Was ist eine Kombinationsbox in einer PV-Solaranlage?

Photovoltaik (PV) lässt sich als die Umwandlung von Licht in Elektrizität definieren. Dies geschieht mithilfe von Halbleitermaterialien, die den photovoltaischen Effekt aufweisen. Ein Photovoltaik-Array, auch Solaranlage genannt, ist eine Anordnung mehrerer miteinander verbundener Solarmodule.

Wie funktioniert eine Solar-Kombinationsbox?

Um genügend Strom zu erzeugen, um den Bedarf eines Haushalts oder eines Unternehmens angemessen zu decken, müssen diese Module miteinander verbunden werden, um eine Anlage zu bilden.

In einer großen Photovoltaikanlage werden mehrere Solarmodule in Reihe geschaltet. Dadurch werden die Spannungspegel optimiert und sind somit ideal für den Wechselrichter. Mehrere Reihen von Solarmodulen werden anschließend zusammengeschaltet. Dies vervielfacht die Ausgangsströme der Reihen und erhöht so die Eingangsleistung für den Wechselrichter.

Solare Photovoltaik-Kombinationskästen (auch Solarmodul-Kombinationskästen, DC-Kombinationskästen oder PV-Kombinationskästen genannt) werden häufig verwendet, um mehrere Solarmodule (oder Modulstränge) an einen gemeinsamen Sammelschienenanschluss anzuschließen. Im Wesentlichen handelt es sich um Anschlusskästen, die speziell für die in PV-Systemen üblichen Verkabelungstypen ausgelegt sind.

Was bewirkt eine Solar-Kombinationsbox?

Die Funktion des Kombinationskastens besteht darin, die Leistung mehrerer Solarstränge zusammenzuführen. Die Ausgänge der abgesicherten Eingänge werden auf einem einzigen Draht zusammengeführt, der den Kasten mit dem Wechselrichter verbindet, und jeder Strangleiter ist an einem Sicherungsanschluss angeschlossen.

Es ähnelt einer Anschlussdose, einem elektrischen Gehäuse, das mehrere Drähte und Kabel über verschiedene Eingangspunkte sicher miteinander verbindet. Für den Anschluss an den Wechselrichter kombiniert eine Solar-Combinerbox die Leistung mehrerer Stränge von PV-Modulen.

Eine Solar-Combinerbox enthält Hardware zur Stringüberwachung, Überspannungsschutzgeräte und DC-Trennschalter oder DC-Leistungsschalter zum Schutz vor Kurzschluss und Blitzschlag. Sie vereinfacht den Anschluss Ihrer Solaranlage.

Gängige Komponenten in Solarkombinerboxen

1. PV-Sicherung

Im Allgemeinen bezeichnet man damit die Kombination aus Sicherungshalter und Sicherungskern, ähnlich wie bei Leitungsschutzschaltern, die im Falle eines Überstroms oder Kurzschlusses den entsprechenden Stromkreis unterbrechen. Sie werden üblicherweise als Eingangsklemmen von Photovoltaikanlagen verwendet. Wenn der Sicherungseinsatz durchbrennt oder die Sicherung aufgrund Überschreitung ihrer Nennleistung auslöst, muss sie gegebenenfalls ausgetauscht werden.

2. Gleichstromschalter

In Solarkombinerboxen werden stets Gleichstrom-Leistungsschalter oder Gleichstrom-Trennschalter verwendet, um einen Stromkreis manuell zu trennen oder zu isolieren. Alternativ können sie auch dazu dienen, einen Stromkreis im Falle eines Kurzschlusses oder einer Stromspitze automatisch zu öffnen und zu trennen. Sie werden häufig als Ausgang von Photovoltaikanlagen eingesetzt.

3. Gleichstrom-Überspannungsschutzgerät

Der Überspannungsschutz ist zwar nur ein kleiner, aber dennoch unverzichtbarer Bestandteil einer Photovoltaikanlage. Gleichstrom-Überspannungsschutzgeräte (SPDs) schützen empfindliche elektrische Komponenten innerhalb der PV-Anlage vor Überspannungen, die zu einer verkürzten Lebensdauer und im schlimmsten Fall zum Ausfall führen können.

4. Stromschiene

Eine Stromschiene ist ein leitfähiges Metallband oder eine Schiene mit mehreren Anschlusspunkten. Sie ermöglicht die Integration zahlreicher Zuleitungen in ein einzelnes Bauteil. Die Ableitung wird ebenfalls an die Stromschiene angeschlossen, wodurch die Verbindung zwischen Zuleitung und Ableitung sichergestellt wird. Stromschienen werden typischerweise verwendet, um die Masse- oder Erdungsleitungen von Solarmodulen zusammenzuführen.

5. Eine Klemmenleiste

Es ähnelt einer Stromschiene, besteht aber üblicherweise aus ABS-Verbundwerkstoff anstatt aus Metall.

6. PV-Anschlüsse

PV-Steckverbinder werden in Solaranlagen verwendet, um Solarmodule zu Arrays zu verbinden. Der gebräuchlichste Solarsteckverbinder ist der MC4-Steckverbinder. Selbstverständlich kommen auch PG-Kabelverschraubungen an Solar-Combiner-Boxen zum Einsatz.

7. Gehäuse

Das Gehäuse, in dem die Komponenten des Kombiners installiert sind, besteht üblicherweise aus PV- oder ABS-Material und ist gemäß IP65 wasserdicht, staubdicht und UV-beständig.

Wo sollte ein Solarkombinatorkasten montiert werden?

Die Kombinationsbox sollte zwischen den Solarmodulen und dem Wechselrichter platziert werden.

Im Allgemeinen sollte der Solarkombinator an einer nach Norden ausgerichteten Wand mit ausreichend Schatten montiert werden. Dadurch wird die direkte Sonneneinstrahlung reduziert, was die Effektivität und Lebensdauer der Komponenten im Gehäuse verbessert.

Größere Gehäuse bieten zudem mehr Platz zum Arbeiten bei Installation und Wartung und erleichtern so die Feldverdrahtung erheblich.

Abschluss

Der PV-Kombiniererkasten ist ein unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil von Photovoltaik-Solarstromanlagen. Er integriert Gleichstromkomponenten, die einen effektiven Schutz für die Gleichstromseite der Solaranlage gewährleisten und gleichzeitig den Anschluss der Solarmodule vereinfachen, wodurch Installationszeit und -kosten erheblich reduziert werden.

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