Fazit vorweg: Ein Solar-Combiner-Box fasst mehrere Solarmodulstränge zu einem einzigen Ausgang zusammen, bevor sie Strom an den Wechselrichter sendet. Sie vereinfacht die Verkabelung, erhöht die Sicherheit durch Überstromschutz und senkt die Installationskosten. Sie wird jedoch in der Regel nur für Systeme mit vier oder mehr Modulsträngen benötigt.
Was ist eine Solar-Combiner-Box?
Ein Solar-Combiner-Box ist ein Schaltschrank, der die Ausgänge mehrerer PV-Modulstränge für den Anschluss an den Wechselrichter bündelt. Er enthält Eingangs-Überstromschutzsicherungen für mehrere Stränge, wobei die Anzahl der Stränge zwischen drei und 52 liegen kann.
Stellen Sie sich die Combiner-Box als zentralen Knotenpunkt vor, an dem die gesamte Verkabelung Ihrer Solarmodule zusammenläuft, bevor sie zum Wechselrichter weitergeleitet wird. Anstatt Dutzende separater Kabel direkt zu Ihrem Wechselrichter zu führen, organisiert die Combiner-Box alles an einem übersichtlichen, handlichen Anschlusspunkt.
Der Solar-Combiner-Box ähnelt einem Anschlusskasten und dient als elektrisches Gehäuse, das mehrere Drähte und Kabel über verschiedene Anschlüsse zusammenführt. Dieses scheinbar einfache Gerät trägt entscheidend dazu bei, Solaranlagen sicherer, übersichtlicher und kostengünstiger zu machen.
Wie funktioniert eine Solar-Combiner-Box?
Die Funktionsweise eines Solar-Combiner-Kastens ist unkompliziert, aber unerlässlich. Jeder Strangleiter ist mit einer Sicherungsklemme verbunden, und die Ausgänge der abgesicherten Eingänge werden auf einem einzigen Leiter zusammengefasst, der den Kasten mit dem Wechselrichter verbindet.
Hier ist der schrittweise Prozess:
- Eingangsstufe: Mehrere Solarpanelstränge werden über einzelne Anschlüsse in die Combiner-Box eingeleitet.
- Schutzstufe: Jeder Strang durchläuft eine eigene Sicherung oder einen eigenen Leistungsschalter zum Schutz vor Überstrom.
- Kombinationsphase: Eine Sammelschiene oder ein Klemmenblock verbindet alle geschützten Eingänge
- Ausgangsstufe: Ein einziges Kabel mit größerer Kapazität überträgt die gesamte Leistung zum Wechselrichter
Der Solarkombinierer nimmt die Leistung mehrerer Solarzellen auf und kombiniert sie zu einer Leitung, bevor sie an den Wechselrichter weitergeleitet werden. Dieser Prozess hält die einzelnen Strangspannungen aufrecht und addiert gleichzeitig die Ströme, wodurch die Leistungsabgabe an Ihren Wechselrichter maximiert wird.
Schlüsselkomponenten in einer Solar-Combiner-Box
Durch die Kenntnis der internen Komponenten lässt sich besser verstehen, wie diese Geräte sowohl Funktionalität als auch Schutz bieten:
Leistungsschalter oder Sicherungen
DC-Kompaktleistungsschalter (MCCB) schützen Stromkreise in Solarstromerzeugungssystemen und eignen sich für Photovoltaikanlagen mit höherer Leistung und Nennwerten zwischen 63 A und 630 A. PV-Strangsicherungen schützen vor Überstrom, indem sie bei Störungen den Stromfluss unterbrechen und so den Rückstromfluss verhindern.
Überspannungsschutzgeräte (SPDs)
DC Überspannungsschutzgeräte Schützen Sie das System vor transienten Überspannungen, leiten Sie Überspannungen in den Boden ab und schützen Sie nachgeschaltete Geräte vor möglichen Überspannungsschäden. Dies ist besonders wichtig für Außenanlagen, die Blitzeinschlägen ausgesetzt sind.
DC-Trennschalter
DC-Trennschalter isolieren einen Stromkreis bei einer Überspannung oder einem Kurzschluss und ermöglichen so eine sichere Wartung und Notabschaltung.
