Wie wählt man die richtige Solar-PV-Sicherung aus? Ein umfassender Leitfaden

Einleitung

Photovoltaikanlagen benötigen zuverlässige elektrische Schutzkomponenten, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, Schäden an elektrischen Geräten zu verhindern und die langfristige Anlagenleistung zu erhalten. Eine der wichtigsten Schutzkomponenten ist die Solar-PV-Sicherung. Sie schützt Photovoltaikmodule, DC-Leitungen, Generatoranschlusskästen und weitere elektrische Komponenten vor Überströmen, Kurzschlüssen und Rückströmen.

Die Auswahl der richtigen PV-Sicherung ist jedoch nicht so einfach, wie nur den Nennstrom eines Solarmoduls zu berücksichtigen. Faktoren wie die maximale DC-Systemspannung, der Kurzschlussstrom, die Umgebungstemperatur, das Ausschaltvermögen und die Kompatibilität mit dem Sicherungshalter müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Eine falsch dimensionierte Sicherung kann zu unnötigen Auslösungen, unzureichendem Fehlerschutz, Überhitzung oder sogar zu erheblichen elektrischen Gefahren führen.

Wie wählt man also die passende Sicherung für eine Photovoltaikanlage aus?

In diesem Leitfaden erfahren Sie, welche technischen Kriterien bei der Auswahl einer Solar-PV-Sicherung entscheidend sind und wie Sie Schritt für Schritt die richtige Sicherung für Ihre Photovoltaikanlage bestimmen.

1. Die Funktion einer Solar-PV-Sicherung verstehen

Eine Solar-PV-Sicherung ist eine elektrische Schutzeinrichtung, die speziell für Gleichstromanwendungen in Photovoltaikanlagen entwickelt wurde. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, überhöhte Ströme bei einem Fehler zu unterbrechen und dadurch Schäden an Solarmodulen, Leitungen und angeschlossenen elektrischen Geräten zu verhindern.

Im Gegensatz zu Wechselstromkreisen verfügen Gleichstromkreise über keinen natürlichen Nulldurchgang des Stroms. Deshalb ist das sichere Unterbrechen eines Gleichstroms technisch anspruchsvoller. PV-Sicherungen benötigen eine geeignete Lichtbogenlöschtechnik, um Fehlerströme sicher zu unterbrechen.

Photovoltaiksicherungen werden häufig in Generatoranschlusskästen (PV-Combiner-Boxen) installiert, in denen mehrere PV-Strings parallel miteinander verbunden sind.

Zu ihren wichtigsten Schutzfunktionen gehören:

• Überstromschutz: Unterbrechung überhöhter Ströme bei elektrischen Fehlern.

• Schutz vor Rückströmen: Verhindert, dass schädliche Rückströme in fehlerhafte PV-Strings fließen.

• Schutz elektrischer Komponenten: Reduziert das Risiko von Schäden an Solarmodulen, DC-Leitungen und weiteren Anlagenkomponenten.

• Verringerung der Brandgefahr: Minimiert das Risiko von Überhitzung und elektrischen Gefahren durch übermäßige Fehlerströme.

Für Photovoltaikanlagen werden häufig gPV-Sicherungen eingesetzt, da sie speziell für den Schutz von Gleichstromkreisen in PV-Systemen ausgelegt sind.

2. Die maximale DC-Spannung überprüfen

Der erste Schritt bei der Auswahl einer Solar-PV-Sicherung ist die Bestimmung der maximalen Gleichspannung der Photovoltaikanlage.

Die Nennspannung der Sicherung muss mindestens der maximal möglichen Systemspannung entsprechen.

Besonders wichtig ist dabei die Leerlaufspannung (Voc) des PV-Strings bei der niedrigsten zu erwartenden Umgebungstemperatur.

Bei niedrigen Temperaturen steigt die Leerlaufspannung von Solarmodulen. Deshalb reicht es nicht aus, lediglich die Nennspannung unter Standard-Testbedingungen zu berücksichtigen.

Wie wird die maximale PV-Systemspannung berechnet?

Für die Berechnung müssen folgende Werte berücksichtigt werden:

• Leerlaufspannung (Voc) eines einzelnen Solarmoduls.

• Anzahl der in Reihe geschalteten Module.

