Anlagenbauer in der Zwickmühle

Kategorie: 12 / 2011, Fachwissen & Technik Mirco Sieg

Steckverbinder: Hersteller warnen davor, ihre Steckverbinder mit denen anderer Hersteller zusammenzustecken. Doch sogenannte Über-Kreuz-Verbindungen sind in vielen Photovoltaikanlagen zu finden. Dies kann nicht nur zu technischen, sondern auch zu rechtlichen Problemen führen. Die Lösung wäre ein gemeinsamer Standard.

Wenn Modulstrings mit dem Wechselrichter verbunden werden sollen, fehlt oft der passende Steckverbinder.
Fotos: Solarpraxis AG/Andreas Schlegel

Wenn nicht klar ist, welche Steckverbinder am Modul befestigt sind, ist es schwer, eine Über-Kreuz-Verbindung zu vermeiden.

Der Bau der über 100 Kilowatt großen Photovoltaikanlage hat bereits begonnen, die einzelnen Modulreihen sind teilweise schon verkabelt. Als dann der erste Modulstrang an den Generatoranschlusskasten angeschlossen werden soll, kommt es zur Überraschung. Die Steckverbindung sitzt viel zu locker. Auch mit den anderen Steckern klappt es nicht besser. Das Problem: Das eine Kabel ist mit einem originalen MC4-Stecker von Multi-Contact bestückt, das andere nicht. „Der Modulhersteller hat es so kommuniziert, als seien die Stecker am Modul MC4-kompatibel“, sagt der Qualitätsmanager des Planungsunternehmens, das hier nicht genannt werden möchte. „Es ist natürlich sehr ärgerlich, wenn wir auf der Baustelle feststellen, dass die Stecker wohl doch nicht 100-prozentig kompatibel sind.“Das Problem ist kein Einzelfall. Nach den Erfahrungen des Solar-Sachverständigen Christian Keilholz sieht es auf vielen anderen Baustellen nicht besser aus. „Dass die Steckverbinder nicht passen, sehe ich bei jeder dritten bis vierten Photovoltaikanlage“, sagt er: „Tendenz steigend.“ Entweder sitzen die Steckverbinder zu fest, oder sie sitzen zu locker. Beides kann Probleme hervorrufen. Ist die Steckverbindung zu fest, kann das zu einem Bruch der isolierenden Kunststoffelemente führen. Dann liegen die stromführenden Leitungen offen. Für Keilholz „eine mittlere Katastrophe“. Der umgekehrte Fall ist auch nicht besser. „Eine zu locker sitzende Verbindung bedeutet einen zu hohen Übergangswiderstand, der sich im Laufe der Betriebszeit weiter erhöhen kann“, sagt Keilholz. Wenn der Übergangswiderstand zu hoch ist, hatdies nicht nur Ertragseinbußen für den Anlagenbetreiber zur Folge. Es führt auch dazu, dass sich die Steckverbindung an dieser Stelle erwärmt, im schlimmsten Fall so stark, dass der mangelhafte Steckverbinder schmilzt oder sogar in Flammen aufgeht.

Um in solchen Fällen nicht für den entstandenen Schaden aufkommen zu müssen, stellen namhafte Hersteller von Photovoltaik-Steckverbindern wie etwa Multi-Contact oder TE Connectivity klar, dass sie für Über-Kreuz-Verbindungen mit Steckern anderer Hersteller keine Gewährleistung übernehmen. Das bedeutet: Im Schadensfall haftet der Installateur. Die Frage ist allerdings, ob es sich dabei nur um einen PR-Trick der Hersteller handelt, damit sie ihre Produkte besser am Markt durchsetzen können.

Geheimniskrämerei bei Toleranz

Dass die meisten Hersteller keine Gewährleistung für Verbindungen mit anderen Steckern übernehmen, ist jedoch in der Tat nicht ganz grundlos. Häufig kommt es vor, dass Hersteller behaupten, ihre Produkte seien kompatibel zum Originalprodukt, beispielsweise einem MC4 oder einem Solarlok. Michael Berginski, Leiter globales PV-Engineering und Produktionsmanagement bei Multi-Contact, sagt dazu: „Es gibt aktuell keinen MC4-kompatiblen Steckverbinder eines anderen Herstellers. Auch wenn sich dieSteckverbinder erst mal scheinbar ineinanderstecken lassen, ist die Verbindung weder sicher geschweige denn langzeitstabil.“ Chris Büchling, Application Engineer für Photovoltaik bei TE Connectivity, erklärt: „Jeder Hersteller hat spezifische Produktionszeichnungen. Diese beinhalten auch die entsprechenden Toleranzen für die unterschiedlichen Steckverbinder. Das heißt, an der einen Stelle darf es ein bisschen größer sein, an anderer Stelle ein bisschen kleiner. Diese Toleranzangaben sind aber in der Regel geheim und daher den Mitbewerbern nicht bekannt.“ Wenn also jemand einen MC4- oder Solarlok-Stecker kopieren will, kann er die genauen Maße nur anhand einzelner Exemplare mit einem Messgerät nachmessen. Mit dieser Methode anhand von Durchschnittswerten die genauen Maße und Toleranzen zu ermitteln, sei aber fast unmöglich. „Hinzu kommt, dass das Werkzeug, das dieses nachgemachte Produkt herstellt, auch einem gewissen Verschleiß unterliegt“, sagt Büchling. Das heißt, auch hier werden sich über den Produktionszeitraum Toleranzen ergeben. Und diese können gegenläufig seinzu den Toleranzen, die wir haben.“ Das sei besonders kritisch an Stellen, an denen zum Beispiel die Kontakte aufeinandertreffen oder Dichtungselemente ineinandergreifen. Ob eine Über-Kreuz-Verbindung richtig passt oder nicht, ist daher nach Büchlings Meinung Zufall.

