PV-Anlage Länge des Kabels zwischen Mikro-Wechselrichter und Module

MrHonk · 28 Februar 2023

Hallo,

wie einige von euch wissen sperrt sich ein Teil meiner Nachbarn in der Eigentümergemeinschaft gegen eine gemeinschaftliche PV-Anlage auf dem Dach, sodass ich bei mir jetzt ein Balkonkraftwerk installiere. Die Teile sind soweit bestellt, bzw. teilweise schon da. Der Testbetrieb mit nur einem

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(370 Wp) lieferte heute früh bei zwar wolkenlosem Himmel aber jahreszeitlich bedingt nicht wirklich optimalen Umständen schon einen ordentlichen Spitzenwert von 277,1 Watt, was zu dem Zeitpunkt sogar ausreichte um 30 Watt ins öffentliche Netz einzuspeisen. Falls sich jemand fragen sollte warum ich "nur" Module mit 370 Wp nutze, nunja, die habe ich kostenlos, aber ungebraucht aus einer Firmenauflösung bekommen und da sagt man dann ja auch nicht nein zu. Insgesamt habe ich hier fünf dieser Module.

Als Wechselrichter kommt ein

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zum Einsatz, dessen Ausgangsleistung anfangs auf 600 Watt reduziert wird und bei entsprechender Änderung der Gesetzeslage auch problemlos auf 800 Watt angehoben werden kann. Inwiefern es aus eurer Expertensicht vertretbar ist den WR noch weiter zu öffnen, würde mich auch interessieren.

Jetzt ist es so, das ich von den fünf Modulen nur drei Module Richtung Süden an meinen Balkon hängen kann, mehr gibt die Breite des Balkons nicht her. Jedes Modul wird mit einem der insgesamt Anschlüsse am WR verbunden. Jetzt habe ich aber auch die Überlegung die restlichen beiden Module auf mein Garagendach zu montieren, das ebenfalls eine perfekte Südausrichtung zulassen würde, und diese in Reihe an den vierten Anschluss des WR anzuschließen.
Da meine Garage aber zwei Wohnungen entfernt steht, müsste ich, in Absprache mit den zwei anderen Wohnungsinhabern, die beide für eine große Anlage auf dem Dach waren, zwei Kabel für Plus und Minus von meinem Balkon zur Garage legen, hierfür würde ich

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verwenden wollen. Die maximal Kabellänge würde pro Kabel 35m betragen, wobei es am Ende wahrscheinlich irgendwas zwischen 30 und 35 Meter pro Kabel sein werden.

Jetzt stellen sich mir zwei Fragen:

Ist das so überhaupt realisierbar oder stellt die Kabellänge bei Verwendung mit einem Mikro-Wechselrichter ggf. ein größeres Problem dar (z.B. Verluste aufgrund der Leitungslänge, instabile Verbindung etc.). Bei einem reinen Stromkabel würde ich mir da keinen Kopf machen, aber da es sich hier um eine direkte Verbindung zwischen WR und Module handelt, bin ich mir nicht sicher.
Wie weit könnte ich den WR gefahrlos öffnen, ohne in den Risikobereich eines Kabelbrandes zu kommen? Der WR ist bei mir am Balkon eingesteckt und hängt damit an Phase C. Neben dem Balkon und dem WR hängen an Phase C auch noch das Wohnzimmer mit TV und Surroundanlage, der Anschluss für den (nicht vorhandenen) Trockner im Keller, ein Anschluss für den Herd (der aber bei Benutzung des Kochfeldes nicht verwendet wird) sowie das Badezimmer, das aber zusätzlich noch mit einen 25A FI Schutzschalter gesichert ist. In der gesamten Wohnung wurden beim Bau in den 90'er Jahren Kabel mit einem Querschnitt von 1,5mm² verlegt.

Ich freue mich auf eure Antworten

xNecromindx · 28 Februar 2023

Erstmal Glückwunsch zu deinen PV Ambitionen. Ist bei dir ja ein ziemliches Hindernis mit solchen Nachbarn.
370W pro Panel ist ja ziemlich "State of the Art". Sind das, wenn es abgebaute sind, womöglich große Freilandanlagen-Panels? Bedenke bitte: Die Anbringung von Panels größer als 2m² bedarf einer Baugenehmigung! Freilandpanels sind allesamt größer als 2m². Allerdings ist mir kein Fall bekannt, wo da mal einer nachmessen gekommen ist.

