Photovoltaik-Anlagen einfach, schnell und sicher verkabeln

Redakteur: Kristin Rinortner

Weidmüller offeriert mit PV Next ein flexibles Konzept für Generator-Anschlusskästen, das unterschiedliche Anlagenteile wie Zentral-Wechselrichter, String-Wechselrichter, PV-Module und Überwachungseinheiten optimal vor Überspannungen schützt.

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PV-Anlagen: Mit PV Next bietet Weidmüller das weltweit erste Geräteanschlusskasten-Konzept auf Basis eines standardisierten Leiterplattendesigns. Vierzig Varianten, die sich leicht handhaben und skalieren lassen, schaffen dabei ein neues Maß an Flexibilität.
PV-Anlagen: Mit PV Next bietet Weidmüller das weltweit erste Geräteanschlusskasten-Konzept auf Basis eines standardisierten Leiterplattendesigns. Vierzig Varianten, die sich leicht handhaben und skalieren lassen, schaffen dabei ein neues Maß an Flexibilität.
(Bild: Weidmüller)

Photovoltaikanlagen auf Gebäuden und Grundstücken gehören zum alltäglichen Erscheinungsbild, sie sind essenzieller Bestandteil der Energiewende. Der Ausbau der Märkte, insbesondere in China, Japan oder den USA entwickelt sich sehr dynamisch. Damit hat sich die Photovoltaik als globaler Technologietreiber etabliert. Die Gigawatt-Grenze der weltweit installierten Photovoltaik-Leistung wurde bereits im Jahr 2000 erreicht. Die nächste Stufe, die Terawatt-Grenze, wird derzeit angepeilt.

Dabei sind Wirtschaftlichkeit und Sicherheit bei der Installation und dem Betrieb von Anlagen die zentrale Anforderung von Betreibern und Ausrüstern. Um diesem Trend auch im technischen Bereich zu untermauern, entwickelt Weidmüller immer effizientere Methoden für die Installation von Dach- und Feldanlagen. PV Next ist die neue Generation standardisierter, hoch skalierbarer Generator-Anschlusskästen für private und gewerbliche Photovoltaik-Anwendungen.

Die Technik hinter dem Generatoranschluss PV Next

Um die unterschiedlichen Anlagenteile wie Zentral-Wechselrichter, String-Wechselrichter, PV-Module und Überwachungseinheiten optimal vor Überspannungen zu schützen, ist der Einsatz von Generator-Anschlusskästen notwendig. Gleichzeitig monitoren Generator-Anschlusskästen beispielsweise Strom, Systemspannung, Innentemperatur, Überspannungsschutz oder den Zustand von Schaltern.

Mit PV Next bietet das Detmolder Unternehmen eigenen Angaben zufolge das weltweit erste Generator-Anschlusskasten-Konzept, das auf Basis eines standardisierten Leiterplattendesigns beruht.

Der optimale Arbeitspunkt einer Solarzelle hängt unter anderem von der Bestrahlungsstärke und der Temperatur am Panel ab. Zusätzlich spielt der Solarzellen-Typ eine entscheidende Rolle. Mit dem MPPT-Verfahren (Maximum Power Point Tracking) wird die elektrische Belastung einer einzelnen Solarzelle, eines Solarmoduls oder eines Strings so angepasst, dass den Zellen die größte mögliche Leistung entnommen werden kann.

Eine durchdacht gestaltete Leiterplatte ermöglicht eine schnelle und leichte Integration von zusätzlichen Funktionen wie Schalter oder ein zweites MPPT. Die erweiterte Funktion wird einfach an die erste Leiterplatte angeschlossen. Das standardisierte Leiterplatten-Layout der bildet den Schlüssel für eine einfache, rasche und sichere Verbindung der Strings.

Der Überspannungsschutz nach Norm

Der eingesetzte Überspannungsschutz VARITECTOR der Serien VPU I PU (Typ I) und VPU II PV (Typ II) schützt die Photovoltaikanlagen und deren Komponenten wirkungsvoll vor Störeinkopplungen durch Blitz- und Überspannungen, deutlich unter den Grenzen, die durch die Isolationskoordination nach EN 60664-3 / DIN VDE 0110-3 vorgegeben sind. Dadurch werden die Infrastruktur sowie auch Umrichter-Systeme vor Überspannung geschützt und die Anlagenverfügbarkeit erhöht. Die Ableiter sind nach der Produktnorm IEC 50539-11 / DIN EN 50539-11 geprüft und können nach der VDE 100-712 eingesetzt werden.