Irreführend kann es für manchen Installateur allerdings sein, wenn Hersteller damit werben, dass ihre Steckverbinder in Kombination mit denen eines anderen Herstellers vom TÜV geprüft worden seien und deshalb keine Probleme zu erwarten wären. Zumindest der TÜV Rheinland wehrt sich gegen eine solche Darstellung. „Anfragen für eine Zertifizierung von Über-Kreuz-Verbindungen gibt es häufig“, erklärt Guido Volberg vom TÜV Rheinland. „Wir führen zwar Prüfungen durch, das sind aber in der Regel nur Teilprüfungen der Typenprüfung nach EN 50521. Damit bestätigen wir keine Kompatibilität der Steckverbinder.“ Für eine Zertifizierung müssten außerdem beide Hersteller einverstanden sein und dem Prüfinstitut ihre normalerweise geheimen Informationen über die Fertigungstoleranzen mitteilen. „Mir ist kein Fall bekannt, in dem sich zweiHersteller auf eine solche Zertifizierung eingelassen haben“, sagt Volberg. Wenn ein Hersteller beispielsweise auf einer Messe damit wirbt, dass der TÜV eine Kompatibilität bescheinigt habe, bemühen sich Volberg und seine Kollegen außerdem um eine Richtigstellung. „Eine Bescheinigung über die Kompatibilität vom TÜV Rheinland kann am Ende nie jemand vorlegen“, sagt er.

Unterschiedliche Materialien

Die vom TÜV durchgeführten Teilprüfungen umfassen zudem normalerweise keine Langzeit- oder Bewitterungstests. Diese sind aber wichtig, um ein weiteres mögliches Problem von Über-Kreuz-Verbindungen in den Griff zu bekommen: die Materialverträglichkeit. In Steckverbindern kommen verschiedene Metalle und Kunststoffe zum Einsatz, Metalle zum Beispiel an den Stellen, an denen sich die Kontakte berühren. „Unterschiedliche Metalle können aufgrund ihrer unterschiedlichen elektrischen Potenziale miteinander reagieren. Dann löst sich das edlere Metall zugunsten des unedleren auf“, erklärt Büchling. „Bei den Kunststoffen ist es dasGleiche. Besonders die Dichtungselemente beinhalten in der Regel Silikone. Je nach Hersteller kommt da mehr oder weniger Silikonöl raus. Und Silikonöl kann Kunststoffe angreifen.“

Probleme nicht immer vermeidbar

Oft sind auch gar nicht die Stecker selbst das Problem bei einer Über-Kreuz-Verbindung, sondern eher die Art und Weise, wie sie miteinander gesteckt werden. „Seriöse Marktteilnehmer bauen ihre Stecker nicht gleich zu den Marktführern, sondern nur ähnlich“, erklärt Andreas Schamber, Produktmanager für Photovoltaik-Steckverbinder bei Phoenix Contact. „Das bedeutet aber, dass dann auch viele unterschiedliche Spezialwerkzeuge benötigt werden, zum Beispiel zum Crimpen.“ Da Installateure aus Kostengründen aber nicht für alle Steckverbinder die passenden Spezialwerkzeuge haben könnten, würden oftmals unpassende verwendet. „Wenn der Installateur nicht das passende Werkzeug in der Tasche hat, wird häufig mit dem gearbeitet, das gerade verfügbar ist.“ Dieses passt dann aber nicht unbedingt. Damit so etwas nicht mit den Sunclix-Steckern von Phoenix Contact passiert, wurde der Steckverbinder erstens absichtlich mit einem individuellen Steckgesicht versehen und außerdem so konstruiert, dass er sich auch ganz ohne Werkzeug konfektionieren und ineinanderstecken lässt.