Hm, ehrlich gesagt weiß ich nicht, ob das als Balkon-PV überhaupt so "offiziell" zulässig ist. Meines Wissens interessiert den Netzbetreiber nur die vom Hersteller spezifizierte Anschlussleistung. Auf was Du den einstellst juckt den herzlich wenig. Insofern müsstest du einen 1500VA Wechselrichter anmelden. Dann wird er das vermutlich als Balkon-Solar zurückweisen. Ich würde einen Hoymiles HM-600 anmelden.

Grundsätzlich richtig. Allerdings würde ich ein echtes Markenkabel favorisieren von einem brauchbaren Händler. Ganz ehrlich: Amazon ist in den letzten Jahren zu einem furchtbaren Ramschladen geworden. Viele Produkte dort haben eine fragwürdige Qualität. Ich würde da solch ein Equipment nicht kaufen. Zuletzt habe ich da mal MC4 Stecker und Kabelschuhe für 75mm² Leitung bestellt. Was ein Dreck... das billigster China-Schrott.

Kabel:

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MC4 Stecker:

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MC4 Stecker unbedingt sauber crimpen. Wenn bei einer PV-Anlage etwas schmurgelt, sind es immer die Steckverbinder. Da darf man nicht dran rummurksen. Sauber crimpen, ordentlich und dicht verschrauben, Wettergeschützt unterbringen (z.B. unter die Panels) - Staunässe vermeiden.
Wenn Du eine Crimpzange (und die MC4 Verschraubhilfe) brauchst, einfach melden.

Nein, in keiner Weise. Nur darauf achten, dass Du die zulässige Leerlauf-Stringspannung und den zulässigen Maximalstrom am Wechselrichter-Eingang nicht überschreitest. Dabei unbedingt auch den Temperaturkoefizienten mit einbeziehen. Kalte Panels haben eine höhere Spannung. Pauschalt mit Faktor 1.1 rechnen, wenn das beim Panel nicht angegeben ist.
Überschreiten, insbesondere der Spannung, zerstört den Wechselrichter unmittelbar.

Das ist analog der Frage: Auf welche Stufe darf ich meinen Haarföhn stellen, um keinen Kabelbrand zu riskieren.
Exakt in der selben Leistungsklasse spielt maximal der HM-1500. Das ist also vergleichsweise witzlos.
Ich habe vor längerem mal intensiv nach Daten zu PV-Induzierten Bränden gesucht. Mach dir mal den Spaß. Man findet quasi nichts. Es gibt da 1, 2 Fälle, wo aber nicht einmal vollends klar ist, ob das ein PV-Problem war. Wenn man hingegen nach Bränden durch schlichte Küchengeräte sucht, wird man reihenweise fündig. Die Angst ist also komplett unbegründet. Weil wir da ja auch nun einmal von Leistungsklassen reden, die ja jede Mikrowelle oder Fritteuse übersteigt.

Es gibt dieses leidige Thema mit angeblich überlasteten Kabeln, wenn man da einspeißt. Das ist aber schlicht Unsinn.
Das ist zwar auf Basis des konstruierten Fallbeispiels ein sachlich richtiges Argument, praktisch aber unbedeutend. In aller Regel entlastet es sogar einen Leitungsstrang, weil ja plötzlich von beiden Enden eingespeißt wird. Da kann also denkbar nur dass was an der Steckdose angeschlossen ist eine Überlastung erfahren, und zwar eben um die PV Leistung erhöht.
Einfache Frage: wie oft fliegen bei dir Sicherungen wegen Überlastung? Na, siehste... Im Haushalt hat man einfach kaum Geräte die Problematisch sein könnten. Man hängt ja nun keine 3 Fritten oder Wasserkocher irgendwo an die Steckdose. Das ist halt sachlich einfach Unsinn. In moderneren Häusern sind so viele Einzelstränge zum Hauptanschluss gelegt, dass da selten mehr als 2 Sachen an einer Leitung hängen. Bei mir im Haus sind 3 Reihen LS-Schalter mit Standard Zählerplatzbreite. Daran kann man ungefähr abschätzen, dass da übertrieben gesagt bald jede Steckdose nen eigenen hat.

