Die Grundlage zur Auslegung der Schutzschalter bildet der Bemessungsstrom $I_\text{N}$. Dies ist der Strom der Dauerhaft vom Leiter geführt werden kann. Als Vorzugswerte werden für den Bemessungsstrom $I_\text{N}$ 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 A angenommen. Die Berechnung des Bemessungsstromes richtet sich nach einem Referenzstrom $I_\text{R}$ und einem Bemessungsschutzfakors $f_\text{B}$.
Allgemein gilt:
$$ I_\text{N} = I_\text{R} \cdot f_\text{B} $$
| Kabeltyp | Referenzstrom $I_\text{R}$ |
|---|---|
| AC-Leitung (Alle Wechselrichter) | Summe aller maximaler Wechselrichterausgangsströme |
| AC-Leitung (Wechselrichter) Nach Wechselrichter Im Wechselrichter | Maximaler Wechselrichterausgangsstrom - |
| DC-Hauptleitung | STC Strom am MPP-Kabel bzw. in der DC-Hauptleitung |
| Strangleitung | STC Strom im Strang |
Maximaler Wechselrichterausgangsstrom = (Maximale Scheinleistung * Verschiebefaktor) / (Netzspannung * Anzahl Wechselrichterphasen)
Standardmäßig werden in PV*SOL® Fehlerstromschutzschalter vom Typ B mit einem Bemessungsfehlerstrom von 100 mA ausgelegt. Der Bemessungsschutzfakors $f_\text{B}$ wird auf 1,1 festgelegt.
Für den Leitungsschutzschalter wird in PV*SOL® zunächst von einem Typ B mit einem Bemessungsschutzfakors $f_\text{B}$ von 1,3 ausgegangen. Ist beim verwendeten Wechselrichter ein Transformator vorhanden ändert der Bemessungsschutzfakors auf 1,1 und der Typ auf C.
Die Kabelverlustleistung $P_\text{ver}$ ergibt sich aus dem Leitungswiderstand $R_\text{L}$ und dem Strom der durch den Leiter fließt $I_\text{L}$
$$ P_\text{ver} = R_\text{L} \cdot I_\text{L}^2 $$
Der Leitungswiderstand $R_\text{L}$ wiederum ist Abhängig vom Leitungsquerschnitt $A$, der Leitungslänge $l$ und dem materialabhängigen spezifischen elektrischen Widerstand $1/\kappa$.
$$ R_\text{L} = \frac{l}{A} \cdot \frac{1}{\kappa} $$
Tabelle 1: Übersicht der spezifischen elektrischen Widerstände verschiedener Materialien
| Material | spez. elektrischer Widerstand $1/\kappa$ in $\Omega \cdot \text{mm}^2 \cdot \text{m}^{-1}$ |
|---|---|
| Aluminium | $2,94 \cdot 10^{−2}$ |
| Kupfer | $1,75 \cdot 10^{−2}$ |
Die relativen Verluste $K$ ergeben sich aus der Verlustleistung $P_\text{ver}$ und der Referenz- bzw. Bezugsleistung $P_\text{ref}$.
$$ K = \frac{P_\text{ver}}{P_\text{ref}} $$
Mithilfe des relativen Verlustes kann der abhängige Leitungsquerschnitt $A$ berechnet werden. Es gilt:
$$ A = \frac{l \cdot I_\text{L}^2}{\kappa \cdot P_\text{ref} \cdot K } $$
Siehe auch