Es gibt also genügend Gründe, warum Installateure besser auf die Paarung von Steckern unterschiedlicher Hersteller verzichten sollten. Oft ist dies allerdings gar nicht so einfach. Das Problem ist, dass Solarmodule fast immer mit einem vorkonfektionierten Stecker mit einem bestimmten Steckgesicht ausgeliefert werden. Solange man nur die Moduleuntereinander verbindet, gibt es keine Probleme. Wenn dann aber die Modulstrings an den Wechselrichter oder den Generatoranschlusskasten angeschlossen werden müssen, braucht ein Installateur theoretisch genau denselben Steckverbindertyp, der auch am Modul angeschlossen ist, wenn er eine Über-Kreuz-Verbindung vermeiden will. Den Stecker vom Modul abzuklemmen und durch einen anderen zu ersetzen ist meist auch keine gute Idee. Dann würde der Installateur riskieren, die Gewährleistung auf das Modul zu verlieren.

Fehlende Datenblattinformation

Manchmal ist es aber schwierig, die richtigen Stecker zu bekommen, entweder weil sie von einem exotischen Hersteller produziert werden, der seine Produkte nicht in Europa vertreibt, oder weil der genaue Steckertyp überhaupt nicht auf dem Moduldatenblatt angegeben ist. So ist oft nur von „MC4-kompatibel“ die Rede, wenn es im Datenblatt um den Anschlusstyp geht. Das reicht aber nicht, um mit Gewissheit eine Über-Kreuz-Verbindung auszuschließen. „Wenn ein Hersteller nicht mitteilt, welche Steckverbinder er verwendet, sollte man sich eine Zusammenarbeit gut überlegen“, rät Gutachter Keilholz. „Auch wenn er sich vorbehält, zwischen den Serien die Steckverbinder zu tauschen, wäre das aus meiner Sicht fragwürdig.“ Büchling von TE Connectivity sagt dazu: „Mein persönlicher Rat wäre, ein Modul zu nehmen, das von einem namhaften Hersteller kommt. Dann haben Sie auch einen qualitativ hochwertigen Stecker am Kabel hängen.“ Außerdem hält er es für ratsam, in den Lieferbedingungen zu klären, welche Stecker an dem Modul verbaut sind. Dann wäre es auch möglich, sich vertraglichdarauf zu einigen, dass zu den gelieferten Modulen noch eine Kiste passender Steckverbinder mitgeliefert wird.

Eine besondere Möglichkeit, sich eventuell doch auf eine Über-Kreuz-Verbindung einzulassen, bietet der niederländische Steckverbinderhersteller Solinq. „Wir übernehmen für die Über-Kreuz-Verbindung zwischen einem Solinq- und einem Multi-Contact-Stecker die Gewährleistung“, sagt Frank Berets, Exportmanager bei Solinq. Das Unternehmen hat die Maße und Toleranzen der MC4-Stecker anhand von Stichproben gemessen und sich so dem Originalprodukt angenähert. Dann haben mehrere Prüfinstitute die Verbindung der Solinq-Steckerverbinder mit dem MC4 von Multi-Contact überprüft. Die Ergebnisse fielen so vielversprechend aus, dass Solinq nun die Gewährleistung von Multi-Contact auf Anfrage mit übernimmt. Das erspart dem Installateur die Sorge, selbst haften zu müssen, wenn die Verbindung Probleme macht. Bisher würden sich aber nur relativ wenige Firmen für dieses Angebot interessieren, sagt Berets. „Projektierer kontaktieren uns eher, weil sie ein preislich und qualitativ gutes Produkt haben wollen.“ Die beste Lösung für Installateure wäre es wohl, einen einheitlichen Standard für Photovoltaik-Steckverbinder einzuführen. Gutachter Keilholz ist der Meinung: „Im Idealfall hätte man einen Stecker, ähnlich wie den Schuko-Stecker im Haushalt. Dann muss man sich auch keine Gedanken machen, ob der jetzt von Hersteller A oder Hersteller B ist.“ Guido Volberg vom TÜV Rheinland ist skeptisch: „Auf einem Dach oder in einer Photovoltaikanlage habe ich ganz andere und wesentlich kritischere Umweltbedingungen. Deshalb ist es meines Erachtens zurzeit sehr schwer, dafür einen einheitlichen Standard zu schreiben.“ Büchling von TE Connectivity ist optimistischer: „Es ist vorstellbar, dass sich die großen Hersteller irgendwann mal an einen Tisch setzen und es dann machen wie bei der Schuko-Steckdose oder dem USB-Stecker. Dass man also einen Standard einführt.“ Wenn die Toleranzen standardisiert und für jeden offengelegt seien, dann könne man sich von den restlichen Anbietern immer noch über besondere Features oder Materialien abheben. „Es gibt ja auch USB-Stecker und USB-Stecker. Die haben auch nicht alle die gleiche Qualität.“


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