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Verbindungstechnik für Photovoltaikmodule

Verluste lassen sich minimieren

1. Juli 2015, 15:12 Uhr | Von Dr. Rüdiger Meyer

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Drum prüfe, wer sich ewig bindet

Um die Eignung von DC-Steckverbindern für den Einsatz im rauen PV-Umfeld prüfen zu können, wurden Normen definiert – etwa die DIN EN 50521 in Europa oder die UL 6703 in den USA. Aus diesen Normen lassen sich Prüfvorschriften ableiten, welche beschleunigte Alterungsverfahren und zugehörige elektrische und mechanische Prüfungen enthalten. Verschiedene Hersteller – etwa Phoenix Contact – testen ihre Produkte jedoch anhand erweiterter Prüfverfahren. Nur so kann eine Zuverlässigkeit und Sicherheit der Verbindungstechnik für einen Zeitraum von mehr als zwanzig Jahren belegt werden.

Die auf Basis der genannten Normen erstellten Prüfpläne enthalten zahlreiche mechanische Belastungsprüfungen. Für die elektrische Verbindung sind darüber hinaus Temperatur und Feuchtigkeit von entscheidender Bedeutung. Steckverbindungen werden bei hohen Temperaturen von über 80 °C für mehrere tausend Stunden gelagert. Hunderte von Temperatur- und Feuchtzyklen werden durchlaufen, hohe Feuchtewerte von über 80 Prozent bei hohen Temperaturen angewendet und dergleichen mehr. Begleitend zu diesen Prüfungen erfolgen immer Messungen der Übergangswiderstände innerhalb einer Steckverbindung.

Tests offenbaren Unterschiede

Seriöse Modulhersteller prüfen die Komponenten, die in ihren Solarmodulen zum Einsatz kommen sollen, vorher auf Herz und Nieren. Dies geschieht auch in den Laboren von Phoenix Contact. Bei kürzlich vorgenommenen Untersuchungen fiel auf, dass sich einige der häufig am Markt anzutreffenden Steckverbinder bei klimatischer Belastung deutlich außerhalb der normativen Vorgaben verhalten. So wurden beispielsweise Widerstandserhöhungen nach Temperaturwechselzyklen von über 30 mΩ gemessen. Normativ indes sind hier nur Änderungen von maximal 5 mΩ gestattet.

Mit derart erhöhten Kontaktwiderständen liegt die Verlustleistung in den heute installierten PV-Anlagen noch dramatisch höher als anfangs dargestellt: Bewegten sich alle Steckverbinder an der normativ erlaubten Grenze der Widerstandszunahme, so würden bei Nennleistung etwa 100 MW Verlustleistung anstelle der erwähnten 5,6 MW anfallen. Wären alle Widerstandswerte so dramatisch erhöht wie im Vergleichstest, würde sich die Verlustleitung auf über 500 MW summieren.