Rechnerisch hat man, wenn man die VDE Spezifikation heran zieht, bei einer 1,5mm² Leitung bei Schnellbauwandverlegung ohnehin den Headroom von 3A. Daraus resultieren die ominösen 600W für erlaubte Balkonsolar-Anlagen (bzw. wurden sie damit begründet...).
Ganz ehrlich: Für deren Spezifikation sind sehr niedrige maximal erlaubte Kabeltemperaturen veranschlagt worden, recht hohe Dämmwerte in der Schnellbauwand und alles dann sowieso konservativ herunter gerechnet.
Den Fall dass Du da 1,5kW PV-Einspeisung über längeren Zeitraum hast und gleichzeitig dazu übergehst am selben Stromkreis 3 Fritten, über eine 3er-Steckleiste, in deinem Schlafzimmer zu betreiben, hm... denk dir selber deinen Teil.
Wenn man jetzt päpstlicher als der Papst sein will, einfach den betreffenden 16A LS gegen einen 10ner tauschen. Dann hat man rund 2kW headroom gemäß VDE Spezifikation hinsichtlich Kabelquerschnitte und Maximallasten.

Das sind wohlgemerkt alles Empfehlungen die einem pragmatischen Ansatz folgen. Kein Elektriker der Welt, der dafür nämlich den Kopf hinhalten muss, würde auch nur eine einzige genannten Grauzone akzeptieren.
Wenn man weiß was man tut, kann man auch entsprechend handeln. Das liegt dann in eines jeden Eigenverantwortung.

MrHonk · 1 März 2023

Danke für deine ausführlichen Antworten und die Tipps

Bei den Modulen handelt es sich um bis dato unverkaufte Neuware, also keine abgebauten Freilandanlagen-Panels. Die Module haben auch nur eine Fläche von 1,82m² (175,5 x 103,8 cm).

Das Gerät wird von einigen Anbietern im Internet gedrosselt (sogar mit Zertifikat, dass das belegen soll) verkauft. Ganz ehrlich, so ein Zertifikat könnte ich hier am Rechner auch basteln, kann doch eh keiner nachhalten, aber die Frage ist, ob die Netzbetreiber wirklich noch sperren oder auch jetzt schon alles durchwinken. Spätestens mit der im Raum stehenden Gesetzesänderung dürfen sie es eh nicht mehr verweigern. Ich hatte den Wechselrichter gestern mittag schon angemeldet, mal abwarten ob der durchgewunken wirt.

Ich werde vorab mal ein paar kleinere Kabel zur Probe crimpen. Den einen oder anderen Dreh bekommt man ja meist eh erst nach einigen Versuchen raus, aber was solche Arbeiten angeht bin ich schon sehr pingelig.

Danke für das Angebot, kam nur etwas zu spät ;-) ... aber meine Eltern sind seit meinem Test mit nur einem Modul auch sehr an einem Balkonkraftwerk interessiert, obwohl die sich eigentlich auch eine viel größere Anlage aufs Dach packen könnten. Da werde ich die Zange mit Sicherheit auch noch einmal brauchen.

Da habe ich echt keine Ahnung von. In meinem Anfangspost sind die Technischen Datenblätter sowohl zum Modultyp wie auch zum Wechselrichter verlinkt. Könntest du da da mal schauen wie sich das bei zwei Modulen im String verhält, ob da alles im grünen Bereich bleibt?

Danke, das ist sehr beruhigend. Ich hatte auch schon mal im Internet gesucht, aber außer ein paar Videos auf YouTube, wo aber auch der Verdacht auf Clickbaiting naheliegend ist, habe ich nichts wirklich brauchbares gefunden.

