
Raphael Ehehalt ist Physiker und arbeitete in der Produktion organischer Photovoltaik-Module. Seine Expertise setzt er heute als Berater bei Balkonstrom® ein.
Balkonkraftwerke bieten eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, erneuerbaren Strom zu erzeugen, einen Beitrag zur Energiewende zu leisten und dabei den eigenen Geldbeutel zu entlasten. Ein großer Vorteil ist die unkomplizierte Installation, die in den meisten Fällen ohne Fachkraft durchgeführt werden kann. Je nach Montageort und Entfernung zwischen den Modulen sowie dem Wechselrichter kann es jedoch erforderlich sein, zusätzliche Verlängerungskabel zu verwenden. In diesem Blogpost erklären wir, worauf du bei der Auswahl und Nutzung von Verlängerungskabeln für Balkonkraftwerke achten solltest, um die Sicherheit deiner Anlage zu gewährleisten.
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Um einen maximalen Ertrag mit deinem Balkonkraftwerk zu erzielen, ist die optimale Ausrichtung der PV-Module entscheidend. Falls die zur Verfügung stehende Fläche eine weiter auseinander liegende Montage erfordert, sind verlängerte Photovoltaik Kabel (DC-Kabel) notwendig, um den erzeugten Gleichstrom vom Modul zum Wechselrichter zu transportieren.
Zusätzlich kann die Distanz zwischen dem Wechselrichter und der Steckdose so groß sein, dass du ein Balkonkaftwerk-Verlängerungskabel (AC-Kabel) benötigst, um den Wechselstrom sicher zur Einspeisesteckdose zu leiten. Daher ist es ratsam, bereits vor dem Kauf und der Installation deiner Anlage zu überlegen, welche Kabellängen benötigt werden und ob die mitgelieferten Kabel ausreichen.
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Bei der Auswahl von Verlängerungskabeln für dein Balkonkraftwerk steht die Sicherheit an erster Stelle. Hochwertige Kabel sind nicht nur langlebiger, sondern bieten auch einen besseren Schutz vor Witterungseinflüssen. In einem anderen Blogpost haben wir erklärt, warum man gerade an den Kabeln nicht sparen sollte und mit hochqualitativen Kabeln langfristig Vorteile haben kann.
Achte bei der Wahl deiner Solaranlagenkabel auf folgende Aspekte:
Neben der Kabellänge spielt der Kabelquerschnitt eine wesentliche Rolle für die Minimierung von Leistungsverlusten. Die Verlustleistung in einem elektrischen Leiter lässt sich mit folgender Formel berechnen:
PL = UL * I = RL * I² = r * L/A * I²
Dabei ist RL der Widerstand des gesamten Kabels und I der Strom, der durch das Kabel fließt. Der Leiterwiderstand kann durch den spezifischen Widerstand r des Leitermaterials, der Länge L und der Querschnittsfläche A des Leiters ausgedrückt werden. Indem man die Leitung möglichst kurz hält, kann man also die Leistungsverluste reduzieren. Außerdem kann man mit einem größeren Leitungsquerschnitt die Leistungsverluste verringern. Allerdings bedeutet ein größerer Querschnitt auch mehr Lehrleitermaterial (meist Kupfer) und somit höhere Kosten. Die Kabellänge und der Leiterquerschnitt sind die beiden Parameter, die bei der Auswahl des richtigen Verlängerungskabels am wichtigsten sind. Betrachtet man die Gleichung, sind man außerdem, dass der Strom, der durch die Leitung fließt, quadratisch eingeht. Das bedeutet, dass bei doppeltem Stromfluss die Leistungsverluste vervierfacht werden.
Mit den Leitungsverlusten hängt auch die Strombelastbarkeit der Kabel zusammen. Hat man beispielsweise hohe Verluste in einer Leitung heizt sich diese auf, was zu Problemen mit der Isolierung oder sogar zu Bränden führen kann. Deshalb sollte man bei der Auswahl der Kabel unbedingt auf die Strombelastbarkeit achten. Auch diese hängt direkt vom Kabelquerschnitt ab. Die zulässige Strombelastung von Kabeln, je nach Kabelquerschnitt, Verlegeart und Ader-Anzahl ist in der VDE-Norm 0298 Teil 4 geregelt (https://www.vde-verlag.de/buecher/leseprobe/9783800746910_PROBE_01.pdf).
In dieser Norm wird zum Beispiel angegeben, dass ein zweiadriges 4mm2 Kabel, das an Luft verlegt ist, maximal mit einem Strom von 40 Ampere belastet werden darf. Betrachten wir unser bifaziales PV-Modul von Ja-Solar wird eine maximale Stromstärke von 13,79 A angegeben wird. Man ist also weit unter der Belastungsgrenze des Kabels.
Da bei Parallelschaltungen die Stromstärken addiert werden, muss man darauf achten, die Strombelastbarkeit der Kabel nicht zu überschreiten, wenn man mehrere Module parallel miteinander verbindet. Allerdings hat man bei Balkonkraftwerken meist nur zwei Module in Parallelschaltung verbunden, womit man weiterhin unter der Belastungsgrenze für 4mm2 Kabel bleibt.
Deshalb bieten wir in unserem Shop DC-Verlängerungskabel mit verschiedensten Längen und einem Querschnitt von 4mm2 an, wo du bestimmt das richtige Kabel für dein Balkonkraftwerk findest.
Bei dem Verlängerungskabel von Wechselrichter zu Steckdose gibt es einen entscheidenden Vorteil, der die Auswahl einfacher macht. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom, der sich durch hohe Stromstärken auszeichnet, in Wechselstrom um, der vor allem eine höhere Spannung aufweist. So hat man beispielweise bei einer Einspeisung von 800 Watt Leistung bei einer Spannung von 230 V eine Stromstärke von ca. 3,5 A. Da die Leitungsverluste und die Strombelastbarkeit stark von der Stromstärke abhängen, können wir also davon ausgehen, dass für das AC-Verlängerungskabel ein kleinerer Kabelquerschnitt ausreichen sollte.
Ein Blick in die Tabelle des VDE zeigt, dass für Kupferkabel mit 1,5mm2 Querschnitt, die an Luft verlegt sind die Strombelastbarkeit bei 22 A für zweiadrige Kabel und 18,5 A für dreiadrige Kabel liegt.
Mit einem normalen 800 Watt Wechselrichter für Balkonkraftwerke kann also ohne Probleme eine AC-Verlängerungskabel mit 1,5mm2 Kabelquerschnitt verwendet werden.
Nach der Auswahl der passenden Photovoltaik Kabel geht es an die Installation. Hier einige Tipps:
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Je nach Montageort und Ausrichtung deines Balkonkraftwerks, kann es sein, dass die mitgelieferten Kabel nicht ausreichen, um deine Anlage anzuschließen. Hier kannst du auf verschiedene Verlängerungskabel zurückgreifen, um deine Module an den Wechselrichter oder den Wechselrichter an die Steckdose anzuschließen. Dabei solltest du darauf achten, dass du die richtige Länge und auch den richtigen Kabelquerschnitt wählst.
Für Balkonkraftwerke empfehlen wir allgemein eine Kabelquerschnitt von 1,5mm2 für AC-Kabel, als die Verbindung von Wechselrichter zu Steckdose, und 4mm2 für DC-Kabel also Gleichstromkabel für die Verbindungen von Modul zu Wechselrichter. Diese Kabel haben wir mit verschiedenen Längen bei uns im Shop, wobei wir besonderen Wert auf hohe Qualität legen, die wir zusammen mit einem regionalen Partner erreichen.
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