PV-Kabel richtig auswählen

Photovoltaik-Kabel (PV-Kabel) sind essentiell für den korrekten und sicheren Betrieb von Photovoltaikanlagen. Damit sie dem langjährigen Gebrauch und den Witterungsbedingungen im Freien standhalten, müssen PV-Kabel bestimmte Eigenschaften haben, die die Sicherheit von Mensch und Anlage gewährleisten. Außerdem lassen sich durch die richtige Verkabelung einer PV-Anlage Leistungsverluste reduzieren. Ein Überblick.

Diese Anforderungen müssen PV-Kabel erfüllen

PV-Kabel, auch Solarkabel genannt, verbinden die Photovoltaikanlage mit dem Wechselrichter und den Wechselrichter mit dem Einspeisezähler. Auch zwischen den Solarmodulen werden Kabel angebracht. Diese sind jedoch in der Regel bereits vormontiert und müssen lediglich mithilfe der vorgesehenen Steckverbindungen gekoppelt werden. Die Verkabelung einer Solaranlage ist somit nicht besonders aufwendig, muss jedoch fachgerecht durchgeführt werden. 

Insbesondere das Photovoltaik-Kabel zum Wechselrichter, das also mit der PV-Anlage verbunden ist, ist je nach Standort mehr oder weniger extremen Witterungsbedingungen ausgesetzt. Die Lebensdauer einer PV-Anlage beträgt zwischen 20 und 30 Jahren. In dieser Zeit müssen die Kabel Temperaturschwankungen und Umwelteinflüssen sowie technischen und chemischen Belastungen standhalten. Technische Normen bieten eine Orientierung, welche Photovoltaik-Kabel sich außen verlegen lassen: 

• Bis 2015 legte die  Norm PV1-F fest, welche Bedingungen Solarkabel zwingend erfüllen mussten. Zulässige Kabel wurden mit PV1-F gekennzeichnet. 
• Im Jahr 2015 löste die aktualisierte Norm EN 50618 die Norm PV1-F ab. Entsprechend der EN 50618 werden geeignete Solarkabel nun mit dem Aufdruck „H1Z2Z2-K“ versehen. 

Die Kennzeichnung von PV-Kabeln entlastet Verbraucher bei der Wahl der passenden Kabel für Solaranlagen. Sie müssen so nicht mehr alle Eigenschaften der Kabel im Detail prüfen. Die sehr umfangreiche Norm EN 50618 garantiert für die Photovoltaik-Verkabelung unter anderem Folgendes:

• Die PV-Kabel sind witterungs-, abrieb- und UV-beständig.
• Sie können frei beweglich, frei hängend oder fest verlegt werden. 
• Sie können in schutzisolierten Geräten und Anlagen sowie in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. 
• Sie sind für die Photovoltaik-Verkabelung im Haus und im Freien sowie für den Einsatz in Industrie, Gewerbe und Landwirtschaft zugelassen.
• Sie sind geeignet sowohl für die Verkabelung von Solarmodulen untereinander als auch für die Verbindung von PV-Anlage und Wechselrichter bzw. Wechselrichter und Einspeisezähler. 
• Die PV-Kabel können in Kabelrinnen, Rohren und unter Putz sowie in der Erde verlegt werden.
• Sie halten einer maximalen Umgebungstemperatur von 90 °C und einer maximalen Leitertemperatur von 120 °C für eine Dauer von bis zu 20.000 Stunden stand. 
• Ihre Gebrauchsdauer ist auf 25 Jahre ausgelegt.

Anleitung zur Verkabelung einer Photovoltaikanlage

Es lohnt sich, den Fokus auf die korrekte Verkabelung einer PV-Anlage zu legen. Im Vergleich zu den Gesamtkosten der Anlage machen die Kosten für die PV-Kabel einen eher geringen Anteil aus, können jedoch zu einer deutlichen Ertragssteigerung der Anlage beitragen. Vorsicht: Wer Photovoltaik-Kabel selbst verlegen möchte, muss dabei dennoch alle gesetzlichen Vorschriften, insbesondere im Hinblick auf elektrische Installation (Stichwort: Niederspannungsanschlussverordnung) und Brandschutz, einhalten. 

