Wiring Unlimited

Das richtige Kabel kann erst ausgewählt werden, wenn Sie die Ströme in einem System kennen. Wie Sie den Strom berechnen können, erfahren Sie im Kapitel Strom, Kabelwiderstand und Spannungsabfall.

In der folgenden Liste finden Sie ein Beispiel dafür, welche Kabelgröße zu diesen Strömen gehört, vorausgesetzt, der Kabelabstand beträgt weniger als 5 Meter.  

Die bevorzugten oberen Grenzwerte für die Wechselrichterleistung pro Systemspannung sind:

Wie bereits erläutert, ist es sehr wichtig, immer die richtige Kabeldicke zu verwenden. Die richtige Kabeldicke finden Sie im Produkthandbuch. Die Verwendung eines zu dünnen Kabels hat einen direkten negativen Einfluss auf die Systemleistung. Im Allgemeinen wird die Dicke der Kabelseele in mm² angegeben. Dies zeigt die Oberfläche der Kabelseele an. Es werden aber auch andere Bezeichnungen verwendet, wie AWG (American Wire Gauge). Am Ende dieses Kapitels finden Sie eine Tabelle zur Umrechnung von AWG in metrische Einheiten.

Beachten Sie, dass einige Kabel eine sehr dicke Isolierung aufweisen können und dicker erscheinen können als sie sind. Ermitteln Sie den tatsächlichen Aderdurchmesser anhand der Kabelkennzeichnung oder deren Spezifikationen oder führen Sie alternativ eine physische Überprüfung durch. Entfernen Sie ein wenig Kabelisolierung und schauen Sie sich die Kupferader des Kabels an und schätzen Sie den Aderdurchmesser. In einem massiven Kabel können Sie die Oberfläche berechnen, wenn Sie den Durchmesser der Kabelseele messen, aber bei einem Litzenkabel ist diese Methode nicht so genau. (Bitte beachten Sie, dass wir die Verwendung von soliden Aderlkabeln nicht empfehlen).

Wenn Sie kein ausreichend dickes Kabel finden, verdoppeln Sie es. Verwenden Sie zwei Kabel pro Verbindung statt eines sehr dicken. Achten Sie in diesem Fall jedoch immer darauf, dass die kombinierte Fläche beider Kabel gleich der empfohlenen Fläche ist.  Beispielsweise entsprechen 2 x 35 mm² Kabel einem 70 mm² Kabel. Größere Victron Wechselrichter/Ladegeräte sind speziell für diesen Zweck mit zwei positiven und zwei negativen Batterieanschlüssen ausgestattet.

Vermeiden Sie diese Fehler bei der Auswahl der Kabel: · 

Von links nach rechts: nicht flexibles Kabel, Kabel mit groben Litzen, korrektes Kabel mit feinen Litzen, korrektes Marinekabel mit verzinnten Litzen.

Die Berechnung der Kabeldicke kann schwierig sein. Es gibt Möglichkeiten, Ihnen bei der Auswahl der richtigen Kabeldicke zu helfen:

Produkthandbücher:

In allen unseren Handbüchern wird die Größe des Gleichstromkabels (und der Sicherung) empfohlen, die für das jeweilige Produkt verwendet werden muss.    

Faustregel:

Für eine schnelle und allgemeine Berechnung von Kabeln bis zu 5 Metern verwenden Sie diese Formel:

Zum Beispiel: Wenn der Strom 200 A beträgt, dann muss das Kabel die folgende Dicke aufweisen:  200/3 = 66 mm²

Sammelschienen sind wie Kabel, nur sind sie starre Metallschienen. Sie sind aus Kupfer oder verzinntem Kupfer gefertigt. Sie werden in großen Systemen eingesetzt, in denen große Ströme fließen. Sie stellen einen gemeinsamen positiven und einen gemeinsamen negativen Punkt zwischen den Batterien und mehreren Wechselrichtern dar. Sammelschienen werden auch in kleineren Systemen eingesetzt, insbesondere bei einer großen Anzahl von Gleichstromgeräten. Eine Sammelschiene bietet in diesem Fall eine gute Möglichkeit, alle verschiedenen Gleichstromkabel zu verbinden.  

Zur Berechnung der Sammelschienenstärke verwenden Sie einfach die empfohlene Kabeloberfläche und tragen diese auf die Sammelschienenquerschnittsfläche auf.

Zum Beispiel:

Bei der Verkabelung des Systems ist darauf zu achten, dass der Querschnitt der Verbindung zwischen den Batterien und dem Gleichstromverteiler gleich der Summe der erforderlichen Querschnitte der Verbindungen zwischen dem Verteiler und dem Gleichstromgerät ist. Beispiele hierfür finden Sie in der folgenden Abbildung.

Bei der Verwendung von Sammelschienen ist es in den meisten Fällen notwendig, die Sammelschiene abzuschirmen, insbesondere wenn die Sammelschiene im Freien steht. Dies dient dazu, zu verhindern, dass Personen die Sammelschiene berühren, oder einen Kurzschluss zu verhindern, wenn ein Metallgegenstand versehentlich über die positiven und negativen Sammelschienen fällt und beide Sammelschienen kurzschließt. Eine einfache Möglichkeit, dies zu tun, ist die Montage einer Plexiglasplatte vor oder über der Sammelschiene. Siehe die Abbildung rechts.

Sammelschienen können leicht selbst hergestellt werden. Sie benötigen lediglich eine Kupfer- oder Messingschiene, in die Sie Löcher bohren, damit elektrische Kabel an die Schiene angeschlossen werden können. Verwenden Sie für Schiffsanwendungen verzinntes Kupfer oder Messing. Sammelschienen können im Elektrogroßhandel oder bei Metallhändlern erworben werden.  

Victron bietet eine Reihe von Produkten an, die Sammelschienen enthalten. Diese finden Sie auch auf unserer Produktseite für Gleichstromverteiler und Sicherungen. Die vollständigen Produktinformationen finden Sie unter diesem Link: https://www.victronenergy.de/dc-distribution-systems.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Kabel an Batterien oder an Victron-Produkte anzuschließen, und die Anschlüsse werden auf unterschiedliche Weise hergestellt.

