Serviceleitfaden Solar-PV-Kabeldimensionierung
// PV-STRINGS, DC-AUSGÄNGE, WECHSELRICHTER-ZULEITUNGEN UND DACH-LEERROHRE MIT STROMBELASTBARKEIT, DERATING UND SPANNUNGSFALL PLANEN. //
Solar-PV-Verkabelung ist zuerst ein Problem aus Strom, Temperatur und Entfernung, nicht nur ein AWG-Nachschlagen. Erfassen Sie Modul-Isc, Stringanzahl, Wechselrichtereingang, Spannung, Isolation, Dachtemperatur, Bündelung, einfache Länge und die gültige NEC- oder IEC-Basis.
NEC-690-Strombasis
PV-Quell- und Ausgangsstromkreise starten meist mit Modul-Kurzschlussstrom und NEC-690.8-Faktoren vor der Strombelastbarkeitskorrektur.
Dachtemperatur
Leiter in sonnenbeheizten Dachrohren können nach Umgebungskorrektur und Bündelung nach NEC 310 nutzbare Ampazität verlieren.
IEC-Prüfung
IEC 60364-7-712 und IEC 60364-5-52 prüfen PV-Verlegeart, Strombelastbarkeit, Schutz und Spannungsfall.
Kurz gefasst
- PV-Leiter nicht nur aus Wechselrichter-Watt bemessen
- Mit Modul-Isc, parallelen Strings, Maximalstrom, Temperatur und einfacher Länge beginnen
- NEC 690.8, NEC 690.31, NEC 310, Erdung und Schnellabschaltung prüfen
- 2% DC und 3% AC sind übliche Planungsziele, wenn nichts Strengeres vorgegeben ist
- Dokumentieren Sie PV-Kabel, USE-2, THWN-2 im Rohr oder IEC-60228-Metrikkabel
Wichtige Definitionen
PV-Quellstromkreis
Ein PV-Quellstromkreis ist der DC-Leiterweg von einem Modulstring zu Combiner oder Wechselrichtereingang.
PV-Ausgangsstromkreis
Ein PV-Ausgangsstromkreis führt den kombinierten DC-Ausgang der Quellstromkreise zur Wechselrichterausrüstung.
Spannungsfall
Spannungsfall ist der Spannungsverlust durch Strom, Widerstand, Material, Temperatur und Leitungslänge.
Auslegungsablauf
Schritt 1 - PV-Daten sammeln
Isc, Voc, parallele Strings, Wechselrichter-Eingangsstrom, DC-Spannung, AC-Strom, Material, Isolation und längste einfache Strecke erfassen.
Schritt 2 - Strom berechnen
NEC 690.8 oder IEC-Projektbasis vor Korrektur anwenden. Beispiel, 11.2A Isc x 1.25 = 14A vor Derating.
Schritt 3 - Bedingungen anwenden
Dachtemperatur, Rohrfüllung, stromführende Leiter, Klemmentemperatur, Nassbereich, UV-Beständigkeit und Cu- oder Al-Klemmen prüfen.
Schritt 4 - Spannungsfall prüfen
DC-Quelle, DC-Ausgang und AC-Zuleitung getrennt rechnen. 600V- oder 1000V-DC-Strings haben andere Prozentmargen als 120V- oder 240V-AC-Kreise.
Schritt 5 - Inspektion koordinieren
Trennstellen, Schutz, Erdung, Potentialausgleich, Kennzeichnung, Schnellabschaltung, Rohrfüllung und AHJ-Unterlagen prüfen.
Rechenbeispiele
Wohnhaus-Strings zum Wechselrichter
Zwei parallele Strings, Modul-Isc je 11.2A, 450V DC, 95 ft einfache Kupfer-PV-Leitung.
11.2A x 2 x 1.25 = 28A vor Korrekturfaktoren. 10 AWG kann reichen, aber 10 AWG und 8 AWG vergleichen, wenn etwa 2% DC-Verlust gewünscht sind.
Dach-Combiner-Ausgang
Vier 12A-Strings kombiniert zu 48A, heißes Dachrohr, 160 ft einfach zum Wechselrichter.
48A x 1.25 = 60A vor Derating. 6 AWG kann Startpunkt sein, 4 AWG prüfen, wenn Temperatur und 2% Spannungsfall eng sind.
IEC-400V-Wechselrichterzuleitung
25A AC-Ausgang, 42 m einfache Kupfer-Mehraderleitung in gebündelter Trasse.
6 mm2 kann bei manchen IEC-Verlegearten passen, 10 mm2 wird mit Gruppierung und IEC 60364-5-52 Klausel 525 oft geprüft.