Bild 1: Der Generator-Anschlusskasten wird in zwei unterschiedlichen Typen in fünf Varianten offeriert. Der Generatoranschlusskasten mit Sicherung für 1 bis 2 MPPTs oder ohne Sicherungen für 1 bis 3 MPPTs.
Bild 1: Der Generator-Anschlusskasten wird in zwei unterschiedlichen Typen in fünf Varianten offeriert. Der Generatoranschlusskasten mit Sicherung für 1 bis 2 MPPTs oder ohne Sicherungen für 1 bis 3 MPPTs.
(Bild: Weidmüller)

Der Generator-Anschlusskasten wird in zwei unterschiedlichen Typen in fünf Varianten offeriert: Der Generator-Anschlusskasten mit Sicherung für 1 bis 2 MPPTs oder ohne Sicherungen für 1 bis 3 MPPTs. Dabei haben die Anwender die Wahl zwischen fünf Gehäusegrößen, die in Abhängigkeit der Applikation ausgewählt werden: Die fertig verdrahtete Box mit WM4C-Steckverbindern als einfach Plug-and-play-Lösung oder der Generator-Anschlusskasten mit Kabelverschraubungen zum Selbstverdrahten mit Push-in-Anschlusstechnik.

Bild 2: Der Generator-Anschlusskasten ist mit den optionalen WMC-Anschlüssen plug-and-play-fähig, die Alternative sind Kabelverschraubungen.
Bild 2: Der Generator-Anschlusskasten ist mit den optionalen WMC-Anschlüssen plug-and-play-fähig, die Alternative sind Kabelverschraubungen.
(Bild: Weidmüller)

Die Installation ist aufgrund der integrierten Push-in-Anschlusstechnik besonders einfach und komfortabel, denn sie erfordert kein spezielles Werkzeug. Das reduziert die Arbeitsschritte, vermeidet Anschlussfehler und verkürzt die Montagezeit erheblich. Selbst unter harten Umweltbedingungen bleiben alle Verbindungen sicher und dauerhaft wartungsfrei. Das Risiko einer Schraubverbindung mit fehlerhaftem Drehmoment wird eliminiert. Nicht professionell ausgeführte Verbindungen sind eines der Hauptrisiken (Hauptursachen) für Feuer.

Basierend auf einem selbsterklärenden Baukasten-Prinzip wird eine Vielzahl heutiger Anforderungen an Generator-Anschlusskästen abgedeckt. Vierzig Varianten, die sich leicht handhaben und skalieren lassen, schaffen ein neues Maß an Flexibilität. Zum Erweitern wird einfach eine beliebige Box aus dem Standardsortiment ausgewählt und hinzugefügt. Ein spezielles Customizing ist nicht mehr notwendig, Projektlaufzeiten reduzieren sich deutlich. PV Next deckt bereits heute ca. 75 % der heutigen Standardanforderungen ab.

Geprüft nach IEC 61439 -1 /2

Der Generator-Anschlusskasten wird gemäß IEC 61439 -1 /2 geprüft. Dabei sind folgende Prüfungen zu bestehen: Hochspannungsprüfung, Durchschlagsfestigkeit der Gesamtkonstruktion und die Prüfung der Übergangswiderstände vor und nach der Vibrationsprüfung, um Schwachstellen aufzuspüren. Die Vibration- und Schockprüfung simuliert Transport und schlechtes Handling. Wichtig für die Auswahl der Sicherungen im Gerät ist die Prüfung der Eigenerwärmung, um die maximal zulässige Verlustleistung zu identifizieren. Der IP65 Test bezüglich Staub und Feuchtigkeit garantiert den optimalen Einsatz im Außenbereich.

Alle Normprüfungen werden im unabhängigen, akkreditierten Labor des Herstellers in Detmold durchgeführt. Als Mitglied des CTDP-Programms wird das Unternehmen regelmäßig in Bezug auf seine Prüfmethoden, sein Qualitätsmanagement und seine Dokumentation auditiert.

Fazit: Große Photovoltaikparks sind heute mit hohen Kosten und Risiken für Eigentümer und Betreiber verbunden. Ihr Ziel muss die langfristige Investitionssicherheit sein. Daher sind die Gesamtbetriebskosten ein kritischer Erfolgsfaktor. Es gilt, Photovoltaik-Anlagen effizient und wirtschaftlich zu betreiben, mit Ausfallzeiten gegen Null. Zukünftig spielen Entwicklungen im Bereich der Dezentralisierung, IoT und Datenanalyse eine immer wichtigere Rolle.

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