Bolzen, Muttern und Schrauben

Diese gibt es in der Regel in Größen wie M5, M6, M8 oder M10. Beachten Sie, dass Bolzen für elektrische Zwecke in der Regel aus verzinntem Messing gefertigt sind. Verwenden Sie daher beim Anziehen immer das richtige Drehmoment. Ein zu starkes Anziehen kann die Mutter oder den Bolzen brechen. Das empfohlene Drehmoment finden Sie im Produkthandbuch.  

Kabelösen werden verwendet, um das Kabel mit einem Bolzen zu verbinden. Der Kabelschuh muss der Kabeldicke entsprechen. Für die Befestigung eines Kabelschuhs an einem Kabel wird eine spezielle Crimpzange benötigt. Wenn der Kabelschuh keine Isolierung hat, müssen Sie diese hinzufügen.  

Wenn Sie die Kabelöse mit dem Bolzen verbinden, legen Sie eine Unterlegscheibe und einen Federring und dann die Mutter ein. Achten Sie darauf, dass die Lasche flach auf der Unterseite anliegt. Stecken Sie keine Gegenstände zwischen die Lasche und die Montagefläche, wie Unterlegscheiben oder Sicherungen. Dies reduziert die Strombelastbarkeit der Verbindung.  

Schraubverbinder

Schraubverbinder gibt es in einer Vielzahl von Formen und Größen, geeignet für dicke oder dünne Drähte.  Angaben zum maximalen Drahtdurchmesser, der in einem Schraubverbinder verwendet werden kann, finden Sie im Produkthandbuch.

Aderendhülsen

Es handelt sich dabei um Hülsen, die über ein abisoliertes Kabelende geschoben und mit einer speziellen Crimpzange am Kabel befestigt werden.

Sie dienen dazu, die abisolierten Kabellitzen auszurichten und zu verhindern, dass sie sich beim Einführen eines Kabels in einen Schraub- oder Steckverbinder aufspreizen.

Push-Steckverbinder

Wie verwendet man sie:

Kabelschuhe

Ein Kabelschuh-Crimpkontakt muss mit einer speziellen Crimpzange an das Kabel gecrimpt werden. Die Palette dieser Steckverbinder umfasst solche mit und ohne Isolierung und einige mit besonderen Eigenschaften, wie z. B. Huckepacksteckverbinder.

MC-Steckverbinder

Diese Steckverbinder werden ausschließlich dazu verwendet, Solarpaneele mit anderen Solarpaneele und/oder Solarladegeräten zu verbinden. Am häufigsten ist der MC4, aber MC, MC2 und MC3 gibt es auch, werden aber nicht mehr verwendet. Die Buchstaben „MC“ stehen für MultiContact, das ist der Name eines der Originalhersteller, der sich durchgesetzt hat. Die Ziffern 1 bis 4 stehen für den Kontaktstiftquerschnitt in mm². Einige Details:

Für weitere Informationen siehe Kapitel Solar.

Anderson-Stecker

Federbelastete Steckverbinder aus verzinntem oder vernickeltem Kupfer zum Schutz vor Korrosion. Sie sind in einer Vielzahl von Größen erhältlich, um verschiedenen Drahtstärken und Stromanforderungen gerecht zu werden. Sie werden häufig in der Automobilindustrie oder in mobilen Anwendungen eingesetzt, wo schnelles Verbinden und Trennen häufig vorkommt.

Stellen Sie sicher, dass der Nennstrom mit dem Strom übereinstimmt, wenn Ihr System unter Volllast steht. Beachten Sie, dass sie den Widerstand des Kabels erhöhen, wenn sie sich zwischen der Batterie und dem Wechselrichter befinden. Beschränken oder vermeiden Sie in diesem Fall deren Verwendung.

Autostecker

Diese werden im Allgemeinen in einfachen Automobilanwendungen eingesetzt. Sie können keine Ströme über 10 A übertragen. Daher sind sie für den Anschluss eines Wechselrichters nicht geeignet. Beachten Sie auch, dass der Stromkreis im Auto möglicherweise nur mit einer noch niedrigeren Sicherung als 10 A abgesichert ist.

Achten Sie bei der Verwendung dieser darauf, den Stecker richtig und tief genug einzuführen. Wenn der Steckverbinder nicht richtig eingesteckt wird, kann er sich erhitzen und schmelzen. Beschränken oder vermeiden Sie deren Verwendung.

Batterieklemmen

Diese sind nur für temporäre Verbindungen gedacht. Sie verfügen oft nicht über einen ausreichend hohen Nennstrom und sollten niemals dauerhaft in einem elektrischen System verwendet werden. Beschränken oder vermeiden Sie deren Verwendung.

Einige besondere Hinweise zu isolierten Crimpkontakten. Diese Arten von Crimpkontakten sind leicht erhältlich und einfach zu verwenden.

Es gibt sie in 3 Farben, nämlich rot, blau und gelb. Diese Farben geben den Drahtdurchmesser an, der mit dem Crimpkontakt verwendet werden kann:

Die nachstehende Tabelle gibt den maximalen Strom pro Farbe des Crimpkontakts an, wenn verschiedene Kabellängen verwendet werden.

Die Crimpkontakte sind in einer Vielzahl verschiedener Formen erhältlich, wie in der folgenden Tabelle angegeben.

Von links nach rechts:

Verwenden Sie ein professionelles Crimpwerkzeug mit Ratschenmechanismus, um eine Klemme ordnungsgemäß auf das Kabel zu crimpen. Der Ratschenmechanismus sorgt dafür, dass der richtige Druck auf die Crimpung ausgeübt wird. Das Werkzeug verfügt über 3 Crimpbereiche, die mit roten, blauen und gelben Punkten gekennzeichnet sind. Diese Punkte entsprechen der Farbe der Crimpkontakte. In der folgenden Abbildung sehen Sie ein Beispiel für ein professionelles Crimpwerkzeug.

