Kabelquerschnitt- und Spannungsabfall-Rechner

Welcher Querschnitt für Solarkabel?

Für den Modulstrang zum Wechselrichter reicht in den meisten Anlagen 4 mm². Ein Strang liefert typisch 10 bis 15 A; bei 13 A und 400 V Strangspannung bleibt der Verlust auf 4 mm² bis 34 m einfacher Länge unter 1 %. 6 mm² nehmen Sie bei langen Wegen vom Dach zum Wechselrichter, bei niedriger Strangspannung (wenige Module in Reihe) oder wenn zwei Stränge parallel auf einer Leitung laufen.

Bei Balkonkraftwerken und Powerstations ist die Spannung mit 30 bis 60 V viel niedriger, dieselben 10 A verursachen dort also prozentual einen rund zehnmal größeren Verlust. Rechnen Sie solche Anlagen mit ihrer tatsächlichen Spannung durch; oft lohnt es sich, den Wechselrichter oder Laderegler nahe an die Module zu setzen und lieber die 230-V-Seite zu verlängern.

Wie viel Spannungsabfall ist erlaubt?

Auf der Gleichstromseite einer PV-Anlage gilt 1 % als Planungsempfehlung: Jeder verlorene Prozentpunkt kostet über 25 Jahre Ertrag, und die Leitung ist meist der günstigste Ort, um ihn zu sparen. Bei 12-, 24- und 48-V-Batteriesystemen sind 3 % ein verbreiteter Richtwert; mehr führt bei hohen Strömen schnell zu Unterspannung am Verbraucher und zu warmen Leitungen.

Für 230 V im Gebäude empfiehlt DIN 18015-1 höchstens 3 % Spannungsfall zwischen Zähler und Verbrauchsmittel, DIN VDE 0100-520 nennt als Obergrenze 4 % für die gesamte Anlage. 5 % wird für unkritische Verbraucher wie Heizgeräte oder lange Verlängerungen gelegentlich toleriert. Die Voreinstellungen 1 %, 3 % und 5 % im Rechner decken diese drei Fälle ab.

Warum doppelte Länge?

Der Strom fließt über den Hinleiter zum Verbraucher und über den Rückleiter zurück, beide Adern haben Widerstand. Deshalb rechnet die Formel mit 2 × L: Sie geben die einfache Strecke zwischen Quelle und Verbraucher ein, der Rechner setzt die Leiterschleife mit doppelter Länge an. Bei einem Solarkabel von 25 m vom Dach zum Wechselrichter wirken also 50 m Kupfer.

Für Drehstrom (400 V, drei Phasen) gilt die Formel nicht: Dort ersetzt √3 die 2, und der Leistungsfaktor spielt eine Rolle. Dieser Rechner deckt Gleichstrom und einphasigen Wechselstrom mit ohmscher Last (cos φ = 1) ab.

Welche Rolle spielt die Temperatur?

Die Leitfähigkeit κ = 56 m/(Ω·mm²) gilt für Kupfer bei 20 °C. Der Widerstand von Kupfer steigt um rund 0,4 % pro Kelvin: Eine Ader, die in der Sonne oder unter Last 50 °C warm wird, hat bereits etwa 12 % mehr Widerstand, bei 70 °C sind es rund 20 %. Rechnen Sie bei Dachleitungen und voll ausgelasteten Kabeln deshalb mit Reserve und gehen Sie im Zweifel einen Querschnitt höher.

Was sagt der Rechner nicht?

Der Spannungsabfall ist nur eine der beiden Grenzen. Die zweite ist die Strombelastbarkeit: Wie viel Strom eine Leitung dauerhaft führen darf, hängt von Verlegeart, Häufung, Umgebungstemperatur und Isolierwerkstoff ab und steht in DIN VDE 0298-4 und DIN VDE 0100-520. Der Rechner warnt mit einem bewusst konservativen Richtwert (Verlegeart A1, zwei belastete Adern, 30 °C); frei in Luft verlegte Solarkabel nach EN 50618 dürfen mehr, gebündelte oder heiße Leitungen weniger.

Die Absicherung der Leitung, der Kurzschlussschutz und die Auswahl von Kabeltyp und Verlegung bleiben Aufgabe einer Elektrofachkraft. Arbeiten an 230-V-Anlagen und der Netzanschluss einer PV-Anlage sind in Deutschland Fachbetrieben vorbehalten; der Rechner ersetzt keine Planung und keine Abnahme.