• Temperaturkoeffizient der Leerlaufspannung.

• Niedrigste zu erwartende Umgebungstemperatur am Installationsort.

Die grundlegende Berechnungsformel lautet:

Maximale Stringspannung = Modul-Voc × Anzahl der in Reihe geschalteten Module × Temperaturkorrekturfaktor

Berechnungsbeispiel

Angenommen, ein Solarmodul hat eine Leerlaufspannung von 45 V und 20 Module sind in Reihe geschaltet.

Die Leerlaufspannung des Strings unter Standardbedingungen beträgt:

45 V × 20 = 900 V

Dieser Wert muss anschließend anhand des Temperaturkoeffizienten und der niedrigsten zu erwartenden Umgebungstemperatur korrigiert werden.

Überschreitet die temperaturkorrigierte maximale Spannung 1.000 V DC, kann eine Sicherung mit einer Nennspannung von 1.500 V DC erforderlich sein.

Wichtige Kriterien bei der Spannungsauswahl

• Bei einer maximalen Systemspannung bis 1.000 V DC ist eine entsprechend zugelassene 1.000-V-DC-PV-Sicherung geeignet.

• Bei Systemspannungen über 1.000 V DC bis maximal 1.500 V DC ist eine ausdrücklich für 1.500 V DC ausgelegte Sicherung erforderlich.

• Bei höheren Systemspannungen muss eine entsprechend dimensionierte und geprüfte Sicherung verwendet werden.

• Eine ausschließlich für Wechselstrom ausgelegte Sicherung darf nicht als Ersatz für eine geeignete DC-PV-Sicherung eingesetzt werden.

Wichtig: Wählen Sie die Sicherung immer anhand der maximalen temperaturkorrigierten DC-Systemspannung und nicht allein anhand der Nennspannung der Photovoltaikanlage aus.

3. Den richtigen Nennstrom der PV-Sicherung berechnen

Der Nennstrom ist ein weiteres entscheidendes Kriterium bei der Auswahl einer Solar-PV-Sicherung.

Die Sicherung muss den normalen Betriebsstrom zuverlässig führen können, ohne unnötig auszulösen. Gleichzeitig muss sie bei überhöhten Fehlerströmen einen ausreichenden Schutz gewährleisten.

Eine wichtige Kenngröße für die Dimensionierung ist der Kurzschlussstrom (Isc) des Solarmoduls.

Eine häufig verwendete Dimensionierungsmethode nach den entsprechenden nordamerikanischen Vorschriften lautet:

Sicherungsnennstrom = Isc × 1,56

Der Faktor 1,56 ergibt sich aus der Kombination zweier Faktoren von jeweils 1,25. Damit werden der Dauerbetrieb und mögliche erhöhte Einstrahlungsbedingungen berücksichtigt.

Die konkreten Anforderungen hängen jedoch von den geltenden Normen, den nationalen Vorschriften und den technischen Vorgaben des jeweiligen Projekts ab. Die Berechnungsmethode darf deshalb nicht ohne Prüfung auf jede Photovoltaikanlage übertragen werden.

Beispiel zur Dimensionierung einer Solar-PV-Sicherung

Angenommen, ein Solarmodul hat folgende technische Daten:

• Kurzschlussstrom (Isc): 11,2 A

• Verwendeter Dimensionierungsfaktor: 1,56

Die Berechnung lautet:

11,2 A × 1,56 = 17,47 A

Der nächsthöhere geeignete genormte Sicherungsnennstrom kann beispielsweise 20 A betragen.

Vor der endgültigen Auswahl muss jedoch überprüft werden, ob:

1. Die Sicherung den geltenden elektrischen Vorschriften entspricht.

2. Ihr Nennstrom den maximal zulässigen Serien-Sicherungsnennstrom des Solarmoduls nicht überschreitet.

3. Die temperaturkorrigierte Strombelastbarkeit ausreichend ist.

4. Das Ausschaltvermögen für den zu erwartenden Fehlerstrom geeignet ist.

Gängige Nennströme von Solar-PV-Sicherungen

Zu den häufig verwendeten Nennströmen gehören:

• 10 A

• 15 A

• 20 A

• 25 A

• 30 A

Welcher Wert geeignet ist, hängt von den technischen Daten der Solarmodule, der Stringkonfiguration, der Systemspannung und den Installationsbedingungen ab.