Achten Sie vor dem Crimpen auch darauf, dass die Isolierung des Drahtes nicht zu stark in den Crimpkontakt gedrückt wird. Der Crimpkontakt verfügt über zwei verschiedene Crimpabschnitte, einen für den Drahtkern und einen für die Drahtisolierung. Mit dem professionellen Crimpwerkzeug können Sie beide Abschnitte mit unterschiedlichem Druck crimpen.

Nach dem Crimpen empfiehlt es sich, die Crimpung zu testen, indem Sie den Draht leicht ziehen, um sicherzustellen, dass die Klemme sicher gecrimpt ist.

Beim Verlegen und Anschließen von Kabeln zwischen allen Komponenten eines Systems gibt es eine Reihe praktischer Dinge, die Sie bei diesen Kabelführungen beachten müssen. Auch wenn Sie die richtigen Ratschläge zum Thema Kabel befolgt haben, gibt es immer noch einige kabelbedingte Faktoren, die ein Problem in einem System verursachen können.

Verwenden Sie den richtigen Kabeldurchmesser und verdoppeln Sie ihn, wenn nötig:

Im Kapitel Theorie in diesem Buch wird erklärt, warum Kabel einen bestimmten Durchmesser haben müssen und welche negativen Auswirkungen es hat, wenn die Kabel zu dünn sind. Bei der Verkabelung eines Systems kann es jedoch vorkommen, dass der erforderliche Kabeldurchmesser nicht verfügbar oder schwer zu beschaffen ist. Außerdem sind sehr dicke Kabel schwer zu manövrieren oder können nicht in engen Biegungen geführt werden. In solchen Fällen ist es in Ordnung, zwei Kabel anstelle eines einzigen Kabels zu verwenden. Viele Wechselrichter und Wechselrichter/Ladegeräte verfügen über doppelte positive und doppelte negative Klemmen für genau diesen Zweck.

Bei der Verwendung von doppelten Kabeln kann es sein, dass jedes Kabel einzeln abgesichert werden muss. Die Anforderungen können von Land zu Land und von Anwendung zu Anwendung variieren. Prüfen Sie daher bitte Ihre lokalen Vorschriften.

Eine weitere örtliche Vorschrift kann sein, dass jeder einzelne Leiter die volle Last tragen können muss. In diesem Fall ist es also nicht möglich, Kabel zu verdoppeln, also prüfen Sie bitte die örtlichen Vorschriften, wenn dies auf Sie zutrifft.

Halten Sie die Kabel so kurz wie möglich:

Versuchen Sie, den Abstand zwischen Kabeln mit hohem Strom, wie Batterie und Wechselrichter oder Wechselrichter/Ladegerät, so gering wie möglich zu halten. Achten Sie aber darauf, dass Sie keine elektronischen Geräte direkt über Blei-Säure-Batterien aufstellen, auch wenn die Blei-Säure-Batterien versiegelt sind.

Auf diese Weise müssen Sie keine sehr dicken Kabel verwenden. Je näher die Batterien beieinander liegen, desto kürzer ist das Kabel und desto dünner kann das Kabel sein.

Denken Sie daran, dass Kabel Wärme erzeugen:

Aufgrund des Widerstandes der Kabel erzeugen diese Wärme, wenn Strom durch sie fließt. Je höher der Spannungsabfall über das Kabel, desto mehr Wärme wird erzeugt. Wenn der Spannungsabfall beispielsweise 2,5 % beträgt, bedeutet dies, dass bei einer Leistung von 1000 W durch das Kabel 2,5 % dieser Leistung als Wärme abgeführt werden. Bei einer Last von 1000 W bedeutet dies also 25 W Wärme.

Es ist wichtig, dass diese erzeugte Wärme abgeleitet werden kann.

Wenn Kabel ummantelt sind, z. B. durch Kabelkanäle, kann die Wärme möglicherweise nicht abgeleitet werden, und die Kabel erhitzen sich schließlich zu stark. Die einzige Lösung besteht in diesem Fall darin, den Kabelquerschnitt zu erhöhen und ihn vielleicht sogar zu verdoppeln.

Verwenden Sie einen oben offenen Kabelkanal. Alternativ können Sie auch dickere Kabel verwenden, damit der Spannungsabfall geringer ist und somit weniger Wärme erzeugt wird. Für weitere Informationen hierzu finden Sie im Kapitel Strom, Kabelwiderstand und Spannungsabfall und im Kapitel Die negativen Auswirkungen des Spannungsabfalls im Kabel.

Ein Vorschlag wäre, ein System unter voller Last laufen zu lassen und die Kabel mit einer Wärmebildkamera zu überprüfen. Dies ist auch eine gute Möglichkeit, lose Anschlüsse oder schlecht gecrimpte Klemmen zu erkennen.

Lassen Sie die Kabel locker

Eng anliegende Kabel in Verbindung mit Fahrzeugvibrationen sind nicht empfehlenswert. Die Crimpkontakte und die Pole der Batterie sind zu stark belastet und werden sich mit der Zeit lösen. Ein gutes Beispiel dafür ist die Verkabelung zwischen Batterien, um eine große Batteriebank zu bilden. Wenn die Verbindungskabel nicht locker sind und die Batterien nicht völlig unbeweglich sind, werden die Batterieklemmen oder die Kabelklemmen zu stark belastet und können sich lösen oder beschädigt werden.

Verwenden Sie Zugentlastungen

Dicke Kabel sind schwer. Lassen Sie das volle Gewicht eines dicken Kabels nicht vollständig an einem Wechselrichter, Wechselrichter/Ladegerät oder Batterieanschluss hängen. Dies ist besonders wichtig, wenn die Installation Vibrationen ausgesetzt ist. Zugentlastungen oder Kabelhalterungen tragen das Gewicht des Kabels.