Insgesamt sollten sämtliche Photovoltaik-Kabel

• durch Kabelkanäle vor Tierbissen geschützt werden,
• vor Wasseransammlungen auf dem Dach oder in Regenrinnen geschützt sein,
• nicht eingeklemmt werden und
• soweit möglich nicht oberhalb des Daches angebracht werden, da sie dort besonders stark der Witterung ausgesetzt sind.

Wichtig sind weiterhin zwei Entscheidungen bei der Auswahl der PV-Kabel: die Länge und der Querschnitt. 

Die richtige Länge für PV-Kabel

Die Länge für PV-Leitungen korrekt zu wählen, ist insofern wichtig, als dass zu kurze Kabel dauerhaft unter einer Zugspannung stehen, die eine Materialermüdung bewirken kann. Zu lange Kabel, die herabhängen, sind hingegen ständig kleinen Bewegungen ausgesetzt, die über die Jahre zu Abrieb führen können. Aus demselben Grund empfiehlt es sich, sämtliche PV-Kabel fest mit Kabelbindern zu befestigen, um sie möglichst stabil zu halten. Wichtig: Keinesfalls dürfen PV-Leitungen Schlaufen bilden – dabei besteht Brandgefahr. 

Das beste Ergebnis für die Leistungsfähigkeit einer PV-Anlage ergibt sich bei einem großen Kabelquerschnitt bei einem gleichzeitig möglichst kurzen Kabel. Praktisch lässt sich der Einsatz langer Kabel aber nicht vermeiden, insbesondere zwischen einer PV-Anlage auf dem Dach und einem Wechselrichter, der häufig im Keller des Hauses zu finden ist. PV-Leitungen von 50 Metern Länge und mehr sind hier keine Seltenheit. Daher ist es empfehlenswert, zumindest das Kabel zwischen Wechselrichter und Einspeisezähler so kurz wie möglich zu halten, zumal hier der Leistungsverlust bei einem zu langen PV-Kabel am größten ist. 

Den richtigen Querschnitt für PV-Kabel wählen

Der Querschnitt eines Solarkabels hat einen deutlichen Einfluss auf den Ertrag einer PV-Anlage. Es ist empfehlenswert, diesen möglichst groß zu wählen, auch wenn Kabel mit größerem Querschnitt teurer sind. Gängig sind Solarkabel mit 6 mm². Aber auch schmale Kabel mit 4 mm² oder besonders dicke Solarkabel mit 10 mm² sind im Handel erhältlich. Typischerweise wird auf der Gleichstromseite (zwischen Anlage und Wechselrichter) ein Solarkabel mit einem Kabelquerschnitt von 6 mm² oder 4 mm² gewählt, während das (meist deutlich kürzere) Kabel auf der Wechselstromseite etwas dicker ausfällt.

Insgesamt sollte der Leistungsverlust aufgrund des PV-Kabels nicht mehr als 1 % betragen. Der Leistungsverlust lässt sich folgendermaßen berechnen:

Für Kupferkabel:

PV (Verlust in Volt) = (2 × L × I²) ÷ (56 × Q)

PV% (Verlust in Prozent) = PV × 100 % ÷ P

Für Aluminiumkabel:

PV (Verlust in Volt) = (2 × L × I²) ÷ (38 × Q)

PV% (Verlust in Prozent) = PV × 100 % ÷ P

Dabei gilt: 

L = Kabellänge in Metern

I = fließender Strom in Ampere 

Q = Querschnitt des Kabels in mm²

P = Gesamtleistung des Strings in Watt

Tipp: Im Internet finden Sie mehrere Rechner für den Querschnitt von PV-Kabeln. Rechnen Sie den Leistungsverlust auf die voraussichtliche Lebensdauer der PV-Anlage von 20 Jahren hoch. Dann können Sie entscheiden, inwieweit sich die Investition in ein PV-Kabel mit größerem Querschnitt lohnt.