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Beratung. Planung. Projektierung. Aufbau.

Kabelverluste

Bei der Planung und dem Betrieb von Photovoltaikanlagen sind Kabelverluste ein wichtiger Faktor, der die Effizienz der Anlage beeinträchtigen kann. Diese Verluste entstehen durch den Widerstand in den Kabeln und führen dazu, dass ein Teil der erzeugten Energie in Form von Wärme verloren geht. Um die Kabelverluste zu minimieren, ist es essentiell, Kabel mit angemessenem Querschnitt zu verwenden, die Kabellängen so kurz wie möglich zu halten und hochwertige Materialien zu wählen. Die Verwendung von Kupferkabeln anstelle von Aluminiumkabeln kann aufgrund des geringeren Widerstands vorteilhaft sein. Durch sorgfältige Planung und Berechnung der Kabelverluste kann die Gesamteffizienz der Photovoltaikanlage verbessert und somit der Ertrag optimiert werden. Es ist ratsam, professionelle Beratung in Anspruch zu nehmen, um die optimale Kabeldimensionierung zu gewährleisten und langfristig von einer höheren Energieausbeute zu profitieren.
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    In der Verkabelung von jeglichen elektrischen Bauteilen treten zwangsläufig Verluste auf. Diese Verluste sind auf den Widerstand der Materialien innerhalb des Kabels zurückzuführen. So sind auch in Photovoltaikanlagen Kabelverluste zu beachten, da diese im Zweifel einen beträchtlichen Einfluss auf den Stromverbrauch haben können. Diese Kabelverluste können nicht komplett eliminiert werden, jedoch muss eine hohe Priorität auf die Minimierung gelegt werden.

    Einflussgrößen

    Kabelverluste sind im Hauptsächlichen auf drei maßgebliche Faktoren zurückzuführen. Diese drei Faktoren sind die Größe des Querschnitts, die Länge des Kabels sowie das verbaute Leitermaterial. Aufgrund von dem auftretenden Widerstand wandelt sich ein Teil der elektrischen Energie in thermische Energie um und ist so nicht mehr als elektrische Energie nutzbar. Ein sehr kleiner Anteil der Kabelverluste ist auf die Umwandlung von elektrischer Energie in akustische Energie zurückzuführen.

    Je höher der Querschnitt des Kabels, desto niedriger werden die Verluste sein. Dies ist in etwa mit einem Wasserschlauch zu vergleichen. Wenn ich die gleiche Menge in der gleichen Zeit Wasser durch einen dünneren Schlauch, muss der Druck erhöht werden. Dieser erhöhte Druck bringt höhere Verluste mit sich.
    Anders als bei dem Querschnitt verhält es sich bei der Länge des Kabels. Hier sollte die Länge insgesamt so kurz wie möglich gehalten werden, denn je länger das Kabel ist, desto höher äußern sich Verluste. Schließlich ist das verwendete Leitermaterial wichtig. Jeder Baustoff besitzt einen unterschiedlichen spezifischen Widerstand. Ein Aluminiumkabel besitzt einen höheren Widerstand als ein Kupferkabel. So sind dann die Verluste in diesem Aluminiumkabel höher, weshalb das Kupferkabel weit verbreitet ist.

    Berechnung

    Bei der Konzeption einer Photovoltaikanlage ist es zwingend zu empfehlen, eine Berechnung über die zu erwartenden Kabelverluste aufzustellen. So sollten auch davor die zu erwartenden Kabelstrecken zwischen den Solarmodulen, dem Wechselrichter und dem etwaigen Batteriespeicher geklärt werden. Im Internet sind mittlerweile auch zahlreiche kostenfreie Berechnungstools erhältlich, welche diese Berechnungen immens vereinfachen.

    Bei der Analyse der Berechnung ist jedoch immer zu beachten, dass Alternativen sich eventuell nicht rechnen werden. Wenn ein Kabel mit größerem Querschnitt sinnvoll wäre, muss auch der erhöhte Einkaufspreis in die Berechnung mit einberechnet werden. Weiterhin sollte besonders die Wechselstromseite so kurz wie möglich gehalten werden, da hier die Kabelverluste sehr viel höher sind.