Wichtig: Wählen Sie eine PV-Sicherung niemals ausschließlich anhand des Stromwerts aus. Eine zu hoch dimensionierte Sicherung kann einen unzureichenden Schutz bieten, während eine zu niedrig dimensionierte Sicherung unter normalen Betriebsbedingungen unnötig auslösen kann.

4. Die Temperaturreduzierung (Derating) berücksichtigen

Die Umgebungstemperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit einer Solar-PV-Sicherung.

PV-Sicherungen werden häufig in Generatoranschlusskästen installiert. Durch direkte Sonneneinstrahlung, eingeschränkte Belüftung und die Wärmeentwicklung elektrischer Komponenten kann die Temperatur im Inneren deutlich höher sein als die Außentemperatur.

Mit steigender Umgebungstemperatur kann die zulässige Dauerstrombelastbarkeit einer Sicherung abnehmen.

Das bedeutet: Eine Sicherung mit einem Nennstrom von 20 A kann unter bestimmten erhöhten Temperaturbedingungen möglicherweise nicht dauerhaft mit 20 A belastet werden.

Warum ist die Temperaturkorrektur wichtig?

Wer die Temperaturreduzierung nicht berücksichtigt, riskiert:

• Unnötiges Auslösen der Sicherung.

• Übermäßige Wärmeentwicklung.

• Erhöhten Kontaktwiderstand.

• Verkürzte Lebensdauer elektrischer Komponenten.

• Mögliche Schäden am Sicherungshalter und an angrenzenden Bauteilen.

Wie wird die Temperaturreduzierung berechnet?

Der entsprechende Temperaturkorrekturfaktor muss dem technischen Datenblatt des Sicherungsherstellers entnommen werden.

Beispiel:

Eine Sicherung hat einen Nennstrom von 20 A und einen angenommenen Temperaturkorrekturfaktor von 0,85.

Die Berechnung lautet:

20 A × 0,85 = 17 A

Die temperaturkorrigierte Strombelastbarkeit beträgt unter den angenommenen Bedingungen somit 17 A.

Übersteigt der erforderliche Dauerbetriebsstrom diesen Wert, muss die Auswahl überprüft werden.

Einflussfaktoren auf die Temperaturreduzierung

Bei der Auswahl einer Solar-PV-Sicherung sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:

• Maximale Umgebungstemperatur.

• Temperatur im Inneren des Generatoranschlusskastens.

• Belüftung des Gehäuses.

• Thermische Eigenschaften des Sicherungshalters.

• Dauerbetriebsstrom.

• Temperaturbeständigkeit von Kabeln und Anschlussklemmen.

Tipp: Verwenden Sie immer die Temperaturkorrekturdaten des jeweiligen Sicherungsherstellers. Ein allgemeiner Derating-Faktor ist nicht für alle PV-Sicherungen geeignet.

5. Das Ausschaltvermögen überprüfen

Das Ausschaltvermögen gehört zu den wichtigsten Sicherheitsmerkmalen einer Solar-PV-Sicherung.

Es beschreibt den maximalen prospektiven Fehlerstrom, den eine Sicherung bei ihrer angegebenen Spannung unter festgelegten Prüfbedingungen sicher unterbrechen kann.

Bei einem Kurzschluss in einer Photovoltaikanlage können mehrere parallel geschaltete Strings oder andere angeschlossene Gleichstromquellen zum Fehlerstrom beitragen.

Die ausgewählte Sicherung muss in der Lage sein, diesen maximal möglichen Fehlerstrom sicher zu unterbrechen, ohne zu bersten, einen anhaltenden Lichtbogen zu erzeugen oder weitere Schäden zu verursachen.

Was muss überprüft werden?

Vor der Auswahl einer PV-Sicherung sollten folgende Werte geprüft werden:

• Maximal möglicher prospektiver Kurzschlussstrom.

• Nenn-Ausschaltvermögen bei Gleichspannung.

• Maximale Systemspannung.

• Betriebs- und Auslösecharakteristik der Sicherung.

• Geltende Prüf- und Zertifizierungsanforderungen.

