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Balkonkraftwerk Warum nur 600 Watt? (Teil 2)

Gefährliche Szenarien und technische Lösungen

Das Aufgrund rechtlicher Anforderungen die Leistung für steckerfertige Erzeugungsanlage auf 600 Watt limitiert ist und eine Anlage pro Haushalt betrieben werden darf, darauf bin ich in meinem letzten Artikel eingegangen. Warum das auch aus Gründen der Sicherheit erforderlich ist, dass möchte ich dir in diesem Artikel zeigen. Außerdem gehe ich auf Lösungen ein, die auch aus Sicht der Norm zugelassen sind.

Inhalt

Maximale Strombelastbarkeit eines Leiters

Jeder Leiter und jedes Kabel ist mit einem zulässigen Strom (Nennstrom) angegeben, also der Strom den der Leiter über einen längeren Zeitraum „transportieren“ kann ohne Schaden zu nehmen. Wird ein Leiter einem unzulässig hohen Strom ausgesetzt erwärmt sich dieser und es kann zu Kabelbränden und dergleichen kommen. Es geht bei diesem Thema also um deine eigene Sicherheit und die Unversehrtheit deines Eigentums.

Für das Beispiel nehme ich mal an es soll eine Kochplatte (2000 Watt, 8,7 Ampere) und ein Kontaktgrill (2500 Watt, 10,8 Ampere) gleichzeitig an demselben Stromkreis betrieben werden. Somit kommt man zusammenaddiert auf 4500 Watt und 19,5 Ampere. Betrieben wird das ganze an einer Installation mit einem B 16A Leitungsschutzschalter und NYM 3×1,5 Kabel. Schaut man in den einschlägigen Tabellenbücher oder Fachkundebüchern nach, dann wird dort für ein NYM 3×1,5 eine Nennbelastbarkeit von 16 Ampere angegeben. Diese Angabe kann man nicht pauschalisieren, da viele Faktoren die Belastbarkeit eines Kabels beeinflussen können, für dieses Beispiel reicht aber die vereinfachte Darlegung.

Verhalten ohne parallel geschalteten Erzeuger

Was passiert wenn man nun die beiden genannten Geräte gleichzeitig in der genannten Hausinstallation auf derselben Sicherung betreibt? Die 19,5 Ampere die durch den Betrieb der beiden Geräte in der Leitung fließen sind das 1,22-fache des Nennstroms des Leitungsschutzschalters. Guckt man sich die Auslösekennlinie des Leitungsschutzschalters an, würde das 1,22-fache eine Überlast darstellen, die zwischen 8 und 90 Minuten zum Auslösen der thermischen Überlast des Leitungsschutzschalters führen wird.

Biezl, Standard-Auslösekennlinie, als gemeinfrei gekennzeichnet, Details auf Wikimedia Commons

Gefahr mit parallel geschaltetem Erzeuger in einer unverzweigten oder verzweigten Leitung

Gleicher Aufbau, nur diesmal hängt ein Erzeuger (z.B. Balkonkraftwerk) mit in der Installation. Es ist herrlichstes Wetter und die Anlage kann die vollen 600 Watt (2,6 Ampere) liefern. Nun entsteht folgende Situation: da der zusätzliche Erzeuger 2,6 Ampere liefert, muss nur noch die Differenz von 16,9 Ampere durch das Hausnetz bereitgestellt werden. 16,9 Ampere sind das 1,06-fache des Nennstroms des Leitungsschutzschalters und führt nach einer Zeit von 120+ Minuten zu einer Abschaltung des thermischen Auslösers des Leitungsschutzschalters.

Je nach Anschlusspunkt des Erzeugers kann nun in einigen Abschnitten der Installation ein Strom von 19,5 Ampere fließen. Dieser wird nun aber nicht weggeschaltet, da für alle verbauten Schutzeinrichtungen keine Überlast besteht, die ein „schnelles“ Auslösen erfordern.
Die Folge: die Leitung erwärmt sich an dieser Stelle stark und es kann zu Schäden an Verbindungselementen und zur Brandbildung kommen.

