Leseranfrage
Dimensionierung der Kabel und Leitungen einer PV-Anlage
Um Fehler bei der Kabel- und Leitungsdimensionierung zu vermeiden, sollte beispielsweise auch der hohe Belastungsgrad mit bei den Berechnungen berücksichtigt werden.
Frage: Wir schließen im Moment eine Photovoltaikanlage mit 990 kWp ans Netz an. Die meisten Wechselrichter haben eine Leistung von 36 kVA. Die Anschlusskabel dieser Wechselrichter sind maximal 14 m lang und bis zum Verteiler auf offenen Gitterrinnen 60/200 verlegt, deren Abstände zu den Wänden mindestens 80 cm betragen. Es liegen maximal sechs Leitungen in den Gitterrinnen nebeneinander. Außerhalb der Gitterrinnen werden jeweils drei Kabel in einem Schutzschlauch geführt. Die Wechselrichter befinden sich in einem überdachten Gebäude, dessen Seitenwände Ost/Süd/West aus Gitterzäunen bestehen.
Der künftige Betreiber verlangt, dass die Wechselrichter (Vorsicherung 63 A Sicherungslasttrenner mit RCD 63/0,3 Typ B) mit einem Kabelquerschnitt von 5 × 25 mm2 angeschlossen werden. Er verlangt zudem, dass UV-beständige Kabel eingesetzt werden, da die Sonne eventuell durch die Gitterzäune hindurch, wenn auch nur zeitlich befristet, auf die Kabel scheinen könnte. Nun unsere Fragen: Sind unser Berechnungen zum Kabel 5 × 16 mm2 richtig? Wann muss ein UV-beständiges Kabel eingesetzt werden?
Antwort: Leider liegen keine genauen Informationen zum verwendeten Kabeltyp vor. Daher gehe ich im Folgenden von einer isolierten Leitung mit fünf Einzeladern und einer maximal zulässigen Betriebstemperatur von 70 °C aus. Die maximal zu erwartende Umgebungstemperatur der Leitungen kann in dem gut durchlüfteten überdachten Außenbereich mit 40 °C angenommen werden.
Kabeldimensionierung. Fehler bei der Kabel- und Leitungsdimensionierung gerade an PV-Anlagen führen immer wieder zu Beanstandungen. Diese Mängel haben ihre Ursache oft in der falschen Einschätzung von Reduktionsfaktoren und fehlerhaften Annahme des Belastungsgrades.
Bei der Frage der zulässigen Dauerstrombelastbarkeit ist zunächst der erforderliche Bemessungsstrom festzulegen. Nach DIN VDE 0100-712 (VDE 0100-712) [1] muss lt. Kap. 712.433.104 „Schutz der Versorgungskabel/-leitungen auf der Wechselspannungsseite“ bei der Auslegung der PV-Versorgungskabel auf der Wechselspannungsseite der maximale Ausgangsstrom des Wechselrichters (Herstellerangabe) berücksichtigt werden.
Liegt keine Herstellerangabe vor, ist das 1,1-Fache des Wechselrichter-Bemessungswechselstroms anzusetzen.
Nach den vom Wechselrichterhersteller im Internet veröffentlichten Informationen beträgt der maximale Ausgangsstrom des Wechselrichters 57,8 A bei 400 V.
Der Belastungsgrad ist nach DIN VDE 0100-712 (VDE 0100-712) [1] mit 1,0 anzusetzen.
Im zweiten Schritt ist die für die Leitung zulässige Strombelastbarkeit in der DIN VDE 0298-4 (VDE 0298-4) [2] festzustellen.
Verlegung auf Kabelrinne. Für die auf der Kabelrinne verlegten Leitungen gilt demnach folgende Berechnung:
Tabelle 9 [2]: „auf gelochter Kabelrinne horizontal oder vertikal“; Referenzverlegeart E oder F.
Tabelle 4 [2]: Strombelastbarkeit bei Betriebstemperatur 70 °C; Umgebungstemperatur 30 °C in Luft; Verlegeart E; mehradriges Kabel mit Abstand von mindestens 0,3 × Durchmesser D zur Wand: 16mm2 Kupfer, 80 A; 25 mm2 Kupfer, 101 A.
Die zu berücksichtigenden Reduktionsfaktoren sind:
Nach Tabelle 17 [2] – „Umrechnungsfaktoren für Umgebungstemperaturen abweichend von 30 °C für die Strombelastbarkeiten von Kabeln und Leitungen in Luft“ beträgt der Faktor für eine Umgebungstemperatur von 40 °C: 0,87.
Nach Tabelle 22 [2] – „Umrechnungsfaktoren für Häufung von mehradrigen Kabeln oder Leitungen auf Kabelrinnen und Kabelleitern“ beträgt der Faktor für die Verlegung auf gelochter Kabelrinne mit Berührung von sechs Kabeln: 0,76.