Das Ausschaltvermögen muss für die tatsächlichen Fehlerbedingungen der Photovoltaikanlage ausreichend sein.

Eine Sicherung mit einem passenden Nennstrom, aber einem zu geringen DC-Ausschaltvermögen bietet möglicherweise keinen sicheren Schutz.

Deshalb müssen Ausschaltvermögen, Nennspannung und Nennstrom immer gemeinsam betrachtet werden.

6. Die I²t-Koordination mit angeschlossenen Komponenten prüfen

Ein weiteres wichtiges Auswahlkriterium ist die I²t-Kennzahl einer Solar-PV-Sicherung.

Sie beschreibt die thermische Energie, die während des Stromflusses durch die Sicherung bis zur vollständigen Unterbrechung entsteht.

Die I²t-Koordination ist besonders wichtig, wenn empfindliche elektronische Komponenten geschützt werden müssen, beispielsweise Leistungshalbleiter in Wechselrichtern.

Bei einem Fehler kann eine zu hohe Energiedurchleitung empfindliche Bauteile beschädigen, bevor die Sicherung den Strom vollständig unterbricht.

Wie wird die I²t-Koordination überprüft?

Für eine geeignete Koordination sollten folgende Schritte durchgeführt werden:

1. Die zulässigen I²t-Werte beziehungsweise die thermische Belastbarkeit des Wechselrichters ermitteln.

2. Die Vorlichtbogen- und Gesamtausschalt-I²t-Werte der Sicherung aus dem technischen Datenblatt entnehmen.

3. Den zu erwartenden Fehlerstrom am Installationsort bestimmen.

4. Überprüfen, ob die gesamte Durchlassenergie der Sicherung innerhalb der zulässigen Belastungsgrenzen der zu schützenden Komponenten liegt.

5. Ausreichende Sicherheitsreserven für die erwarteten Fehlerbedingungen berücksichtigen.

Die gesamte Ausschalt-I²t-Energie der Sicherung muss entsprechend mit der thermischen Belastbarkeit der geschützten Komponenten abgestimmt sein.

Dies ist insbesondere bei großen gewerblichen Photovoltaikanlagen und Solarparks von Bedeutung.

7. Den richtigen Sicherungstyp und die geltenden Normen auswählen

Nicht jede elektrische Sicherung ist für Photovoltaikanlagen geeignet.

Eine herkömmliche Sicherung verfügt möglicherweise nicht über die erforderliche DC-Lichtbogenlöschleistung oder erfüllt nicht die besonderen Betriebsanforderungen einer PV-Anlage.

Deshalb werden in Photovoltaikanlagen häufig spezielle gPV-Sicherungen verwendet.

Was ist eine gPV-Sicherung?

Eine gPV-Sicherung ist eine Ganzbereichs-PV-Sicherung, die speziell für den Schutz von Gleichstromkreisen in Photovoltaikanlagen entwickelt wurde.

Sie ist dafür vorgesehen, sowohl Überlast- als auch Kurzschlussströme innerhalb ihrer spezifizierten Betriebsgrenzen zu unterbrechen.

Typische Anwendungsbereiche sind:

• Schutz einzelner Solar-Strings.

• PV-Generatoranschlusskästen.

• Gewerbliche Photovoltaikanlagen.

• Industrielle Solaranlagen.

• Große Solarparks und Freiflächenanlagen.

Relevante Normen

Bei der Auswahl einer Solar-PV-Sicherung müssen die geltenden Normen und Zertifizierungsanforderungen berücksichtigt werden.

Die IEC 60269-6 ist eine wichtige internationale Norm. Sie enthält zusätzliche Anforderungen an Sicherungseinsätze zum Schutz von Photovoltaik-Energiesystemen.

Je nach Installationsort können weitere nationale Vorschriften und Anforderungen gelten.

In Deutschland sind insbesondere die einschlägigen VDE-Bestimmungen und die projektspezifischen Anforderungen zu beachten.

Stellen Sie immer sicher, dass die ausgewählte Sicherung für die vorgesehene Photovoltaikanwendung geprüft und zertifiziert ist.

8. Die Kompatibilität zwischen Sicherung und Sicherungshalter sicherstellen

Die Auswahl des richtigen Sicherungseinsatzes ist nur ein Teil des Auswahlprozesses. Auch der Sicherungshalter muss mit der verwendeten Sicherung kompatibel sein.

