Neue Sicherheitsvorgaben bei PV-Steckern

Einsetzbar bis 4.000 Meter über Meer

PV-Anlagen in hohen Lagen
Photovoltaik-Anlagen in Höhen über 2000 Metern sind keine Seltenheit. In der Bauphase auf 2500 Metern befindet sich zum Beispiel eine PV-Anlage am Staudamm des Muttsee, Schweiz
© Stäubli Electrical Connectors

Elektrische Installationen müssen bei Höhen oberhalb von 2.000 Metern besondere Anforderungen erfüllen, ein Aspekt, der bei Photovoltaik-Anlagen und -Komponenten immer wichtiger wird. Auch insgesamt steigen die Sicherheitsanforderungen.

Das weltweite Wachstum von Photovoltaik-Installationen zieht neue Anwendungsgebiete nach sich mit herausfordernden Umgebungsbedingungen. So drängt sich immer mehr die Nutzung von auch menschenleeren und wirtschaftlich kaum verwertbaren Flächen auf – wie Installationen von PV-Solarkraftwerken in heißen, trockenen Wüsten.

Hohe Stromausbeute in hohen Lagen

Gleichzeitig bieten sich auch Zonen in großen Höhen für die Gewinnung von Solarstrom an. In hohen Lagen produzieren PV-Anlagen rund 50 Prozent mehr Energie als in der Ebene. Die sehr hohe Sonneneinstrahlung und der selten bedeckte Himmel schaffen ideale Bedingungen für eine hohe Stromausbeute. Nicht nur die hochalpinen Gegenden in Europa bieten sich an, sondern vor allem die südamerikanische Bergkette der Anden, wo immer mehr PV-Anlagen oberhalb von 2000 m Meereshöhe installiert werden.

Neue Sicherheitsstandards

Aufgrund dieser Marktentwicklung wird das Technischen Komitee TC82 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) die Anforderungen für die Installationen in verschiedenen Umgebungstemperaturbereichen besser unterscheiden und die neue Edition des Sicherheitsstandards für PV-Module, „IEC 61730-1“, für Anwendungen bei einer Betriebstemperatur bis maximal 70°C (98. Perzentile*) erstellen. Für Anwendungen bei höheren Umgebungstemperaturen, wie etwa bei Installationen in Wüstenregionen, werden die Anforderungen der „IEC TS 63126“ herangezogen.

Die „IEC TS 63126“ beschreibt nicht nur thermische Anforderungen für PV-Module, sondern auch für angebaute Komponenten wie PV-Anschlussdosen oder PV-Steckverbinder, jeweils für zwei Temperatur-Level. Für die Module gibt es diese zwei Kategorien:

  • Temperatur-Level 1:   gleich oder größer 80°C (T98th**)
  • Temperatur-Level 2:   gleich oder größer 90°C (T98th)

In dieser technischen Spezifikation werden in Abschnitt 6.3 die Anforderungen für PV-Steckverbinder nach „IEC 62852“ für den Einsatz unter den oben genannten Modul-Temperatur-Level aufgeführt. Hierbei wird gefordert, dass die oberen Grenztemperaturen (ULT) der Steckverbinder einen Mindestwert haben wie folgt:

  • ULT für Stecker zur Installation an PV-Modulen mit Level 1:  mindestens 95°C
  • ULT für Stecker zur Installation an PV Modulen mit Level 2: mindestens 105°C

Die Anforderungen an die Isolationskoordination in den Sicherheitsstandards für elektrische Produkte sind üblicherweise für Einsatzhöhen bis 2000 m über dem Meeresspiegel ausgelegt. Für Anwendungen in größeren Höhen müssen die Anforderungen für die Luftstrecken korrigiert werden, denn hier reduziert der abnehmende Luftdruck die Widerstandsfähigkeit von elektrischen Installationen gegen Überschläge der Spannung über die Luftstrecke. Deshalb muss die Mindest-Luftstrecke mit einem Korrekturfaktor aus Tabelle A.2 der IEC 60664-1:2020 multipliziert oder mit einer entsprechend höheren Prüfstoßspannung verifiziert werden.

Relevante Anbieter

 MC4-Steckverbinder von Stäubli
Das "MC4"-PV-Steckverbinderportfolio von Stäubli ist als erstes für den Einsatz bis +105 °C und mindestens bis zu 4000 Höhenmetern (N.N.) geprüft.
© Stäubli Electrical Connectors

TÜV Rheinland bestätigt: MC4-Stecker erfüllen die Kriterien

Die Stäubli Anschlusssysteme für DC-Anwendungen in der Photovoltaik zeichnen sich seit mehr als zwanzig Jahren durch ihre hohe Kontaktqualität und Langlebigkeit aus. Die Steckverbinder-Baureihe „MC4“ umfasst nun auch die weltweit ersten Steckverbinder, welche gemäß dem „TÜV Rheinland“-Testverfahren den Anforderungen für Installationen in PV-Anlagen mit dem Modul-Temperatur-Level 2 entsprechen. Somit sind die Stäubli PV-Steckverbinder nachweislich für PV-Installation in klimatischen Bedingungen bis mindestens 105°C getestet.

Dies betrifft folgende Typen: MC4 (R60127190), MC4-Evo2 (R60127169), PV-ADXP4-S2 (R60127181), PV-ADX4-Evo (R60127171), PV-AZX4-Evo2 (R60149724).

Ebenfalls bestätigt hat der TÜV Rheinland auch die Eignung dieser Typen für den Einsatz in Höhen mindestens bis zu 4000 m über Meeres-Niveau.

»Wir freuen uns sehr, dass wir weltweit der erste PV-Steckverbinder-Hersteller sind, welcher diese Anforderung erfüllt. So können wir unseren Kunden die Original-MC4 -Steckverbinder und MC4-Evo-2-Steckverbinder für diese zukunftsorientierten Anwendungen in rauen Bedingungen wie große Höhen oder heißen Klimazonen nachweislich empfehlen«, sagt Guido Volberg, Senior Consultant Product Regulatory Affairs von Stäubli Renewable Energy.

(*für 98 von 100 Anwendungen)
(**bei 98 von 100)


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