Ratgeber
Für eine sichere, effiziente und zukunftsorientierte Stromversorgung nutzen immer mehr Unternehmen freie Flächen und Dachbereiche für Photovoltaikanlagen. In diesem Kontext spielen Generatoranschlusskästen eine wichtige Rolle. Worum es sich bei einem GAK handelt, was MPPT bedeutet und worauf vor der Installation zu achten ist, erfahren Sie im Ratgeber.
Der GAK ist eine essenzielle Komponente in der Photovoltaik. Als Solar-Anschlusskasten fungiert er als Verbindungspunkt zwischen den aufgestellten Solarmodulen und dem Wechselrichter. Er verbindet also die Seite des erzeugten Gleichstroms (DC) mit der Seite für Wechselstrom (AC).
Beim Blick in den Kasten wird sichtbar, wie mehrere von der PV-Anlage ankommende Leitungen zu einem Leistungspaket gebündelt werden. Die Reihenschaltung mehrerer Photovoltaikmodule zu einem Strang wird als String bezeichnet. Bei großen Anlagen können mehrere Strings in einem Anschlusskasten zusammenlaufen. Jeder String wird zum Solarwechselrichter geführt, damit die Umwandlung (DC zu AC) stattfinden kann.
Gleichzeitig wird über eingebaute Schutzvorrichtungen wie einem DC-Überspannungsschutz sichergestellt, dass Überspannungen verhindert werden.
Der erste Blick fällt auf das Gehäuse. Es muss die Schutzklasse II erfüllen, also durch eine doppelte oder verstärkte Isolierung für Sicherheit sorgen. Die Abdeckung kann aus Metall oder einem passenden transparenten Kunststoff gefertigt sein. Neben der Schutzklasse II muss jedes Gehäuse die für den Installationsort passende IP-Schutzart erfüllen. Häufig ist dies IP 65, also ein vollständiger Berührungsschutz, ein staubdichter Aufbau und ein Schutz gegen Strahlwasser aus allen Richtungen.
Geht man etwas weiter ins Detail, laufen im Anschlusskasten folgende Elemente zusammen:
Eingänge: Hier werden die von der PV-Anlage ankommenden Modulkabel zusammengefasst. Es müssen im Kasten so viele Eingänge wie ankommende Strings vorhanden sein.
Sicherungen/Schutzschalter: Sie schützen vor Überlast und Kurzschlüssen. Es gibt Trennklemmen zur Einzelabschaltung (für Wartung, Reparatur, Fehlersuche) und gegebenenfalls ein Feuerwehrschalter zur schnellen Abschaltung der gesamten PV-Versorgung.
Überspannungsableiter: Er dient der Herstellung eines Überspannungsschutzes, was für Momente der Spannungsspitzen zwingend notwendig ist. Solche Spitzen treten beispielsweise durch Blitzschläge ein.
Ausgänge: Der Gleichstrom wird über Ausgangsklemmen zum Wechselrichter weitergeleitet.
Zusätzlich kann ein GAK ergänzende Elemente wie Messgeräte und Sammelschienen enthalten. Sie ermöglichen die effizienteste Überwachung und Steuerung des Solarsystems für eine Leistungsmaximierung.
Begriffserklärung Feuerwehrschalter
Sie dienen als DC-Lasttrennschalter und werden bei Netzspannungen bis 1.000 Volt DC genutzt. Bei Gefahr können mit einem Handgriff alle Module deaktiviert werden.
Nach dem Anschluss an die PV-Solarmodule und den Wechselrichter übernimmt der Anschlusskasten drei Funktionen:
1. Verteilung
Er verteilt die Energie von den Eingängen zu den Ausgängen. Neben der Bereitstellung des Stroms zur hausinternen Entnahme kann auch die Weiterleitung ins öffentliche Stromnetz erfolgen.