Wie funktioniert eine Sicherung?

Es gibt drei Arten von Sicherungsmechanismen. Diese sind:

Die „einmalige“ Sicherung:

Traditionell enthält eine Sicherung einen Draht oder ein Metallstreifen, der schmilzt, sobald ein unzulässig hoher Strom durch die Sicherung fließt. Wenn der Draht in der Sicherung geschmolzen ist, ist der Stromkreis unterbrochen und es fließt kein Strom mehr in den Stromkreis. Sobald die Sicherung durchgebrannt ist, muss sie durch eine neue Sicherung ersetzt werden, damit der Stromkreis wieder funktionsfähig ist. Diese Sicherungen sind Einwegsicherungen. Sobald sie durchgebrannt sind, können sie nicht mehr zurückgesetzt werden. Sie müssen durch neue ersetzt werden.

Die zurücksetzbare (oder automatische) Sicherung:

Eine weitere Art von Sicherung ist die automatische Sicherung, die oft als Leistungsschalter oder Leitungsschutzschalter (CB oder MCB) bezeichnet wird. Diese Vorrichtungen unterbrechen den Stromfluss, wenn ein hoher Strom erkannt wird. Manchmal werden sie sich wieder verbinden, nachdem das Hochstromereignis vorbei ist, oder sie müssen manuell zurückgesetzt werden. Sie müssen nicht wie die herkömmlichen Sicherungen ausgetauscht werden.

Es gibt 2 Möglichkeiten, wie diese Sicherungen funktionieren, entweder thermisch oder magnetisch oder eine Kombination davon:

Position der Gleichstromsicherungen:

Jeder Verbraucher, der an eine Batterie angeschlossen wird, muss abgesichert werden. Die Sicherung befindet sich im Pluskabel. Jeder einzelne Verbraucher muss eine eigene Sicherung haben. Egal wie groß oder klein die Nennleistung des Gerätes ist. Batterien können sehr hohe Ströme erzeugen, die einen Brand verursachen können. Wenn der Verbraucher einen Fehler und interne Kurzschlüsse entwickelt, fließt ein sehr großer Strom, der eine Brandgefahr darstellen kann. Ein Gleichstromkreis enthält in der Regel eine Hauptbatteriesicherung, danach verzweigt er sich zu den einzelnen Verbrauchern. Jeder Verbraucher hat eine eigene Sicherung.    

Position der Wechselstromleistungsschalter:

Die Leistungsschalter befinden sich in der Nähe des Einspeisepunktes des öffentlichen Netzes bzw. des Generators in die Schaltanlage. Der AC-Leistungsschalter wird in den stromführenden Leiter oder sowohl in den stromführenden als auch in den Neutralleiter eingebaut. Es werden ein- oder zweipolige Leistungsschalter eingesetzt. In der Regel gibt es pro Wechselstromversorgung einen Hauptleistungsschalter, danach zweigt die Versorgung in verschiedene Gruppen ab. Jede Gruppe enthält einen Leistungsschalter, der eine Gruppe von Wechselstromverbrauchern schützt.

Position der PV-Feldleistungsschalter:

Zwischen einer PV-Anlage und dem Solarladegerät muss eine Sicherung angebracht werden. Bitte erkundigen Sie sich bei den örtlichen Behörden, die Vorschriften pro Anwendung und Land sind unterschiedlich.

Sicherungshalter

Sicherungen müssen in Sicherungshalter eingesetzt werden. Der Sicherungshalter hält die Sicherung sicher an ihrem Platz. Und in einigen Fällen sorgen sie auch für eine elektrische Isolierung. Leistungsschalter werden in der Regel auf einer DIN-Schiene montiert. Sicherungen und Leistungsschalter befinden sich in der Regel in einer Schalttafel, vorzugsweise in einem Gehäuse.    

Sicherungswerte und die Auswahl der richtigen Sicherung:

Bei der Auswahl einer Sicherung gibt es 4 Auswahlkriterien: ·      

Es ist wichtig, die richtige Sicherung zu wählen, die zum Stromkreis und zur Leistungsaufnahme der Geräte in diesem Stromkreis passt. Der Nennwert der Sicherung wird auf der Sicherung angezeigt oder ist im Datenblatt der Sicherung oder deren Spezifikationen zu finden.    

Nennstrom

Wenn sich nur ein Verbraucher in einem Stromkreis befindet, muss die Sicherung mit dem Nennstrom dieses Verbrauchers oder dem Nennstrom des Kabels übereinstimmen, je nachdem, welcher der niedrigste der beiden ist. Wenn sich mehrere Verbraucher in einem Stromkreis befinden, muss die Sicherung mit dem Nennstrom der Verkabelung im Stromkreis übereinstimmen.  

Nennspannung

Die Nennspannung der Sicherung muss gleich oder größer als die erwartete maximale Spannung im System sein. Die Sicherung muss speziell für den erforderlichen Typ, Gleichstrom bzw. Wechselstrom, ausgelegt sein. Die meisten DC-Sicherungen sind für 12 und 24 V geeignet, aber sie sind nicht unbedingt für 48 V und höher geeignet. Bitte beachten Sie, dass nicht alle Sicherungen oder Leistungsschalter sowohl in Wechselstrom- als auch in Gleichstromkreisen verwendet werden können. Wenn die Sicherung sowohl für Wechselstrom als auch für Gleichstrom verwendet werden kann, ist die Spannung für Wechselstrom oft höher als die Gleichspannung. Achten Sie auch darauf, dass die Leistungsschalter nicht unidirektional sind, so dass es bei Gleichstrom darauf ankommt, wie sie in den Stromkreis geschaltet sind.    

Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit einer Sicherung ist die Zeit, die benötigt wird, bis sich die Sicherung bei Auftreten eines Fehlerstroms öffnet. Dies wird durch das Sicherungsmaterial, seinen Mechanismus, den Strom und die Temperatur bestimmt.    