Sammelschienen oder Klemmleisten
Die Sammelschiene ist ein leitfähiger Metallstreifen mit mehreren Anschlusspunkten, der zahlreiche eingehende Drähte zu einer Einheit verbindet. Diese Komponente kombiniert die elektrischen Ausgänge aller Stränge physisch.
Gehege
Das wetterfeste Gehäuse schützt alle internen Komponenten vor Umwelteinflüssen. Die meisten Solar-Combiner-Boxen werden in Außengehäusen mit mindestens NEMA 3R-Einstufung geliefert, obwohl NEMA 4-Stahlgehäuse und NEMA 4X-Gehäuse aus nichtmetallischem Stahl häufiger sind.
Arten von Solar-Combiner-Boxen
Standard-DC-Combiner-Boxen
Dies ist der gängigste Typ. Er kombiniert mehrere Gleichstromeingänge einer Solaranlage zu einem einzigen Ausgang. Sie eignen sich ideal für Standard-Solaranlagen, bei denen Einfachheit und Effizienz im Vordergrund stehen.
AC-Kombinationsboxen
AC-Combiner-Boxen sind mit einem integrierten AC-Leistungsschalter mit geformtem Gehäuse (MCCB) für den AC-Eingang ausgestattet und werden im Allgemeinen zum Zusammenfassen von AC-Schaltkreisen von Wechselrichtern in größeren Systemen verwendet.
AFCI-Kombinationsboxen
AFCI-Kombinationskästen (Arc Fault Circuit Interrupter) erkennen Störlichtbögen und unterbrechen den Stromkreis, bevor sich Fehler zu Bränden oder Kurzschlüssen entwickeln können. Daher eignen sie sich hervorragend für Installationen, bei denen Brandschutz oberste Priorität hat.
Trennen Sie Combiner Boxen
Diese Boxen bieten die zusätzliche Funktionalität, die Solaranlage an einem einzigen Punkt zu trennen und bieten so eine zusätzliche Sicherheitsebene für schnelle Abschaltungen im Notfall oder bei Wartungsarbeiten.
Wann benötigen Sie eine Solar-Combiner-Box?
Die Entscheidung für den Einsatz einer Combiner Box hängt in erster Linie von Ihrer Anlagengröße ab:
Systeme, die Combiner-Boxen erfordern (4+ Strings)
Wenn ein Projekt nur zwei oder drei Stränge umfasst, wie beispielsweise ein typisches Haus, ist kein Generatoranschlusskasten erforderlich. Stattdessen schließen Sie den Strang direkt an einen Wechselrichter an. Ein Generatoranschlusskasten ist nur für größere Projekte mit vier bis 4.000 Strängen geeignet.
Combiner-Boxen sind erforderlich, wenn mehr als drei Solarstrings an den Wechselrichter angeschlossen werden müssen. Bei weniger als drei Solarstrings können diese ohne zusätzliche Geräte direkt an den Wechselrichter angeschlossen werden.
Kleine Wohnanlagen (1–3 Stränge)
Für kleine Solaranlagen mit einem oder zwei Strängen ist ein Solar-Combiner-Box nicht zwingend erforderlich. Diese Anlagen sind einfacher und erfordern weniger Anschlüsse, sodass die Verkabelung ohne zusätzliche Geräte einfacher zu handhaben ist.
Aber auch kleinere Systeme können von Combiner-Boxen profitieren, wenn Sie zukünftige Erweiterungen planen oder zentrale Überwachungs- und Trennungsfunktionen wünschen.
Gewerbliche und industrielle Anwendungen
Die meisten gewerblichen und industriellen Anlagen profitieren vom Einsatz eines Solarkombinators. Diese Systeme verfügen oft über viele Solarmodule und Strings, sodass eine Combiner-Box das System vereinfachen und Kosten sparen kann, da Material und Installationszeit deutlich reduziert werden.
Hauptvorteile von Solar-Combiner-Boxen
Kostensenkung
Solar-Combiner-Boxen bündeln den eingehenden Strom zu einer Hauptleitung, die ihn an einen Solarwechselrichter weiterleitet. Dies spart durch die Reduzierung der Kabel Arbeits- und Materialkosten.
