Photovoltaikanlagen sind mittlerweile technisch sehr ausgereift und erzielen hohe Wirkungsgrade. Die Effizienz und Qualität einer Solaranlage wird dabei von dem richtigen Zusammenspiel der einzelnen Komponenten bestimmt. Neben dem Wechselrichter und den Solarmodulen spielt auch das richtige Solarkabel eine wichtige Rolle. Falsch dimensionierte Verbindungen können zu Kabelverlusten und niedrigeren Erträgen führen. Welche Faktoren die Kabelverluste bestimmen und was man alles bei der Auswahl der Kabel beachten sollte, erklärt folgender Artikel.

Solarkabel & Kabelquerschnitte

Bei Photovoltaikanlagen kommen an unterschiedlichen Stellen Solarkabel zum Einsatz. Dabei unterscheidet man in der Regel folgende drei Kabelarten:

1. Kabel zur Verbindung der Module

Diese Kabel sind meist in den Photovoltaik Modulen integriert und mit passenden Steckern und Buchsen zum Verbinden ausgestattet. Hier hat man selbst kaum Einfluss auf die Art der verwendeten Kabel.

2. Gleichstromkabel zwischen Solarmodul-String und Wechselrichter

Dieses Kabel transportiert den produzierten Gleichstrom von den verschalteten Modulen zum Wechselrichter. In der Regel ist dieses Solarkabel relativ lang, da der Wechselrichter in der Nähe des Stromzählers und die Solarmodule auf dem Dach montiert sind. Auf dieser Kabelstrecke können aufgrund der Länge und des fließenden Stroms bei falscher Kabelwahl größere Verluste entstehen.

3. Wechselstromkabel zwischen Wechselrichter und Stromzähler

Diese Kabelstrecke ist meist sehr kurz, da sich Wechselrichter und Stromzähler oft direkt nebeneinander befinden. Die auftretenden Verluste sind dementsprechend auch gering.

Faktoren für Kabelverluste

Die Kabelverluste werden von verschiedenen Faktoren bestimmt. Zum einen ist das Material des Kabels und sein spezifischer Widerstand maßgeblich. Meist werden allerdings Kupferkabel verwendet, die alle den gleichen spezifischen Widerstand haben. Auch die Länge, der Kabelquerschnitt und der durch das Kabel fließende Strom beeinflussen die auftretenden Kabelverluste. Zur Berechnung des Gesamtverlustes müssen alle Faktoren berücksichtigt werden.

Berechnung der Kabelverluste

Die Formel für die Berechnung der Verlustleistung lautet:

Pverlust = ( 2 x L x I² ) / ( 56 x A )

Dabei steht L für die Kabellänge, I für den durchfließenden Strom, A für den Leitungsquerschnitt und die Zahl 56 für den spezifischen Widerstand von Kupfer. Wie man aus der Gleichung sehen kann, hat der Strom, der durch das Kabel fließt, besonders großen Einfluss auf die Verlustleistung, da er quadratisch in die Berechnung eingeht. Um die Verluste bei gegebener Stromstärke möglichst gering zu halten, sollte die Länge des Kabels möglichst kurz und der Kabelquerschnitt möglichst groß sein. Im Vergleich zur Gesamtleistung der Photovoltaikanlage sollten die Kabelverluste deutlich unter einem Prozent liegen.

Optimierung der Kabelverluste

Bei PV-Anlagen auf dem eigenen Hausdach sind die Rahmenbedingungen, wie die Leistung und die Entfernung vom Modul zum Wechselrichter, in der Regel durch die örtlichen Gegebenheiten vordefiniert. Man kann also kaum den übertragene Strom oder die Länge des Solarkabels variieren. Deshalb bleibt eigentlich nur noch ein Kabel mit geringem spezifischem Widerstand und möglichst großem Kabeldurchmesser zu wählen. Meist werden hierfür Kabel aus Kupfer mit einem passenden Querschnitt gewählt, so dass die Verluste deutlich unter der ein Prozent Marke liegen.