PV-Stromkreisvergleich
| Stromkreis | Bemessungsbasis | Wahrscheinlicher Leiter | Spannungsfallrisiko | Normhinweis |
|---|---|---|---|---|
| Einzelstring-Quelle | Modul-Isc x NEC-690.8-Basis | PV-Kupfer 10-12 AWG häufig | Niedrig bis mittel außer bei langer Strecke | NEC 690.8 und 690.31 |
| Kombinierter DC-Ausgang | Paralleler Stringstrom nach Combiner | 8-4 AWG Kupfer je nach Strings und Strecke | Hoch über 100-200 ft | NEC 690, 310, Rohrfüllung |
| AC-Wechselrichterzuleitung | Dauer-Ausgangsstrom Wechselrichter | Schutzgerät und Leiter 125% wo nötig | Mittel bei entfernten Wechselrichtern | NEC 705, 215, 310 |
| Dachrohrstrecke | Korrigierte Ampazität nach Wärme und Bündelung | Upsize nach NEC-310-Faktoren | Mittel, Wärme erhöht Widerstand | NEC 310 Umgebung und Anpassung |
| IEC-PV-Kabelweg | Bemessungsstrom und Verlegeart | 4-10 mm2 je nach Methode und Fall | Mittel auf 30-60 m | IEC 60364-7-712 und 5-52 |
Normprüfpunkte
Diese Referenzen als Designprüfpunkte verwenden und Ausgabe, Wechselrichterlisting, Modulanweisungen und lokale AHJ-Auslegung bestätigen.
NEC 690.8
Definiert PV-Stromberechnungen vor Ampazität und Überstromschutz.
NEC 690.31
Behandelt PV-Verdrahtungsmethoden, Leitertypen, Führung und Installation.
NEC 310 und Kapitel 9
Ampazität, Korrektur- und Anpassungsfaktoren, Klemmentemperatur und Rohrfüllung zusammen prüfen.
NEC 250 und 705
Erdung, Potentialausgleich, gekoppelte Erzeugungsquellen, Wechselrichterausgang und Servicekoordination prüfen.
IEC 60364-7-712
Enthält IEC-Anforderungen für PV-Stromversorgungssysteme.
IEC 60364-5-52
Prüft Strombelastbarkeit, Verlegeart, Gruppierung, Umgebungstemperatur und Spannungsfall nach Klausel 525.
Checkliste vor Ort
- Modul-Isc und Stringanzahl verwenden, nicht nur Array-Watt.
- Quellkreis, Ausgangskreis und Wechselrichterzuleitung getrennt rechnen.
- Dachtemperatur und stromführende Leiter prüfen, bevor Tabellenwerte übernommen werden.
- Einfache Länge für jedes DC- und AC-Segment eingeben.
- PV-Kabel, USE-2 oder THWN-2 auf Sonne, Nassbereich und Rohrführung prüfen.
- Schnellabschaltung, Trennstellen, Schilder, Erdung, Potentialausgleich und Listings bestätigen.
- Berechnung mit Wechselrichterdatenblatt, Stringplan, Rohrliste und Inspektionspaket ablegen.
FAQ zur Solar-PV-Kabeldimensionierung
Welche Drahtgröße ist für einen Wohnhaus-PV-String üblich?
Viele Wohnhaus-Quellkreise nutzen 10 AWG oder 12 AWG Kupfer-PV-Kabel, aber Isc, parallele Strings, Temperatur und Spannungsfall entscheiden.
Warum nutzt NEC 690.8 Kurzschlussstrom?
Module können bei starker Sonne nahe Isc liefern, deshalb startet NEC 690.8 mit Kurzschlussstrom und Faktoren.
Sind 2% DC-Spannungsfall vorgeschrieben?
Nicht als allgemeine Code-Regel. Viele Planer nutzen etwa 2% DC als Leistungsziel und 3% AC, sofern nichts anderes gefordert ist.
Kann THHN für PV im Freien genutzt werden?
THHN allein ist kein gelisteter PV-Leiter für exponierte Dach-DC-Verdrahtung. PV wire, USE-2, THWN-2 im Rohr, Nassbereich, Sonnenbeständigkeit und Listings prüfen.
Wie bemesse ich vom Combiner zum Wechselrichter?
Parallele Stringströme addieren, NEC 690.8 oder IEC anwenden, Ampazität korrigieren und Spannungsfall der gesamten Route rechnen.
Wie unterscheidet sich IEC von AWG?
IEC nutzt mm2, Verlegearten, Gruppierungsfaktoren, Schutzkoordination und Spannungsfall nach IEC 60364.
PV-Leitung vor der Kabelbestellung prüfen
Nutzen Sie Solar-, Spannungsfall- und Ampazitäts-Tools, um den Mindestleiter mit der praktischen Größe zu vergleichen, die Energieverluste begrenzt und die Inspektion klar dokumentiert.