Selbst wenn zwei Komponenten ähnliche Abmessungen besitzen, bedeutet dies nicht automatisch, dass sie dieselben elektrischen und thermischen Eigenschaften aufweisen.

Eine ungeeignete Kombination kann zu schlechtem elektrischem Kontakt, erhöhtem Übergangswiderstand, übermäßiger Wärmeentwicklung und unzuverlässigem Betrieb führen.

Wichtige Kriterien für die Kompatibilität

1. Abmessungen

Überprüfen Sie Länge, Durchmesser und Gesamtabmessungen des Sicherungseinsatzes, damit dieser korrekt in den Halter passt.

2. Kontaktgeometrie

Stellen Sie sicher, dass Endkappen, Kontaktflächen oder Messerkontakte zur Kontaktanordnung des Sicherungshalters passen.

3. Spannungsnennwert

Der Sicherungshalter muss für die maximale DC-Systemspannung der Photovoltaikanlage geeignet sein.

4. Strombelastbarkeit

Überprüfen Sie, ob der Sicherungshalter den erforderlichen Dauerstrom unter den tatsächlichen Installationsbedingungen sicher führen kann.

5. Thermische Eigenschaften

Berücksichtigen Sie die Temperaturentwicklung, Wärmeableitung und Umgebungsbedingungen des Sicherungshalters.

6. Normen und Zertifizierungen

Prüfen Sie, ob sowohl der Sicherungseinsatz als auch der Sicherungshalter die relevanten technischen Anforderungen und Zertifizierungen erfüllen.

Die Verwendung eines passenden Sicherungseinsatzes mit einem geeigneten Sicherungshalter verbessert die elektrische Zuverlässigkeit und reduziert das Risiko einer Überhitzung.

9. Prüfen, ob einzelne PV-Strings abgesichert werden müssen

Die Anzahl der parallel geschalteten PV-Strings ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Auswahl von Photovoltaiksicherungen.

Werden mehrere Strings parallel miteinander verbunden, können bei bestimmten Fehlerbedingungen Rückströme aus den übrigen Strings in einen fehlerhaften String fließen.

Diese Rückströme können den maximal zulässigen Strom der Solarmodule oder ihrer internen Verbindungen überschreiten.

Individuelle String-Sicherungen helfen dabei, solche Ströme zu unterbrechen und den betroffenen String zu schützen.

Wann sind String-Sicherungen erforderlich?

Die Notwendigkeit hängt von mehreren Faktoren ab:

• Anzahl der parallel geschalteten PV-Strings.

• Maximal möglicher Rückstrom.

• Maximal zulässiger Serien-Sicherungsnennstrom der Solarmodule.

• Stringkonfiguration.

• Anwendbare elektrische Vorschriften.

• Schutzkonzept der Photovoltaikanlage.

Bei bestimmten Anlagenkonfigurationen mit nur einem oder zwei parallelen Strings können einzelne String-Sicherungen unter Umständen entbehrlich sein.

Dies muss jedoch anhand der entsprechenden Schutzberechnungen und geltenden Vorschriften überprüft werden.

Gehen Sie nicht davon aus, dass jede Photovoltaikanlage die gleiche Anzahl an Sicherungen benötigt.

10. Häufige Fehler bei der Auswahl von Solar-PV-Sicherungen vermeiden

Die Auswahl einer falschen Photovoltaiksicherung kann die Sicherheit und Zuverlässigkeit einer gesamten Solaranlage beeinträchtigen.

Im Folgenden finden Sie einige häufige Fehler, die bei der Auswahl vermieden werden sollten.

Verwendung einer AC-Sicherung in einem DC-Solarstromkreis

Wechsel- und Gleichstromkreise haben unterschiedliche Anforderungen an die Lichtbogenunterbrechung. Verwenden Sie deshalb immer eine Sicherung mit geeigneter DC-Nennspannung und DC-Ausschaltvermögen.

Ignorieren der maximalen Systemspannung

Wird die Sicherung nur anhand der Nennspannung ausgewählt und die temperaturbedingte Erhöhung der Leerlaufspannung nicht berücksichtigt, kann der erforderliche Schutz fehlen.