    Als Richtwert für eine effiziente Verkabelung einer Photovoltaikanlage sollten die Kabelverluste unter einem Prozent liegen.

    Häufig gestellte Fragen zum Thema Kabelverluste

    Was sind Kabelverluste bei Photovoltaikanlagen?

    Kabelverluste bei Photovoltaikanlagen beziehen sich auf den Energieverlust, der während des Transports des erzeugten Stroms von den Solarmodulen zum Wechselrichter und anschließend zum Verbraucher oder ins Stromnetz auftritt. Diese Verluste entstehen durch den elektrischen Widerstand der Kabel und können die Gesamteffizienz der Anlage beeinträchtigen.

    Wie beeinflussen Kabelverluste die Leistung meiner Photovoltaikanlage?

    Kabelverluste führen zu einer Verringerung der insgesamt erzeugten Energie, die tatsächlich genutzt oder ins Netz eingespeist wird. Je höher die Verluste, desto geringer ist die Menge an Strom, die für den Eigenverbrauch oder die Einspeisung zur Verfügung steht. Dies kann die Rentabilität der Anlage beeinträchtigen und zu niedrigeren Erträgen führen.

    Wie kann ich Kabelverluste bei meiner Photovoltaikanlage minimieren?

    Um Kabelverluste bei Ihrer Photovoltaikanlage zu minimieren, sollten Sie die folgenden Aspekte berücksichtigen:

    1. Verwenden Sie Kabel mit ausreichendem Querschnitt: Ein größerer Kabelquerschnitt verringert den elektrischen Widerstand und somit die Verluste.
    2. Minimieren Sie die Kabellänge: Kürzere Kabel bedeuten weniger Widerstand und geringere Verluste. Positionieren Sie den Wechselrichter so nah wie möglich an den Solarmodulen.
    3. Verwenden Sie Kabel mit hoher Qualität: Hochwertige Kabel haben in der Regel einen geringeren Widerstand und sind widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse.
    4. Beachten Sie die Installationsrichtlinien des Herstellers: Befolgen Sie die Empfehlungen des Herstellers bezüglich Kabeltyp, Querschnitt und Verlegeart, um optimale Leistung zu gewährleisten.

    Welche Rolle spielt die Spannung bei der Minimierung von Kabelverlusten?

    Die Spannung hat einen direkten Einfluss auf die Kabelverluste, da bei höherer Spannung der Stromfluss (Ampere) im Kabel reduziert wird. Da die Verluste proportional zum Quadrat des Stroms sind, führt eine höhere Spannung zu geringeren Verlusten. Daher ist es sinnvoll, bei Photovoltaikanlagen auf höhere Systemspannungen zu achten, um Kabelverluste zu reduzieren.

    Wie kann ich die Kabelverluste meiner bestehenden Photovoltaikanlage überprüfen?

    Um die Kabelverluste Ihrer bestehenden Photovoltaikanlage zu überprüfen, können Sie Messungen des Stroms und der Spannung an verschiedenen Punkten der Anlage durchführen. Dabei sollten Sie die gemessenen Werte mit den theoretischen Werten (z. B. aus dem Datenblatt der Solarmodule oder des Wechselrichters) vergleichen. Eine größere Abweichung kann auf Kabelverluste hinweisen.

    Carsten Steffen
    Autor: Carsten Steffen
    Carsten Steffen, Gründer von photovoltaik.sh, bringt sein tiefes Verständnis für Photovoltaik und seine Begeisterung für erneuerbare Energien ein, um Kunden in Schleswig-Holstein seit 2021 schneller und kostengünstiger zu ihrer eigenen Photovoltaikanlage zu verhelfen. Ermöglicht wird das Dank der Zusammenarbeit mit lokalen Solarteuren. Regelmäßige Schulungen runden unsere Expertise ab. Mit der Gründung von photovoltaik.sh sind wir Ihr vertrauenswürdigen Partner für alle, die ihren Stromverbrauch nachhaltig gestalten möchten.
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