Die Kosteneinsparungen ergeben sich aus:
- Reduzierter Kabelbedarf: Anstatt mehrere Kabel zum Wechselrichter zu verlegen, benötigen Sie nur ein großes Ausgangskabel
- Geringerer Installationsaufwand: Vereinfachte Verdrahtung verkürzt die Installationszeit
- Weniger Wechselrichteranschlüsse: Geringere Komplexität am Wechselrichter reduziert den Installationsaufwand
Verbesserte Sicherheit und Schutz
Solar-Combiner-Boxen sind so konstruiert, dass sie Überstrom- und Überspannungsschutz bieten, um den Schutz und die Zuverlässigkeit des Wechselrichters zu verbessern.
Zu den Sicherheitsvorteilen gehören:
- Überstromschutz für jede einzelne Saite
- Überspannungsschutz gegen Blitzschlag und Spannungsspitzen
- Notabschaltung Fähigkeit durch Trennschalter
- Brandschutz durch AFCI-Schutz in fortgeschrittenen Modellen
Verbesserte Systemorganisation
Durch die Integration aller Kabel an einem Ort wird die Anzahl der Anschlüsse an den Sicherungsklemmen reduziert, sodass jedes Kabel leicht zu finden ist. Mit Solar-Combiner-Boxen lässt sich das gesamte Solarpanelsystem einfacher und schneller von einem Punkt aus bedienen.
Vereinfachte Wartung
Sie vereinfachen Wartung und Reparaturen, da jede Verbindung leicht zu finden, zu lösen und wieder anzuschließen ist. Bei Problemen können Techniker schnell feststellen, welcher String Probleme verursacht, ohne jede einzelne Panelverbindung überprüfen zu müssen.
Minimierung von Energieverlusten
Bei optimaler Positionierung innerhalb der Photovoltaikanlage trägt der Combiner-Kasten zur Begrenzung von Energieverlusten bei. Die richtige Platzierung reduziert Spannungsabfall und Widerstandsverluste, die bei langen Kabelstrecken auftreten.
So wählen Sie die richtige Solar-Combiner-Box aus
Überlegungen zur Systemgröße
Hersteller von Solar-Combiner-Boxen fertigen oft Boxen für drei oder mehr Stränge. Um die richtige Größe zu finden, ermitteln Sie die Anzahl der Stränge in Ihrem System und bestimmen Sie daraus die Mindestgröße. Die Größe der Box richtet sich außerdem nach der Spannung und dem Stromniveau der Stränge.
Zukünftige Expansionsplanung
Berücksichtigen Sie auch zukünftige Upgrades. Wenn Sie später weitere Stränge hinzufügen möchten, sollten Sie eine Box mit Platz für zusätzliche Leistungsschalter kaufen.
Schutz der Umwelt
Für den Außenbereich ist mindestens IP65 oder NEMA 3R erforderlich. In raueren Umgebungen (Küste, Regen, Staub) empfiehlt sich für besseren Schutz ein Upgrade auf IP66/IP67 oder NEMA 4X.
Qualität und Zertifizierungen
Die Qualität des Combiner-Kastens ist der wichtigste Faktor, insbesondere da er andere Komponenten schützt. Um die Qualität des Combiner-Kastens zusätzlich zu gewährleisten, muss er Zertifizierungen wie UL1741 erfüllen.
Einhaltung des Kodex
Stellen Sie sicher, dass der Combiner-Kasten wichtige Sicherheitsnormen wie UL 1741 oder UL 508A erfüllt. Er sollte außerdem den NEC- oder IEC-Vorschriften entsprechen, um die Sicherheit und Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften Ihres Systems zu gewährleisten. Falls Ihr System dies erfordert, achten Sie auf AFCI-Unterstützung, um gefährliche Lichtbogenfehler frühzeitig zu erkennen.
Bewährte Praktiken bei der Installation
Optimale Platzierung
Der Combiner-Kasten sollte sich zwischen den Solarmodulen und dem Wechselrichter befinden. Bei optimaler Positionierung im Array kann er den Leistungsverlust begrenzen. Der Standort ist von großer Bedeutung, da ein Combiner an einer nicht optimalen Stelle die DC-BOS-Kosten aufgrund von Spannungs- und Leistungsverlusten potenziell erhöhen kann.