Es gibt Sicherungen die langsam oder schnell durchbrennen:

Geschwindigkeitsbereich des Sicherungselements:

Sicherungskennzeichnungen

Die Sicherung enthält eine Kennzeichnung, die angibt, wie hoch ihre Nennwerte sind. Aber es könnten Informationen fehlen. Dann sind die Sicherungsspezifikationen eine gute Quelle, um mehr darüber zu erfahren. Diese können Sie leicht online oder bei Ihrem Sicherungslieferanten finden.

Übersicht der Sicherungsarten:

Ein Batterieisolationsschalter kann verwendet werden, um die Batterie (oder die Batteriebank) vom Rest des Stromkreises zu trennen. Oder er kann verwendet werden, um eine Gleichstromquelle oder einen Gleichstromverbraucher von einem Stromkreis zu trennen.

Die Möglichkeit, eine Batterie oder einen Gleichstromverbraucher vom Stromkreis zu trennen, ist nützlich, wenn das System für eine bestimmte Zeit nicht benutzt wird oder für die Wartung des Systems.   Bei der Auswahl eines Trennschalters ist darauf zu achten, dass der Trennschalter immer auf die zu erwartenden Ströme im System unter Volllast ausgelegt ist.

Die Regeln und Richtlinien für die Isolation der Batterie sind in den einzelnen Ländern unterschiedlich, aber es wird empfohlen, im Falle einer Isolation der Batterie nur das positive Batteriekabel zu isolieren.

Möglicherweise ist es nicht einmal notwendig, einen Isolatorschalter hinzuzufügen. Ein Gleichstromsystem sollte immer eine Hauptsicherung enthalten. Das Entfernen der Sicherung unterbricht auch den Stromkreis. Wenn also das System gewartet werden soll oder wenn die Batterie ausgetauscht werden muss, reicht das Entfernen der Hauptsicherung aus, um die Batterie vom Rest des Systems zu isolieren.  

Verwenden Sie immer hochwertige Isolatorschalter. Der Isolatorschalter erhöht den Stromkreiswiderstand. Ein Schalter von minderwertiger Qualität hat einen höheren Widerstand, was den Spannungsabfall potenziell erhöhen kann und Systemprobleme verursachen wird.

Trennschalter sind für eine bestimmte Spannung und einen fortlaufenden Strom ausgelegt (stellen Sie sicher, dass es sich um Gleichstrom handelt) und sind oft auch für einen 5-Minuten-Strom und einige Sekunden Spitzenstrom ausgelegt.

Einige Trennschalter sind nicht dafür ausgelegt, Strom (insbesondere Gleichstrom) zu unterbrechen, und einige Batterieschalter können nicht unter Last schalten. Bitte beachten Sie die technischen Daten des Trennschalters.

Arten von Isolationsschaltern:

Victron Energy Battery Switch ON/OFF 275A.

Gleichstrom-MCB mit hohem Strom.

NH-Sicherungshalter können als Stromkreisunterbrecher verwendet werden.

Systeme mit mehreren Wechselrichtern oder Wechselrichter/Ladegeräten

Jede Einheit muss einzeln gesichert werden. Achten Sie darauf, dass für jede einzelne Einheit der gleiche Sicherungstyp verwendet wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass jeder Gleichstrompfad den gleichen Widerstand hat.

Verwenden Sie nicht einen großen Stromkreisunterbrecher oder eine Sicherung, die das gesamte System schaltet. Der Grund dafür ist, dass ein Kurzschluss (oder eine andere Störung) in einem einzelnen Wechselrichter/Ladegerät (fast) nie einen so niedrigen Widerstand hat, dass die große Einzelsicherung durchbrennt oder auslöst. Wenn diese Sicherung nicht ausgelöst wird, fließt der Strom weiterhin in einer Stärke, die zu hoch für die interne oder externe Verkabelung des Wechselrichters/Ladegeräts ist.

Vorzugsweise (nicht zwingend) sollte ein fortlaufender negativer Gleichstromanschluss im System vorhanden sein und nur der positive Gleichstromanschluss jedes Wechselrichters/Ladegeräts geschaltet, geschützt oder abgesichert sein. Der Grund dafür ist, dass die Fehlersuche in einem System sehr schwierig sein kann, wenn es einen losen Anschluss im negativen Gleichstrompfad gibt, insbesondere in Systemen, die aus mehreren Einheiten bestehen (Parallel-, Split-, Drei-Phasen-Betrieb). Beachten Sie, dass eine fortlaufende negative Verbindung nicht zwingend erforderlich ist, da bei bestimmten Installationen der negative Gleichstrom mit einer Sicherung oder einem Stromkreisunterbrecher geschützt werden muss.

Ein Shunt wird einem System hinzugefügt, um den Stromfluss zu messen. Dies wird für die Systemüberwachung oder zur Berechnung des Ladezustands der Batterie benötigt.  

Ein Shunt ist ein Widerstandselement. Wenn Strom hindurchfließt, tritt ein kleiner Spannungsabfall über dem Shunt auf. Wenn der Strom klein ist, ist die Spannung niedrig, und wenn der Strom groß ist, ist die Spannung höher. Wenn sich der Stromfluss umkehrt, ändert der Spannungsabfall die Polarität. Die Spannung des Shunts ist ein Indikator für die Höhe des Stroms und die Richtung des Stroms. Diese Informationen können verwendet werden, um herauszufinden, wie viel Strom in ein System fließt, oder um den Batteriestatus der Ladegerätberechnung zu ermitteln.    

Ein Shunt hat einen Strom und eine Nennspannung, z.B. 500 A, 50 mV. Das bedeutet, wenn 50 A Strom durch den Shunt fließen, kommt es zu einem Spannungsabfall von 0,05 mV (= 0,05 V) über dem Shunt.

Der Shunt muss auf den maximalen Gleichstrom ausgelegt sein, der in die kombinierten Verbraucher im System fließt.  

