen Funktion entsprechen, sei es Trennung, Schaltung, Überstromschutz oder eine Kombination daraus. Bei Multi-MPPT-Designs müssen die String-Gruppen getrennt gehalten werden.
Wenn der Schaltplan diese Pfade verdeutlicht, wird der Generatoranschlusskasten einfacher zu installieren, zu prüfen, zu warten und bei Fehlern zu diagnostizieren. Wenn der Schaltplan diese Pfade verbirgt, mag die Installation zwar ordentlich aussehen, birgt jedoch ernsthafte elektrische Risiken.
Verwendete Quellen und Referenzpunkte
- Überprüfte bestehende VIOX-Seite: Schaltplan für Solar-Generatoranschlusskasten
- VIOX-interne Cluster-Referenz: Leitfaden für PV-Generatoranschlusskästen
- VIOX-interne Cluster-Referenz: Schutzdesign für Solar-Generatoranschlusskästen
- NEC-Kontextseite: NFPA 70 National Electrical Code
- Standardkontext für PV-Sicherungen: IEC 60269-6 ist der Teil der IEC-Niederspannungssicherungsnorm für Photovoltaik-Energiesysteme; die genaue Einhaltung für das Projekt sollte anhand des aktuell erworbenen Normtextes und der lokalen Vorschriften überprüft werden.
