Solarkabel
Leiter gibt es in zwei Hauptkonfigurationen: verseilt und massiv. Jede Konstruktion bietet unterschiedliche Eigenschaften, die sich auf die einfache Installation, die mechanische Haltbarkeit und die langfristige Leistung von Photovoltaikanlagen auswirken.

Grundlagen der Leiterkonstruktion

Solide Leiter:
Ein massiver Leiter besteht aus einem einzelnen Kupferdraht mit einem bestimmten Durchmesser. Diese einfache Konstruktion bietet maximale Leitfähigkeit pro Querschnittsfläche bei minimalem Herstellungsaufwand.

Litzenleiter:
Litzen bestehen aus mehreren kleineren Drähten, die miteinander verdrillt sind, um die gewünschte Querschnittsfläche zu erreichen. Gängige Konfigurationen umfassen 7-strängige, 19-strängige, 37-strängige und höhere Litzenzahlen für größere Leiter.

Flexibilität und Handhabung der Installation

Vorteile von verseilten Leitern:
Der Hauptvorteil der Litzenkonstruktion ist die hohe Flexibilität. Mehrere dünne Drähte biegen sich leichter als ein einzelner dicker Draht mit gleicher Fläche. Diese Flexibilität erweist sich als entscheidend für Solaranlagen, die Folgendes erfordern:

• Verlegung von Kabeln durch Rohre mit mehreren Biegungen
  

• Verlegung von Kabeln auf engstem Raum oder bei komplexen Dachkonfigurationen
  

• Anschlüsse in Verteilerkästen mit begrenztem Arbeitsraum herstellen
  

• Anpassung an thermische Ausdehnungs- und Kontraktionsbewegungen
  

Installateure bevorzugen im Allgemeinen Litzen für die Arbeit vor Ort, insbesondere bei Nachrüstungsanwendungen, bei denen die Kabelverlegung eine Herausforderung darstellt.

Grenzen für massive Leiter:
Massivleiter weisen eine Steifigkeit auf, die die Installation in engen Räumen erschwert. Massivleiter mit größerer Spurweite lassen sich immer schwieriger biegen und verlegen. Diese Steifigkeit bietet jedoch Vorteile bei geradlinigen Anwendungen, bei denen Kabel bestimmte Verlegewege einhalten müssen.

Überlegungen zur mechanischen Haltbarkeit

Vibration und Bewegung:
Solaranlagen erleiden Vibrationen durch Wind, thermische Zyklen und strukturelle Bewegungen. Litzenleiter bewältigen diese Spannungen besser als massive Leiter, da sich einzelne Litzen unabhängig voneinander biegen können und die mechanische Spannung auf mehrere Drähte verteilt wird.

Massive Leiter konzentrieren die Spannung an den Biegepunkten, wodurch potenzielle Fehlerstellen mit wiederholter Biegung entstehen. Dadurch ist eine solide Konstruktion für Anwendungen mit erheblichen Bewegungen oder Vibrationen weniger geeignet.

Ermüdungsbeständigkeit:
Labortests zeigen, dass Litzen im Vergleich zu massiven Leitern mit gleichwertigem Querschnitt wesentlich mehr Biegezyklen vor dem Versagen aushalten. Für
PV cables subject to thermal expansion cycling over 25+ year lifetimes, this fatigue resistance provides important reliability benefits.

Vergleich der elektrischen Leistung

DC-Widerstand:
Massivleiter bieten einen etwas geringeren Gleichstromwiderstand als verseilte Äquivalente, da die gesamte Querschnittsfläche aus durchgehendem Kupfer besteht. Litzenleiter haben kleine Luftspalten zwischen einzelnen Litzen, wodurch sich die effektive Leiterfläche geringfügig verringert.

Dieser Unterschied bleibt typischerweise unter 2% für äquivalente Nenngrößen - vernachlässigbar für die meisten Solaranwendungen. Der Widerstandsvorteil von massiven Leitern rechtfertigt selten ihre Installationsschwierigkeiten.

Aktuelle Tragfähigkeit:
Bei gleichwertigen Querschnittsflächen haben massive und verseilte Leiter ähnliche Strombelastbarkeitswerte. Installationsbedingungen (Temperatur, Bündelung, Exposition) beeinflussen die Strombelastbarkeit stärker als die Art der Leiterkonstruktion.