Gleiches Beispiel mal für die Leute die sich richtig gegönnt haben und 2-mal 600 Watt betreiben. Das sind 1200 Watt und 5,2 Ampere. Der Strom der jetzt noch durch die Hausinstallation bereitgestellt wird liegt bei 14,3 Ampere. Stellenweise fließen auch hier die 19,5 Ampere durch das Kabel. Der Leitungsschutzschalter löst hier garnicht mehr aus, im Gegenteil: ein Toaster mit 600 Watt und 2,6 Ampere geht noch und treibt den stellenweise fließenden Strom auf 22,1 Ampere. Das ist das 1,38-fach des Nennstroms. So spart man sich das Heizen im Winter. Es wird also klar, warum eine Limitierung erforderlich ist. Wie du aber gesehen hast, reicht diese Limitierung allein nicht aus um eine Gefährdung ganz zu eliminieren.

Welche Möglichkeiten beugen einer Gefährdung vor?

Die VDE-Norm gibt nicht nur vor wieviel Leistung ein steckerfertiger Erzeuger haben darf, sondern auch welche Maßnahme zu ergreifen sind um einer Überlast vorzubeugen. So sind z.B in der VDE V 0100-551-1, auf die in der VDE-AR-N 4105 verwiesen wird, einige Voraussetzungen benannt, die Leiter in sogenannten Endstromkreisen erfüllen müssen, um eine Überlast zu vermeiden. Und zwar muss die Strombelastbarkeit des Leiters größer sein als der Nennstrom der Schutzeinrichtung (Sicherung) und der Ausgangsstrom des Wechselrichters des PV-Erzeugers zusammen.

Was bedeutet das in der Realität? Wie schon festgestellt beträgt der maximale Strom einer 600 Watt Erzeugungsanlage 2,6 Ampere und die Nennbelastbarkeit eines 1,5 mm2 Kabels 16 Ampere. Würdest du nun einen 16 Ampere Sicherungsautomaten benutzen liegt der Strom bei unzulässigen 18,6 Ampere. Würdest du aber den Sicherungsautomaten gegen einen mit 13 Ampere Nennstrom austauschen, dann hättest du in Summe 15,6 Ampere zur Verfügung und es würde zu keiner Zeit ein Überlastungsszenario entstehen bzw. kommt es bei einer Überlastung zu einer zeitlich schnelleren Abschaltung durch den Sicherungsautomaten. (siehe Bild).

Eine zweite Möglichkeit wäre, für dein Balkonkraftwerk eine separate Leitung zu legen. Diese Leitung sollte direkt zu deiner Unterverteilung führen und keine weiteren Steckdosen enthalten. Somit verhinderst du ebenfalls, dass es zu einer Überlast kommt, da die Leitung nur mit den 2,6 Ampere des Erzeugers belastet wird. Die Verteilung auf andere Verbraucher findet in der Unterverteilung statt. In dieser Variante arbeiten alle Schutzfunktionen so wie vorgesehen und es kommt ebenfalls nicht zu einer Überlast

Dies sind allerdings Maßnahme, bei denen ich dir rate einen Elektriker zurate zu ziehen, da gerade Arbeiten an Unterverteilungen ein stark erhöhtes Gefahrenpotenzial mit sich bringen.

Fazit

Diese Betrachtung mag auf den ersten Blick etwas übertrieben wirken. Vielleicht kannst du dir nicht vorstellen, dass jemand so etwas macht und zwei so große Geräte gleichzeitig betreiben möchte. Ich habe allerdings auch schon miterlebt, wie auf einer Grillfeier 4 Elektrogrill an einer Steckdosen betrieben werden wollten. Ist also gar nicht so abwegig. Vielleicht konnte ich dir plausible erläutern, was hinter den Regulierungen steckt und auf was du achten solltest, wenn du bei dir zu Hause ein Balkonkraftwerk oder ähnliches betreiben möchtest. Und das ein Balkonkraftwerk mehr Vorteile bringt als Nachteile, dass hast du vielleicht schon in meinem Artikel „5 Fakten über Balkonkraftwerke“ gelesen.

Vielen Dank das du meinen Beitrag gelesen hast. wenn er dir gefallen hat oder du Anregungen hast, würde ich mich über einen Kommentar und das Teilen auf den sozialen Netzwerken freuen.

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