Beispiel: Ein Wechselrichter ist mit einer Batterie verbunden. Der maximale Strom wird der Spitzenwert des Wechselrichters sein. Ein 3000 VA Wechselrichter hat einen Spitzenstrom von 6000 W, das heißt bei 12 V einen Strom von 500 A.  

Der Victron SmartShunt ist mit einem 50 mV-Shunt über 500 A, 1000 A oder 2000 A erhältlich. Der Victron BMV Batteriemonitor wird mit einem Shunt über 500 A, 50 mV geliefert. Falls dieser Shunt nicht groß genug ist, müssen Sie einen größeren Shunt hinzufügen. Die 50 mV-Shunts von Victron sind in 500, 1000, 2000 und 6000 A erhältlich. Wenn Sie einen Shunt mit einer anderen Spannung oder einem anderen Nennstrom verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie die Parameter des Shunts in den Einstellungen des BMV-Batteriemonitors ändern.

Der Shunt befindet sich typischerweise im Minuskabel. Das negative wird gewählt, weil es sicherer ist. Der Shunt muss das letzte Element vor der Batteriebank oder der Batteriebank-Sammelschiene sein. Alle Gleichstromverbraucher und Gleichstromversorgungen müssen nach dem Shunt angeschlossen werden. Sehen Sie rechts, wie Sie den Shunt in ein System einbinden.   Shunts können auch an anderer Stelle in einem System platziert werden, z. B. zur Messung eines DC-Verbrauchers oder einer DC-Versorgung. Diese Shunts werden in der Regel mit einem Strommesser verbunden.  

Bitte beachten Sie, dass eine Fehlpositionierung des Shunts je nach Art der Verkabelung zu einem Problem in einem System führen kann. Dies gilt insbesondere für sehr große Systeme, bei denen ein langer Weg zwischen der Batterie und dem Wechselrichter/Ladegerät besteht. Beim Invertieren „sieht“ der Wechselrichter/Lader in der Nähe des Shunts eine niedrigere Gleichstromeingangsspannung als die Einheiten weit weg vom Shunt. Beim Laden „sehen“ die Batterien in der Nähe des Shunts eine niedrigere Eingangsgleichspannung als wenn die Batterien weiter vom Shunt entfernt sind. Siehe die Bilder unten. Um dies zu beheben, verschieben Sie den Shunt vom Pluskabel weg (nicht ideal). Oder verwenden Sie überhaupt keinen Shunt, sondern intelligente Batterien, die stattdessen ihren eigenen Ladezustand erzeugen.

Der Shunt ist falsch platziert.

Der Shunt ist korrekt platziert.

Es werden intelligente Batterien verwendet und es wird kein Shunt benötigt

Durch die Verbindung mehrerer Wechselrichter/Ladegeräte kann ein großer Wechselrichter/Ladegerät oder ein 3-phasiger Wechselrichter/Ladegerät entstehen. Diese Einheiten kommunizieren miteinander und werden zusammen zu einem großen Wechselrichter/Ladegerät. Sie müssen alle an die gleiche Batteriebank angeschlossen werden. Bei der Verkabelung einer solchen Anlage gibt es einige wichtige Überlegungen zu den Batteriekabeln.  

Für den korrekten Betrieb ist es wichtig, dass jede Einheit genau die gleichen Spannungen erhält. Um dies zu gewährleisten, muss der Gleichstromweg von der Batteriebank zu jeder einzelnen Einheit oder von der Sammelschiene zu jeder einzelnen Einheit exakt gleich sein.  

Besteht zwischen den einzelnen Einheiten eine Differenz zwischen der Kabeldicke oder der Kabellänge, so ergibt sich eine Differenz zwischen den Spannungen dieser Einheiten.  

Unterschiedliche Spannungen bedeuten unterschiedliche Ströme. Die Einheit mit einer niedrigeren Spannung hat einen höheren Strom, der durch ihre Leistungselektronik fließt. Die Überlastung des Wechselrichters/Ladegeräts wird durch die Menge dieses Stroms ausgelöst. Obwohl die Leistung, die jeder Wechselrichter liefert, die gleiche ist, hat die Einheit mit der niedrigeren Spannung einen größeren Strom, der durch sie fließt und wird vor den anderen Einheiten in Überlast gehen. Die gesamte Wechselrichterleistung des Systems wird nun geringer sein, denn wenn eine Einheit in Überlast geht, hört das gesamte System auf zu funktionieren. Die Einheit mit der schlechten Verkabelung bestimmt die Leistung des gesamten Systems.  

Um ein ausgewogenes System zu erreichen, müssen Sie für jede Einheit den gleichen Kabeltyp, Querschnitt und die gleiche Kabellänge von der Batteriebank oder von den Sammelschienen verwenden. Achten Sie auch darauf, dass alle Kabelschuhe identisch sind und alle Verbindungen mit dem gleichen Drehmoment angezogen werden. Erwägen Sie die Verwendung von Sammelschienen oder Stromsäulen zwischen der Batteriebank und dem Wechselrichter/Ladegerät.  

Wenn Sie Sicherungen in die Installation einsetzen, sollten Sie nur eine Gleichstromsicherung pro Phase verwenden. Wenn keine große Einzelsicherung verfügbar ist, verwenden Sie eine Sicherung pro Gerät, stellen Sie aber sicher, dass alle diese Sicherungen exakt gleich sind.  

Um zu überprüfen, ob ein System korrekt verdrahtet ist oder um die Verdrahtung zu unterbrechen, führen Sie diese Schritte aus:

Alternativ können Sie die Spannung an der Sammelschiene oder der Batteriebank messen und mit den Spannungen vergleichen, die Sie an den Batterieklemmen der einzelnen Geräte messen. Alle diese Spannungswerte sollten identisch sein.  

Weitere Informationen über Parallel- und 3-Phasen-Systeme finden Sie unter diesem Link: https://www.victronenergy.com/live/ve.bus:manual_parallel_and_three_phase_systems.