Jetzt habe ich noch eine weitere Frage. Mit nur einem Modul generiere ich hier bei so tollem Wetter wie gestern und heute zwischenzeitlich schon mehr Strom als ich benötige wenn der Rechner nicht eingeschaltet ist. Das wird ja immer wieder mal vorkommen, bzw. mit fünf Modulen kommt da ja noch deutlich mehr bei rum. Ich habe im Netz ein paar Videos gefunden, wo mit Hilfe von Ladereglern bei Überproduktion ein Batteriespeicher mit geladen wird. Muss ich mir das wie eine USV vorstellen, wo die Batterien permanent geladen werden und das Haus/die Wohnung dahinter sich nur das zieht, was aktuell benötigt wird? Wie könnte ich sowas möglichst einfach realisieren? Gehen wir mal davon aus Geld würde keine Rolle spielen...

xNecromindx · 1 März 2023

Probier es halt aus. Wenn die nö sagen, dann meldest einfach einen HM-600 an und fertig ist. Da kommt doch sowieso keiner und guckt.
Und selbst wenn einer plötzlich vor der Tür steht, hast du halt grad nen wichtigen Fußpflegetermin und er soll sich mit einer Terminvereinbarung melden.
Dann baust den HM-1500 ab und wenn der dann neugierig stöbern will (wozu schlicht und einfach keiner das Recht hat, die dürfen maximal den Hausanschluss sehen), ist der halt grad kaputt und du hast den eingeschickt. So what...

Hm, da muss man gar nicht im Detail rechnen. Zwei in Reihe kannst du an einem Anschluss nicht betreiben. Der Hoymiles kann nur 60V an seinen Eingängen. Zwei in Reihe sind bei schlicht Leerlaufspannungs-Addition schon bei über 80V. Der Wechselrichter wird das nicht überleben.
Parallel schalten kannst die Module aber auch nicht (*, siehe unten im Text), weil ein einzelnes Modul grad so knapp unter der Maximalangabe vom Wechselrichter liegt.
In dem Setup sind 5 Module nicht machbar.

Aber.....:

Naja, es gibt da so Bastelvorschläge, ja. Allerdings teils wirklich mit krudem Gebastel.
Das Grundkonzept ist aber eigentlich immer gleich: Anstelle der PV-Panel packen die eine Batterie an die PV-String Eingänge des Wechselrichters. Dem Wechselrichter ist ja schnuppe wo der Strom herkommt, der wandelt es ja einfach nur - nagut, MPPT macht er noch, aber das ist für den Batteriebetrieb egal.

Ein denkbares Setup wäre, wenn du einen DC Laderegler nimmst, an dem die Panel hängen. Der Laderegler läd dann den Akku und an dem Akku hängt dann wieder der Wechselrichter. Grundsätzlich funktioniert das.
Aber: Das macht dann nur Sinn, wenn du den Wechselrichter so weit runter drosselst, dass er den Grundstrombedarf bei dir deckt. Das Problem ist eben, dass du das - außer man betreibt wieder Gebastel - in aller Regel nicht Ausregeln kannst. Eigentlich will man ja im Idelfall in so einem Setup eine Null-Einspeisung. Das heißt, es soll ja möglichst nichts ins Netz gehen. Mal abgesehen davon, dass dich das ja weiter nutzlos Akku Ladezyklen kostet, ist es streng genommen strickt verboten. Speicher-Akkus dürfen nicht ins Netz einspeisen.
Also müsstest du den WR so weit runter drehen, dass du den besten Tradeoff erreichst. Also möglichst nichts einspeisen und so lange wie es geht den Akkubetrieb strecken. Heißt dann auch, dass wenn Mutti den Staubsauger einschaltet, der eigentlich dann komplett vom Netz läuft, denn das Setup ist ja so eingeregelt, dass es den "Normalbedarf" permanent deckt.

Dementsprechend halte ich von diesem Konzept recht wenig, weil es nix halbes und nix ganzes ist. Jetzt sind manche über Schnittstellen regelbar, wo sich irgendwelche Leute lustigen Kram bauen, mit irgendwelchen Messsensoren im Zählerkasten, die dann über WLAN mit irgend nem Bastel-Board sprechen, wo irgend ne Bumms-Software drauf läuft, die dann irgendwo über wieder was anderes mit dem WR spricht und da hin und her regelt... Ja, genau so wie es klingt ist es auch. Ein ziemliches Strickwerk. Vor allem hat es teils erhebliche Regellatenzen und wenn da irgendwas abschmiert bleibt es einfach auf irgend einem Punkt stehen und fährt dir womöglich in der Nacht mit 1,5kWh Dauereinspeisung den Akku leer, für nix.