Falsche Dimensionierung des Nennstroms

Eine zu niedrig dimensionierte Sicherung kann unnötig auslösen. Eine zu hoch dimensionierte Sicherung bietet möglicherweise keinen ausreichenden Schutz.

Nichtberücksichtigung der Temperaturreduzierung

Hohe Temperaturen im Generatoranschlusskasten können die zulässige Dauerstrombelastbarkeit einer Sicherung reduzieren.

Vernachlässigung des Ausschaltvermögens

Die Sicherung muss den maximal möglichen Fehlerstrom bei der tatsächlichen Systemspannung sicher unterbrechen können.

Verwendung inkompatibler Sicherungshalter

Ein nicht passender Sicherungseinsatz kann zu schlechtem Kontakt, Überhitzung und unzuverlässigem Betrieb führen.

Missachtung der Herstellervorgaben

Der maximal zulässige Serien-Sicherungsnennstrom des Solarmoduls und die elektrischen Eigenschaften der angeschlossenen Komponenten müssen immer berücksichtigt werden.

Durch die Vermeidung dieser Fehler lässt sich sicherstellen, dass die ausgewählte PV-Sicherung während der gesamten Betriebsdauer der Solaranlage einen zuverlässigen Schutz bietet.

11. Checkliste zur Auswahl einer Solar-PV-Sicherung

Bevor Sie Ihre endgültige Auswahl treffen, sollten Sie die folgenden Punkte überprüfen:

• Maximale DC-Systemspannung ermitteln.

• Maximale PV-String-Leerlaufspannung bei niedrigster Umgebungstemperatur berechnen.

• Kurzschlussstrom (Isc) der Solarmodule überprüfen.

• Erforderlichen Sicherungsnennstrom nach den geltenden Vorschriften berechnen.

• Sicherstellen, dass der Sicherungsnennstrom den maximal zulässigen Serien-Sicherungsnennstrom des Solarmoduls nicht überschreitet.

• Temperaturreduzierung im Generatoranschlusskasten berücksichtigen.

• DC-Ausschaltvermögen überprüfen.

• I²t-Koordination mit den geschützten Komponenten prüfen, sofern erforderlich.

• Sicherstellen, dass die Sicherung für Photovoltaik-Gleichstromanwendungen ausgelegt ist.

• Abmessungen und Kontaktkompatibilität des Sicherungshalters überprüfen.

• Geltende Normen und Zertifizierungsanforderungen berücksichtigen.

• Prüfen, ob einzelne String-Sicherungen erforderlich sind.

Mit dieser Checkliste können Sie sicherstellen, dass die ausgewählte Photovoltaiksicherung den elektrischen und umgebungsbedingten Anforderungen Ihrer Solaranlage entspricht.

Häufig gestellte Fragen zur Auswahl von Solar-PV-Sicherungen

1. Welcher Sicherungstyp wird in Photovoltaikanlagen verwendet?

In Photovoltaikanlagen werden häufig gPV-Sicherungen eingesetzt. Sie wurden speziell für den Schutz von Gleichstromkreisen in PV-Systemen entwickelt und schützen Solarmodule, Strings, Leitungen und weitere Komponenten vor Überlast- und Kurzschlussströmen innerhalb ihrer spezifizierten Betriebsgrenzen.

2. Wie berechnet man die richtige Größe einer Solar-PV-Sicherung?

Eine häufig verwendete Dimensionierungsmethode nach den entsprechenden nordamerikanischen Vorschriften besteht darin, den Kurzschlussstrom (Isc) des Solarmoduls mit dem Faktor 1,56 zu multiplizieren.

Beispiel:

Bei einem Kurzschlussstrom von 10 A ergibt sich:

10 A × 1,56 = 15,6 A

Ein geeigneter genormter Nennstrom könnte 20 A betragen, sofern dieser den maximal zulässigen Serien-Sicherungsnennstrom des Moduls, die geltenden Vorschriften und die temperaturbedingten Betriebsbedingungen berücksichtigt.

Die anzuwendende Berechnungsmethode muss immer anhand der für die jeweilige Anlage geltenden Anforderungen überprüft werden.