In diesen Systemen müssen Sie Sammelschienen verwenden, aber es ist trotzdem wichtig, wie und in welcher Reihenfolge alle Geräte mit der Sammelschiene verbunden sind. Es ist wichtig, dass Sie die Wechselrichter/Ladegeräte und die Solarladegeräte abwechselnd an die Sammelschienen anschließen. Der Grund dafür ist, dass dadurch der Stromfluss durch die Sammelschienen reduziert wird. Einfach ausgedrückt, kann der Strom, der von einem Solarladegerät in die Sammelschiene fließt, über einen kurzen Weg direkt in den Wechselrichter oder in eine Batterie fließen. Dieser Strom muss nicht durch die gesamte Sammelschiene fließen. Es hält den lokalen „Verkehr“ gering.

Stromfluss über die Sammelschiene.

Stellen Sie nicht alle Wechselrichter/Ladegeräte auf eine Seite und die Solarladegeräte auf die andere Seite.

Kombinieren Sie die Wechselrichter/Ladegeräte und die Solarladegeräte.

Wenn in der Anlage einzelne Batterien vorhanden sind, mischen Sie diese auch mit den Wechselrichtern/Ladegeräten und den Solarladegeräten.

Die Spannungserfassung ist eine Funktion des Batterieladegeräts. Es misst die Differenz zwischen der Spannung im Gerät und die Spannung an den Batterieklemmen. Sobald eine Differenz erkannt wird, wird die Ladespannung erhöht, um Kabelverluste während des Ladevorgangs auszugleichen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Batterien immer mit der richtigen Spannung geladen werden. Diese Funktion kompensiert in der Regel nur Spannungsverluste bis zu 1 V. Wenn die Verluste im System größer als 1 V sind (d. h. 1 V über den Plusanschluss und 1 V über den Minusanschluss), wird das Batterieladegerät, Solarladegerät oder Wechselrichter/Ladegerät seine Ladespannung so reduzieren, dass der Spannungsabfall auf 1 V begrenzt bleibt. Der Grund dafür ist, dass bei Verlusten von mehr als 1 V die Batteriekabel zu dünn sind und keinen starken Strom übertragen können. Daher muss der Ladestrom reduziert werden.

Die Spannungserfassung kann auch zum Ausgleich von Spannungsverlusten beim Einsatz von Diodenverteilern eingesetzt werden. Ein Diodensplitter hat einen Spannungsabfall von 0,3 V über der Diode.

Einige Victron-Produkte, wie Wechselrichter/Ladegeräte oder große Ladegeräte, haben einen integrierten Spannungssensor. Für andere Produkte, wie Solarladegeräte und Smart-Batterieladegeräte, müssen Sie einen Smart Battery Sense hinzufügen.

Wenn das Produkt über eine Spannungsmessklemme (V-Sense) verfügt, können zwei Drähte von der V-Sense-Klemme direkt an den Plus- und Minuspol der Batterie angeschlossen werden. Verwenden Sie ein Kabel mit einem Querschnitt von 0,75 mm².  

Wenn ein Wechselrichter/Ladegerät mit einem VE.Bus Smart Dongle ausgestattet ist, sind keine Verkabelungen für die Spannungsmessung erforderlich, da der Dongle die Spannungsmessung übernimmt. Weitere Informationen über den VE.Bus Smart Dongle finden Sie unter diesem Link: https://www.victronenergy.de/accessories/ve-bus-smart-dongle.

Wenn Sie ein Solarladegerät oder ein Smart-Ladegerät verwenden, schließen Sie eine Smart Battery Sense an die Batterie an und richten Sie ein Smart-Netzwerk über die VictronConnect App ein.  Weitere Informationen über den Smart Battery Sense finden Sie unter diesem Link: https://www.victronenergy.de/accessories/smart-battery-sense.   

Spannungsmessung in einem Energiespeichersystem (ESS) mit einem Gleichstromsolarladegerät

In einem ESS-System (Energiespeichersystem), das nur Gleichstromsolarladegeräte (ohne netzeinspeisende Wechselrichter) enthält, ist das Ladegerät des Wechselrichters/Ladegeräts deaktiviert. Der Grund dafür ist, dass das Solarladegerät die Batterie lädt und überschüssiger Solarstrom in das Netz zurückgespeist wird. Dieser Prozess wird von dem GX-Gerät gesteuert. Damit dies funktioniert, stellt das GX-Gerät das Solarladegerät auf eine höhere Gleichspannung ein als die Gleichspannung des Wechselrichters/Ladegeräts.  

Wenn die Batterie fast voll geladen ist, ist die Batteriespannung etwas höher als die Gleichspannung des Wechselrichters/Ladegeräts. Dies ist das "Zeichen" für den Wechselrichter/Lader, um diese "Überspannung" zu reduzieren. Dies geschieht durch die Einspeisung von Strom in das Netz. In einem 48 V-System wird diese Überspannung auf 0,4 V eingestellt, in einem 24 V-System auf 0,2 V.  

Damit dieser Prozess ordnungsgemäß funktioniert, ist es wichtig, dass die Batterie die richtige Spannung vom Solarladegerät erhält. Besondere Sorgfalt ist bei der Gestaltung und Platzierung der Gleichstromverkabelung, Sicherungen und Anschlüsse geboten, da sie einen Spannungsabfall im System verursachen können.  

Ein Spannungsabfall kann die "Überspannung" reduzieren, die der Wechselrichter/Lader benötigt, bevor er Strom ins Netz einspeisen kann.  

Beispiel für ein ESS-System mit einem 100 A-Solarladegerät, zwei 1 Meter langen, 35 mm² dicken Kabeln und einer 150 A-Sicherung:

Die Lösung besteht darin, ein Solarladegerät mit automatischer Kompensation des Spannungsabfalls (Spannungsmessung) zu verwenden. Dadurch wird die Ausgangsspannung des Solarladegeräts mit zunehmendem Strom leicht ansteigen. Wenn das Solarladegerät jedoch nicht über eine Spannungsmessung verfügt, ist es am besten, das Solarladegerät direkt an den Wechselrichter/Ladegerät anzuschließen.