Wichtige Überlegungen zur Platzierung:
- Minimieren Sie die Kabellänge von Panels zur Reduzierung des Spannungsabfalls
- Gut erreichbarer Standort für Wartung und Inspektionen
- Vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt um den Hitzestau zu reduzieren
- Vermeiden Sie feuchtigkeitsgefährdete Bereiche trotz Wetterfestigkeit
Professionelle Installation
Mit Grundkenntnissen in Elektrotechnik ist die Installation eines vorverdrahteten Combiner-Kastens möglicherweise problemlos möglich. Bei größeren Solaranlagen oder komplexen Installationen ist es jedoch ratsam, einen Fachmann zu beauftragen, um die ordnungsgemäße Verkabelung, Sicherheit und Einhaltung der örtlichen Vorschriften zu gewährleisten.
Wartung und Überwachung
Minimaler Wartungsaufwand
Combiner-Boxen sind wartungsarm. Der Wartungsaufwand richtet sich nach der Umgebung und der Nutzungshäufigkeit. Es empfiehlt sich, sie regelmäßig auf Lecks oder lose Verbindungen zu überprüfen. Bei ordnungsgemäßer Installation sollte eine Combiner-Box jedoch über die gesamte Lebensdauer des Solarprojekts hinweg funktionieren.
Checkliste für regelmäßige Inspektionen
Obwohl eine Wartung unwahrscheinlich ist, empfiehlt es sich dennoch, die Combiner Boxen regelmäßig zu überprüfen, um ihre ordnungsgemäße Funktion sicherzustellen. Eine minderwertige oder fehlerhafte Combiner Box kann ausfallen, möglicherweise Feuer fangen und Ihre PV-Anlage erheblich beschädigen.
Regelmäßige Inspektionen sollten Folgendes umfassen:
- Auf lose Verbindungen prüfen
- Überprüfung der Dichtungen auf eindringende Feuchtigkeit
- Überprüfen der Integrität von Sicherungen oder Leistungsschaltern
- Testen der Trennfunktion
- Überwachung von Systemleistungsdaten
Kostenerwägungen und ROI
Anfangsinvestition vs. langfristige Vorteile
Obwohl Combiner-Boxen die Anschaffungskosten Ihrer Solaranlage erhöhen, bieten sie einen erheblichen Mehrwert durch:
- Geringere Arbeitskosten für die Installation
- Geringere Materialkosten durch Drahtkonsolidierung
- Verbesserte Systemzuverlässigkeit Reduzierung der Serviceeinsätze
- Einfachere Fehlerbehebung Minimierung von Ausfallzeiten
- Zukünftige Erweiterungsmöglichkeiten Vermeidung einer Neugestaltung des Systems
Wann die Investition sinnvoll ist
Wenn Ihre Solaranlage mehrere Reihen von Solarmodulen umfasst, kann eine Solar-Combiner-Box die Material- und Arbeitskosten durch die Minimierung des Verkabelungsaufwands erheblich senken.
Bei Systemen mit vier oder mehr Strängen überwiegen die Vorteile in der Regel die Mehrkosten. Auch bei kleineren Systemen kann sich die Investition lohnen, wenn Sie Wert auf Systemorganisation, Sicherheitsfunktionen oder eine geplante Erweiterung legen.
Schlussfolgerung
Solar-Combiner-Boxen dienen als wichtige Organisations- und Sicherheitszentralen in mittleren bis großen Solaranlagen. Durch die Zusammenführung mehrerer Solarpanel-Stränge zu einem einzigen Ausgang vereinfachen sie die Verkabelung, erhöhen den Schutz und senken die Kosten. Obwohl sie für kleine Wohnanlagen mit drei oder weniger Strängen nicht erforderlich sind, gewinnen Combiner-Boxen mit zunehmender Systemkomplexität zunehmend an Bedeutung.
Achten Sie bei der Auswahl eines Generatoranschlusskastens auf Qualität, passende Größe, Umweltschutz und die Einhaltung von Vorschriften. Bei fachgerechter Installation und minimalem Wartungsaufwand bietet ein hochwertiger Generatoranschlusskasten jahrzehntelang zuverlässigen Betrieb und macht Ihre Solaranlage sicherer und übersichtlicher.
Egal, ob Sie eine Neuinstallation planen oder ein bestehendes System aufrüsten: Wenn Sie wissen, was ein Solar-Combiner-Kasten tut und wann Sie ihn benötigen, können Sie fundierte Entscheidungen über Ihre Solarinvestition treffen.