2. Schutz
Der PV-Anschlusskasten dient dem Schutz des Systems. Kurzschluss- und Überspannungsschutz bewahren vor externen Einflüssen wie elektromagnetischen Störungen, Schalteffekten und Blitzschlag sowie vor internen Problemen beim Starten beziehungsweise Abschalten induktiver und kapazitiver Lasten.
Rechtliche Grundlage
Ein AC- und DC-seitiger PV-Überspannungsschutz ist für PV-Systeme verpflichtend. Diese Pflicht gilt sowohl für Unternehmen als auch Privatpersonen.
3. Monitoring
Je nach Bedarf kann der GAK mit Instrumenten und Sensoren ausgestattet sein, die Eingänge und Ausgänge überwachen. Die Informationen werden Anwenderinnen und Anwendern bereitgestellt, damit diese die PV-Elemente nach Wunsch steuern und optimieren können.
Was bedeutet MPPT in diesem Kontext?
MPPT steht für „Maximum Power Point Tracking“, auf Deutsch die „Maximum-Power-Point-Verfolgung“. Es handelt sich um eine Technologie, die in Solarwechselrichtern und Ladereglern für Photovoltaikanlagen eingesetzt wird. Das Ziel ist es, die maximale Leistung aus den PV-Anlagen zu gewinnen, indem der maximale Betriebspunkt der Module erkannt und der Wechselrichter so gesteuert wird, dass er an diesem Punkt arbeitet.
Ideal ist es, wenn der Solar-Anschlusskasten in der Nähe der Solarmodule und in der Nähe des Wechselrichters platziert wird, um die Verkabelung so kurz wie möglich zu halten.
Dies minimiert Verluste und erleichtert zudem die Wartung. Der genaue Installationsort kann je nach örtlichen Gegebenheiten und den geltenden Vorschriften variieren. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass der GAK leicht zugänglich und vor Umwelteinflüssen geschützt ist.
Wie werden Generatoranschlusskästen installiert?
PV-Anschlusskästen werden in der Regel durch Fachkräfte installiert. Die Installation beinhaltet das Anschließen der Solarmodule an den Kasten, den Anschluss an den Wechselrichter und das Anbringen der Erdungsklemmen.
Abschließend erfolgt eine Überprüfung zur Einhaltung aller geltenden Vorschriften und Normen. In Deutschland regelt die Norm DIN EN 50548 alle Anforderungen an den Anschluss des Systems.
Wo werden Generatoranschlusskästen eingesetzt?
Generatoranschlusskästen werden in der Photovoltaik eingesetzt, um Solarstromsystemen zu optimieren. Da über die PV-Elemente Solarenergie in elektrische Energie gewandelt wird, erschließen sich daraus eine Vielzahl von Anwendungsgebieten; in Wohngebäuden und Büros, in Gewerbegebäuden und Industrieanlagen.
Worauf muss ich bei der Wahl eines Generatoranschlusskastens achten?
Bei der Wahl eines PV-Anschlusskastens sollten Sie auf Leistung, Spannung, Qualitätszertifikate, Überspannungsschutz, Sicherungen, Überwachungsfunktionen und Kompatibilität zu Ihrer Photovoltaik achten.
Was sind Strings im Zusammenhang mit Generatoranschlusskästen?
Strings sind Reihen von PV-Modulen, die miteinander verschaltet sind. Die Kabel mehrerer Module werden zu einem Leistungspaket zusammengefasst. Bis zu acht Strings pro Anschlusslasten sind weit verbreitet.
Passt jeder Generatoranschlusskasten zu jedem Wechselrichter?
Nicht jeder PV-Generatoranschlusskasten passt zu jedem Wechselrichter, weshalb die Kompatibilität zwischen Anschlusskasten und Wechselrichter sorgfältig geprüft werden muss. In der Mehrheit der Fälle nutzen PV-Anlagen allerdings den Solaranschlussstrecker MC-4. Wer passend dazu am Wechselrichter MC-4-Solarverbinder vorfindet, kann jeden MC-4-Generatoranschlusskasten nutzen.