SMA Solar Technology AG SUNNY ISLAND 2224 - Handbuch (Seite 14)

Auslegung Leitungsquerschnitte SMA Solar Technology AG
14 INSELNETZ-PL-UDE105010 Planungsleitfaden
Wechselrichter investiert werden muss, andererseits aber bei zu gering ausgelegten
Leitungsquerschnitten ein nicht unerheblicher Teil der erzeugten Leistung bei der Übertragung im
Leitungsnetz verloren geht. 4 % Spannungsfall bedeuten auch 4 % Verlustleistung auf der Leitung!
Leitungsverluste erstrecken sich über alle Bereiche eines Inselnetzes: auf die DC-Leitungen der Batterie
oder der PV-Anlage genauso wie auf die AC-Leitungen von den Einspeisern zur Verteilung oder in der
Verbraucheranlage. Wo die größten Verluste entstehen, ist von den lokalen Gegebenheiten —
insbesondere den erforderlichen Leitungslängen — abhängig und kann daher nicht pauschal
beantwortet werden. Wenn in einer Anlage aber verschiedene Spannungsebenen vorhanden sind,
so gilt die Regel, dass bei gleichem Leitungsquerschnitt auf der höheren Spannungsebene geringere
Verluste auftreten, weil bei gleicher Leistung der Strom geringer ist. Besonders gezielt zu betrachten
sind daher
• die Leitungen des Batteriekreises (12 V DC, 24 V DC oder 48 V DC)
• die DC-Leitungen der PV-Anlage vom Generator (d. h. die PV-Module) zum Wechselrichter
Für die Dimensionierung von Leitungsquerschnitten ist das Kriterium der zulässigen Strombelastbarkeit
in der Regel die geringere Anforderung an die Leitung. Die Einhaltung der zulässigen
Strombelastbarkeit gewährleistet zwar einen sicheren Betrieb, wird in der Regel aber zu recht hohen
Leitungsverlusten führen. Es werden somit größere Querschnitte zu installieren sein, als es die
Strombelastbarkeit erfordert.
Der Nachteil einer hohen Auslastung einer Leitung lässt sich anschaulich darstellen. Da der Strom in
die Berechnung der Leitungsverluste quadratisch eingeht, bedeutet eine Verdoppelung des Stroms,
dass die Verlustleistung auf den vierfachen Wert ansteigt. Wenn Sie also eine Leitung entlasten, indem
Sie eine zweite Leitung gleichen Querschnitts verlegen und die zu übertragende Leistung auf beide
Leitungen aufteilen, hat jede der beiden Leitungen nur noch ein Viertel der ursprünglichen
Verlustleistung, insgesamt werden die Verluste somit halbiert. Den selben Effekt können Sie natürlich
auch dadurch erzielen, dass Sie den Querschnitt einer Leitung verdoppeln, auch dadurch halbiert sich
bei gleichem Strom und gleicher Länge die Verlustleistung.
Fazit: Die Übertragung von Energie ist immer mit Verlusten verbunden. In der Installationspraxis gibt
es keine idealen verlustfreien Leitungen. Als Planer und Installateur einer Anlage sollten Sie Ihre
Einflussmöglichkeiten auf die Leitungsverluste im Blick haben:
• Leitungen auf möglichst kurzem Weg verlegen, Umwege vermeiden
• die Ströme auf möglichst großen, wirtschaftlich vertretbaren Leitungsquerschnitt aufzuteilen
(größere Leitungsquerschnitte, ggf. Parallelschaltung von Leitungen)
Eine Hilfe zur Bestimmung der AC- und DC-seitigen Leitungsverluste bei PV-Anlagen stellt das
Programm Sunny Design dar, welches Sie unter www.SMA.de kostenlos herunterladen können.
Abschließend soll als Beispiel die Leitungsauslegung für die Batterieleitungen des Inselnetz-Systems
vorgenommen werden. Hier gilt die Grundregel, die Leitungen so kurz wie möglich zu halten. Da die
Batteriespannung mit 12 V, 24 V oder 48 V erheblich niedriger ist als die AC-Spannung des
Inselnetzes, fließen über diese Leitungen entsprechend höhere Ströme.
Bei den Batterieleitungen kommt noch hinzu, dass auf den Leitungen vom Inselnetzwechselrichter zur
Batterie zweimal Leistung verloren geht: einmal beim Laden der Batterie und dann später beim
Entladen, wenn die Energie genutzt werden soll.