Brandgefahren durch den DC-stecker
Ein PV-Solarpanel verfügt über zwei Elektrokabel, die jeweils mit einem DC-stecker am Ende ausgestattet sind. Dadurch lassen sich die Panels einfach zu einem Stromkreis verbinden. Wenn DC-stecker zusammengesteckt werden, bilden sie eine wasserdichte Verbindung (IP65, IP68), die dank einrastender Verriegelungslaschen nicht wieder auseinandergezogen werden kann.
Untersuchungen zu Bränden in Solaranlagen haben ergeben, dass der DC-stecker eine der größten Brandgefahren in Solaranlagen darstellt. Solarinstallateure stellen jedes Jahr Millionen dieser Anschlüsse her – manchmal bei schlechtem Wetter und an ungünstigen Orten, was das Risiko von Anschlussfehlern erhöht.
Wie Solarsteckverbinder versagen
Einfache Fehler bei der Montage von DC-stecker führen zu einem Fehlerzustand, der zu einem Lichtbogenfehler mit Brandgefahr führen kann. Typische Fehler sind:
- Unvollständige Einfügung
- Fehler beim Zusammenbau von Steckverbindern mit Kabeln
- Montage von Elektroden im nassen Zustand oder Aufbewahrung von Steckverbindern an Orten, an denen sich Wasser ansammeln kann
- Querkoppelbare Steckverbinder verschiedener Hersteller
- Beschädigung der Anschlüsse während oder nach der Installation
| Beispiel | Steckverbinderfehler | Panel-Anschlüsse | Vor Ort hergestellte Verbindungen |
|---|---|---|---|
 | Nicht vollständig eingerastet, Seil unter Spannung |  | |
 | Nass montiert – mit Korrosionspotenzial | | |
 | Schaden – nach oder vor der Installation | | |
 | Kreuzgekoppelte Steckverbinder |  | |
 | Mangelhafte Montage- und Crimpqualität | | |
Unvollständige Verbindung von DC-stecker
Wenn die DC-stecker weit genug zusammengeschoben werden, um eine elektrische Verbindung herzustellen, aber nicht weit genug, um sich an den Verriegelungslaschen zu verriegeln, kann die Spannung am DC-stecker dazu führen, dass sich die Anschlüsse voneinander lösen und eine Lücke entsteht, über die Strom fließen kann.
Schlecht gecrimpte oder montierte Steckverbinder
Die Steckverbinder, die bereits am Solar-PV-Modul angebracht sind, werden unter streng kontrollierten Bedingungen im Werk mit dem Kabel verbunden, sodass das Risiko einer mangelhaften Verbindung bei diesen Steckverbindern erheblich reduziert ist.
Oft müssen Kabel zum Stromkreis hinzugefügt werden, um längere Strecken zu überbrücken, beispielsweise zwischen den Modulreihen oder zwischen dem ersten und letzten Modul im Stromkreis und dem Solarwechselrichter. Um diese längeren Kabel herzustellen, werden die Steckverbinder vom Solarinstallateur an den Enden montiert.
Ein gut ausgebildeter Techniker, der die richtigen Werkzeuge verwendet, kann diese elektrische Verbindung so herstellen, dass sie während der gesamten Lebensdauer der Anlage sicher ist. Die Verwendung ungeeigneter Werkzeuge oder mangelnde Ausbildung können jedoch zu lockeren oder korrosionsanfälligen Verbindungen führen, die schließlich gefährliche Lichtbögen verursachen können.
Korrosion bei DC-steckern
Wenn der Steckverbinder in feuchter Umgebung montiert oder an einem Ort belassen wird, an dem sich Wasser um den Steckverbinder ansammeln kann, besteht ein erhöhtes Risiko der Korrosion der Metallkontakte im Inneren des Steckverbinders, was zusätzliche Probleme mit sich bringt.
Die elektrische Leitfähigkeit wird durch Korrosion verringert, und mit steigendem Widerstand erhöht sich die Betriebstemperatur des Steckverbinders. Diese kann eine Temperatur erreichen, bei der das Kunststoffgehäuse schmelzen kann, wodurch sich der Steckverbinder löst und die Gefahr besteht, dass sich zwischen den Kontakten ein Spalt bildet, der zu einem Hochtemperaturlichtbogen führt.
Kreuzgekoppelte DC-stecker
Trotz ihrer Größe und Bedeutung hat die Solarbranche noch keinen einheitlichen Standard für die von ihr verwendeten DC-stecker geschaffen. Der ursprüngliche MC4-Stecker ist geistiges Eigentum der Staubli International AG, aber zahlreiche andere Hersteller bieten sogenannte „MC4-kompatible” Stecker an.
Diese sind physisch kompatibel – Stecker verschiedener Hersteller können zusammengesteckt werden, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Es bleiben jedoch Fragen hinsichtlich der langfristigen Integrität von Verbindungen, die aus zwei unterschiedlichen Hälften bestehen. Daher verlangen die Regulierungsbehörden in vielen Ländern nun, dass Stecker und Buchsen „vom gleichen Modell und vom gleichen Hersteller“ stammen müssen.
Solange der Hersteller der Solarmodule nur einen einzigen Lieferanten für Steckverbinder nutzt und der Solarinstallateur nur eine Marke und ein Modell von Modulen für die Installation verwendet, sollten die Kurzverbindungen zwischen den Modulen von derselben Marke und demselben Modell sein.
Bewährte Vorgehensweise – Vermeidung von Kreuzungen
Was passiert jedoch, wenn Kabel zum Schaltkreis hinzugefügt werden müssen, um längere Strecken zu überbrücken, beispielsweise zwischen den Modulreihen oder von den Modulen zum Wechselrichter? Viele werkseitig angebrachte Steckverbinder an den PV-Modulen stammen von einem Hersteller, der vor Ort nicht erhältlich ist oder vom Installateur einfach nicht identifiziert werden kann.
In diesem Fall sollte der Installateur, um die Vorschriften gegen Kreuzkopplung einzuhalten, den werkseitig angebrachten Stecker abschneiden, wodurch die Notwendigkeit entsteht, weitere Stecker von Hand zu montieren, was mit einem erhöhten Risiko verbunden ist.
Die Sorge in dieser Situation ist, dass dadurch die Garantie für die Module erlischt, sodass das Risiko besteht, dass der Installateur bewährte Verfahren und Vorschriften ignoriert. Das Ergebnis ist, dass kreuzweise Verbindungen Teil der Installation werden.
Richtig gepaart oder kreuzgepaart – können Sie den Unterschied erkennen?
Das Erkennen von falsch gepaarten Steckverbindern ist nicht einfach. Das Foto oben auf der Seite zeigt korrekt gepaarte DC , aber dieses Foto zeigt eine Mischung aus korrekt gepaarten und falsch gepaarten Steckverbindern. Können Sie den Unterschied erkennen?