3. Kann eine 1.000-V-DC-Sicherung in einer 1.500-V-Solaranlage verwendet werden?

Nein. Eine 1.000-V-DC-Sicherung darf nicht in einer Anlage eingesetzt werden, deren maximale Spannung den zulässigen Spannungswert der Sicherung überschreitet.

Eine Photovoltaikanlage mit einer maximalen Systemspannung von 1.500 V DC benötigt eine Sicherung, die ausdrücklich für diese Spannungsklasse ausgelegt ist.

Dabei muss auch die temperaturkorrigierte Leerlaufspannung berücksichtigt werden.

4. Warum werden gPV-Sicherungen in Photovoltaikanlagen verwendet?

gPV-Sicherungen sind speziell für Gleichstromanwendungen in Photovoltaikanlagen entwickelt worden.

Sie schützen PV-Module und elektrische Komponenten vor Überlast- und Kurzschlussströmen und sind dafür ausgelegt, Gleichstromfehler innerhalb ihrer spezifizierten Betriebsbedingungen sicher zu unterbrechen.

5. Beeinflusst die Temperatur die Auswahl einer Solar-PV-Sicherung?

Ja. Hohe Umgebungstemperaturen können die zulässige Strombelastbarkeit einer Sicherung reduzieren.

Da die Temperatur in Generatoranschlusskästen deutlich höher sein kann als die Außentemperatur, muss die Temperaturreduzierung bei der Auswahl berücksichtigt werden.

6. Was passiert, wenn der Nennstrom der PV-Sicherung zu hoch ist?

Eine überdimensionierte Sicherung kann möglicherweise keinen ausreichenden Schutz für Solarmodule, Leitungen und andere elektrische Komponenten bieten.

Deshalb darf der ausgewählte Sicherungsnennstrom den maximal zulässigen Serien-Sicherungsnennstrom des Solarmoduls nicht überschreiten und muss den geltenden Schutzanforderungen entsprechen.

7. Was ist der Unterschied zwischen einer Solar-PV-Sicherung und einer herkömmlichen Sicherung?

Eine Solar-PV-Sicherung ist speziell für Photovoltaik-Gleichstromanwendungen entwickelt und geprüft.

Ihre Spannungsfestigkeit, Lichtbogenlöschleistung und Betriebscharakteristik sind auf die Anforderungen des jeweiligen PV-Stromkreises abgestimmt.

Eine herkömmliche Sicherung verfügt möglicherweise nicht über die erforderliche DC-Nennspannung oder das notwendige Ausschaltvermögen für den sicheren Einsatz in einer Photovoltaikanlage.

8. Benötigt jedes Solarmodul eine eigene Sicherung?

Nicht unbedingt. Einzelne String-Sicherungen sind insbesondere dann erforderlich, wenn Rückströme aus parallel geschalteten Strings die zulässigen Grenzwerte der Solarmodule oder der zugehörigen Leitungen überschreiten können.

Die Notwendigkeit hängt von der Anlagenkonfiguration, den technischen Daten der Module und den geltenden elektrischen Vorschriften ab.

Fazit

Die richtige Auswahl einer Solar-PV-Sicherung ist entscheidend für die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit einer Photovoltaikanlage.

Der Auswahlprozess sollte mit der Überprüfung der maximalen DC-Systemspannung beginnen. Anschließend müssen der erforderliche Nennstrom berechnet, die Temperaturreduzierung berücksichtigt und das Ausschaltvermögen überprüft werden. Auch die Kompatibilität mit dem Sicherungshalter spielt eine wichtige Rolle.

Darüber hinaus müssen der maximal zulässige Serien-Sicherungsnennstrom des Solarmoduls, der mögliche Fehlerstrom und die Koordination mit angeschlossenen elektrischen Komponenten berücksichtigt werden.

Eine korrekt ausgewählte gPV-Sicherung schützt Photovoltaikmodule und zugehörige elektrische Komponenten vor potenziell gefährlichen Fehlerbedingungen und trägt zu einem langfristig zuverlässigen Anlagenbetrieb bei.

Mit den in diesem Leitfaden beschriebenen Auswahlkriterien und der praktischen Checkliste können Installateure, Elektroingenieure und Anlagenplaner fundierte Entscheidungen bei der Auswahl von Photovoltaiksicherungen für private, gewerbliche und industrielle Solaranlagen treffen.