Der Gleichstrom-Spannungsabfall ist keine rein theoretische Berechnung, die „auf dem Papier gut aussieht“, sondern eine sehr praktische Frage. Wenn die Solarmodule auf dem Dach Energie erzeugen, muss diese auch bis zum Wechselrichter gelangen. Die Leitung ist jedoch nicht perfekt: Sie hat einen Widerstand, und dieser Widerstand führt dazu, dass eine kleine Spannung verloren geht. Diese verlorene Spannung wandelt sich in Wärme um, was bedeutet, dass es sich um einen Verlust handelt.
Wenn dieser Verlust zu groß ist, verschlechtert sich nicht nur der Wirkungsgrad, sondern auch das Kabel und die Anschlüsse erwärmen sich stärker. Langfristig kann dies zu einer schnelleren Alterung, lockeren Verbindungen und sogar zu Kontaktproblemen führen. Deshalb muss das Gleichstromkabel bewusst dimensioniert werden und nicht nur „nach Gefühl“.
In der Praxis ist das Ziel, den Gleichstrom-Spannungsabfall unter 1–2 % zu halten. Dies ist kein in Stein gemeißeltes Gesetz, sondern eine bewährte Fachrichtlinie. Ein höherer Wert würde bereits einen ungerechtfertigten Verlust bedeuten.
Was bedeutet der Spannungsabfall in der Praxis?
Die Berechnung ist nicht kompliziert, und für das Installateurniveau reicht die vereinfachte Formel völlig aus. Für Kupferkabel kann verwendet werden:
ΔU = 2 × L × I × 0,0175 / A
wo
L = einfache Kabellänge in Metern
I = String-Betriebsstrom (A)
A = Querschnitt (mm²)
0,0175 = spezifischer Widerstand von Kupfer
Sehr wichtig: Der Gleichstromkreis besteht aus Hin- und Rückleitung, daher ist in der Formel 2 × L enthalten. Wenn der Wechselrichter 25 Meter vom Feld entfernt ist, rechnen wir tatsächlich mit 50 Metern Leitung.
Die prozentuale Spannungsabfallberechnung erfolgt wie folgt:
ΔU% = (ΔU / U_string) × 100
Sehen wir uns ein reales Beispiel an
Nehmen wir an, der Betriebsstrom eines Strings beträgt 10,5 A. Der Abstand zwischen Dach und Wechselrichter beträgt 25 Meter, das Kabel hat einen Querschnitt von 4 mm² und die String-Betriebsspannung beträgt 350 V.
Zuerst berechnen wir den Spannungsabfall:
ΔU = 2 × 25 × 10,5 × 0,0175 / 4
ΔU ≈ 4,6 V
Das bedeutet, dass von den 350 V etwa 4,6 V im Kabel „verloren gehen“.
Betrachten wir es nun in Prozent:
ΔU% = (4,6 / 350) × 100
ΔU% ≈ 1,3%
Dies ist ein absolut akzeptabler Wert. Mit solchen Parametern ist ein 4 mm² Kabel eine geeignete Wahl.
Was passiert, wenn wir ein dünneres Kabel verwenden?
Würden wir in derselben Situation ein 2,5 mm² Kabel einsetzen, läge der Spannungsabfall bereits bei etwa über 2 %. Das System würde funktionieren, aber:
- der Energieverlust wäre größer,
- die Leitung würde stärker erwärmt,
- langfristig wäre die Betriebssicherheit geringer.
Hier kommt der gesunde Menschenverstand ins Spiel: Die Kosten des Kabels sind im Vergleich zu den Kosten des Wechselrichters und der Module gering, aber der Verlust tritt in jeder sonnigen Stunde auf. Wenn der Abstand größer ist, sollte man eher über einen größeren Querschnitt nachdenken.
Was man als Installateur im Kopf behalten sollte
Es ist nicht bei jeder Arbeit eine detaillierte Berechnung erforderlich, aber die Logik muss verstanden werden. Der Spannungsabfall hängt von drei Faktoren ab: dem Strom, der Leitungslänge und dem Querschnitt. Wenn der Abstand zunimmt oder der Strom hoch ist, muss auch der Querschnitt erhöht werden.
Der häufigste Fehler ist, dass das Kabel nur nach dem Strom und ohne Berücksichtigung der Länge ausgewählt wird. Ein ebenso typischer Fehler ist das Vergessen der Hin- und Rücklänge. Das System kann trotzdem funktionieren, aber nicht optimal.