Solarpaneele dürfen nicht direkt an eine Batterie angeschlossen werden. Ein Solarladegerät muss zwischen den Solarpaneelen und den Batterien platziert werden. Das Solarladegerät wandelt die höhere Spannung des Solarpaneels in eine Spannung um, die zum Laden der Batterie geeignet ist. Wenn ein Solarmodul direkt an eine Batterie angeschlossen wird, wird die Batterie beschädigt.  

Sicherheit:

In Abhängigkeit von den örtlichen Vorschriften muss möglicherweise eine Sicherung, ein Stromkreisunterbrecher, ein FI-Schutzschalter oder ein FI-Schalter zwischen der PV-Anlage und dem Solarladegerät installiert werden.

MC4-Steckverbinder:

Um Solarmodule an ein Solarladegerät anzuschließen, ist das Solarmodul in den meisten Fällen mit speziellen wasserdichten Steckverbindern ausgestattet, meist sind dies MC4-Stecker. Diese Steckverbinder gibt es in 2 Varianten, nämlich einen Stecker und eine Buchse.  

Der Stecker wird mit dem vom Solarpaneel kommenden Pluskabel und die Buchse mit dem Minuskabel verbunden.  

Falls die Solarkabel nicht lang genug sind, muss ein Verlängerungskabel verwendet werden. Das Verlängerungskabel ist oft mit MC4-Steckern vorkonfektioniert. Ein Solarkabel ist an einem Ende mit einem Stecker und am anderen Ende mit einer Buchse ausgestattet. So:

MC4-Steckverbinder können an 4 mm² oder 6 mm² dicke Solarkabel angeschlossen werden.  

Solarkabel. Links ist der MC4-Stecker und rechts die MC4-Buchse zu sehen.

Typen von Solarkabeln:

Ein Solarkabel ist ein Spezialkabel. Es ist ein sehr robustes Kabel und wurde für den Außeneinsatz in Solarpanelinstallationen entwickelt. Es ist staub-, alterungs- und UV-beständig und hat verzinnte Kupferdrähte.

Ein Solarkabel für kleine PV-Anlagen, wie z. B. für Automobil- oder Schiffsanwendungen, ist oft ein zweiadriges Kabel. Auch hier gilt, dass das Kabel UV-tauglich sein und verzinnte Kupferdrähte aufweisen muss.

Ein Solarkabel für kleine PV-Anlagen, wie z. B. für Automobil- oder Schiffsanwendungen, ist oft ein zweiadriges Kabel. Auch hier gilt, dass das Kabel UV-tauglich sein und verzinnte Kupferdrähte aufweisen muss.

Kabelstärke:

Die Kabelstärke des Solarkabels hängt von der Größe des Solarfelds und der jeweiligen Spannung ab. Dadurch wird der Strom und damit die Kabeldicke bestimmt. Weitere Informationen hierzu finden Sie in Kapitel Kabelauswahl.

Anschluss an ein Solarpanel:

Solarladegeräte werden in zwei Modellen angeboten, entweder mit MC4-Steckverbindern oder mit Schraubverbindern auf der PV-Seite. So werden sie an eine Solarpaneele angeschlossen, von der Rückseite der Solarpaneele aus gesehen:

Solarladegerät mit MC4-Steckverbindern.

Solarladegerät mit Schraubverbindern.

In manchen Fällen ist das Solarpaneel nicht mit Kabeln versehen. Diese müssen Sie dann selbst anbringen. Öffnen Sie dazu den Anschlusskasten auf der Rückseite des Paneels und schließen Sie die Kabel dort an. Sie können Solarkabel mit oder ohne MC 4-Stecker verwenden. Wenn Sie das Solarpaneel direkt mit dem Solarladegerät verkabeln, dann sieht die Installation wie folgt aus:

Anschluss eines Solarladegeräts an ein Solarpaneel ohne Verwendung von MC4-Steckverbindern.

Anschlussdose für Solarpaneele.

Solaranlagen:

In vielen Solaranlagen reicht ein Solarpaneel nicht aus. In diesem Fall muss eine Solaranlage oder eine Photovoltaikanlage (PV) erstellt werden. Eine Solaranlage besteht aus mehreren Solarpaneelen, die miteinander verbunden sind.  

Wenn Sie Solarpaneele in Reihe schalten, steigt die Spannung und wenn Sie sie parallel schalten, steigt der Strom. Das Gleiche gilt für den Aufbau einer Batteriebank mit einzelnen Batterien.  

MC4-Y – 1 Stecker und zwei Buchsen.

MC4-Y – 1 Buchse und 2 Stecker.

In Serie geschaltete Solaranlage.

Parallel geschaltete Solaranlage.

Solaranlage in Serie/Parallelschaltung.

200 W-Solaranlage.

200 W-Solaranlage.

400 W-Solaranlage.

Ein Beispiel für die Spannung einer Anlage, wenn die Module in Reihe geschaltet sind:

Wenn Sie sich die Spezifikationen eines 12-V-Solarpaneels ansehen, werden Sie feststellen, dass der Voc bei etwa 22 V liegt. Bei einem 75/15-MPPT-Solarladegerät kann die Solarspannung bis zu 75 V betragen. Auf diese Weise können Sie bis zu 3 x 12 V Paneels in Serienschaltung schalten.

Hinweis zum MPPT-Ladestrom bei verschiedenen Batteriespannungen:

Beispiel: Bei einem 75/15-MPPT-Solarladegerät beträgt der Nennstrom 15 A. Dies ist der Strom, der in die Batterie fließt. Das bedeutet, dass Sie mit einer 12-V-Batterie weniger Strom in die Batterie bekommen als mit einer 24-V-Batterie.

Um Ihnen zu helfen, eine Solaranlage zu entwerfen und sie an das richtige Solarladegerät anzupassen:

Verwenden Sie den Victron MPPT-Größenrechner, siehe hier: https://www.victronenergy.de/solar-charge-controllers.