Andererseits löst es das 5-Panel Problem hier aber ggf. Weil an einen normalen Laderegler kann man ja flexibler arbeiten. Viele supporten höhere Spannungen.
Den hier:

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Habe ich z.B. meinem Vater gekauft, der jetzt auch eine Guerilla Solar auf seine Garage packen will. Der Laderegler kann 145V Strinspannung, also gehen da problemlos 2 Panel in Reihe. Nur hast Du das Problem, dass du hier gemeinsam auch nicht 5 Panel dran packen kannst, der hat nur einen Tracker - es müssen also alle Panel an einen Anschluss. Das geht natürlich nicht mit 5. 5 in Reihe sind zu viel Spannung und 5 parallel geht auch nicht, weil der 60V Anlaufspannung braucht. Also kann man nur ein 2*2 Setup an dessen Eingang hängen und ein einzelnes Panel müsste dann direkt an den Hoymiles.

Und noch ein Aber:
Ich weiß nicht ob die Hoymiles Eingänge galvanisch getrennt sind. Anders gesagt: Ich weiß nicht, ob der es zulässt 3 Eingänge einfach parallel zu schalten. Wenn man die nur strickt einzeln nutzen kann, dann kannst Du auch nur einen Eingang nutzen und somit aus dem WR auch nur anteilig etwa 370 Watt aus dem Setup holen, plus das, was das direkt angeschlossene Einzelpanel grad noch bringt.
Knackpunkt 2 ist: Die sagen ja, dass jeder Eingang am WR 11,5A kann. Wenn mehr verfügbar ist (also ein Akku), wie verhält er sich? Es gibt Mikro-Inverter, die das einem übel nehmen. Wie der Hoymiles sich da verhält weiß ich nicht. Wenn dem das egal ist, lassen sich übrigens dann auch 2 Panels parallel an einen Eingang hängen, hat man halt nur nichts von bei voller Sonne, wird dann nur relevant bei Abschalttung, weil ja mehr als 11,5A nicht abgenommen werden - was einem Panel entspricht.

Du siehst also, das ist alles so ein bissel könnte, hätte, vielleicht... Und nen Akku hast dann ja noch immer nicht. Da brauchst du mindestens 24V, sonst zündet der Hoymiles nicht.
Die Geräte sind halt nicht für den Zweck entworfen, weswegen man über gewisse Verhaltensweisen auch keine Angaben findet (wie z.B. die Frage ob man die Eingänge parallel hängen kann). Jetzt kann man Glück haben und irgendeiner hats für dich mal ausprobiert und kann die Antwort geben. Am Ende kann dein WR aber dennoch beim Versuch die Flügel strecken, weil die an der Schaltung zwischenzeitlich was geändert haben...

Deswegen bin ich davon auch nicht so angetan. Es ist halt nichts halbes und nichts ganzes. Ich bin da zwiegespalten ob ich da eine Empfehlung zu aussprechen soll oder eher abraten.
Ich verstehe den Wunsch dahinter, ich weiß nur nicht ob ein halbgares Ergebnis das ganze Geld und den Aufwand wert sind.

MrHonk · 7 März 2023

Sorry das ich erst jetzt wieder antworte, die letzten Tage waren etwas chaotischer und ich konnte immer nur zwischendurch mal hier ins Forum schauen, aber zum Antworten war die Zeit dann doch immer etwas zu knapp gewesen.

Das mit dem vierten und fünften Panel als String auf dem Garagendach lasse ich sein, der Aufwand steht ja in keinem Verhältnis für nur ein Modul. Eventuell stelle ich da stattdessen ein zweites Balkonkraftwerk auf mit einem der Wechselrichter, die ich bei den Stadtwerken hier eh nicht offiziell angemeldet bekommen würde (dem fehlt die VDE Zertifizierung, der hat nur ein CE Zertifikat).

Ich danke dir aber für deine ausführlichen Antworten, da war viel interessantes und wissenswertes für mich dabei.

PV-Anlage Länge des Kabels zwischen Mikro-Wechselrichter und Module

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