Haut-Effekt:
Bei DC-Solaranwendungen tritt der Skin-Effekt (Stromkonzentration an der Leiteroberfläche) nicht auf. Dieses AC-Phänomen wirkt sich nur auf die Leistung in AC-Bereichen von Solaranlagen aus, wo es den Litzenaufbau aufgrund der vergrößerten Oberfläche von mehreren Strängen leicht begünstigt.

Zuverlässigkeit der Verbindung

Methoden der Beendigung:
Litzenleiter erfordern spezielle Anschlusstechniken. Kompressionsnasen oder gecrimpte Aderendhülsen sorgen dafür, dass alle Litzen einen festen elektrischen Kontakt herstellen. Ein unsachgemäßer Abschluss von Litzenleitern - der lose Litzen zulässt - schafft hochohmige Verbindungen und potenzielle Fehlerstellen.

Massive Leiter enden einfacher, da der einzelne Draht eine gleichmäßige Kontaktfläche bietet. Dieser Vorteil wird jedoch durch geeignete Installationspraktiken und geeignete Crimpwerkzeuge für Litzen verringert.

Kompatibilität des Steckers:
Die meisten Solarsteckverbinder können sowohl massive als auch verseilte Leiter innerhalb bestimmter Größenbereiche aufnehmen. Die Hersteller von Steckverbindern optimieren jedoch häufig das Design für verseilte Leiter, da diese in Solaranwendungen weit verbreitet sind.

Normen und Code-Anforderungen

Weder die NEC- (National Electrical Code) noch die IEC-Normen schreiben eine spezifische Leiterkonstruktion für Solaranwendungen vor. Die Projektspezifikationen bestimmen, ob massive oder verseilte Leiter akzeptabel sind.

Die meisten
solar cable standards reference stranded construction. IEC 62930 and EN 50618 specifications typically describe stranded conductors in their test requirements, reflecting industry preference for this construction type.

Kostenüberlegungen

Herstellungskosten:
Die Herstellungskosten von Massivleitern sind aufgrund einfacherer Produktionsverfahren etwas geringer. Die Herstellung von Litzen erfordert zusätzliche Ausrüstung für die Litzenverdrillung und eine komplexere Qualitätskontrolle.

Für
solar cables, this cost difference typically represents 5-10% of conductor cost—a small fraction of total cable price when insulation and jacketing are included.

Arbeitskosten für die Installation:
Die Unterschiede in der Installationseffizienz übersteigen oft die Materialkostenschwankungen. Die einfachere Handhabung von Litzen verkürzt die Installationszeit, insbesondere in komplexen Routing-Situationen. Diese Arbeitsersparnis überwiegt in der Regel jede Materialkostenprämie.

Application-Specific Empfehlungen

Wählen Sie Litzenleiter für:

• Standard-Solaranlagen mit typischen Streckenanforderungen
  

• Dachsysteme mit mehreren Richtungswechseln
  

• Anwendungen, die Vibrationsfestigkeit erfordern
  

• Anlagen, bei denen künftige Wartungsarbeiten möglicherweise Kabelbewegungen erfordern
  

• Die meisten kommerziellen und gewerblichen Solarprojekte
  

Solide Leiter können ausreichen für:

• Einfache Straight-Run-Anwendungen ohne Routing-Komplexität
  

• Sehr kurze Kabelstrecken, bei denen Flexibilität nicht entscheidend ist
  

• Spezifische Anwendungen, bei denen Vorschriften oder Spezifikationen eine solide Konstruktion zulassen
  

• Budgetbeschränkte Projekte mit einfachen Installationsbedingungen
  

Faktoren der Fertigungsqualität

Qualität der Verseilung:
Hochwertige Litzenleiter sorgen für eine gleichmäßige Litzenspannung und eine gleichmäßige Verlegung (Twist Pitch). Durch eine schlechte Verseilung können sich einzelne Litzen trennen oder es entsteht eine ungleichmäßige Stromverteilung. Seriöse Hersteller geben Litzenzahl, Verlegerichtung und Maßtoleranzen an.

Konsistenz des Materials:
Sowohl massive als auch verseilte Leiter erfordern eine gleichbleibende Kupferreinheit und eine ordnungsgemäße Glühung. Die Fertigungsqualität wirkt sich auf beide Konstruktionstypen gleichermaßen aus, so dass die Auswahl des Lieferanten unabhängig von der Leiterkonfiguration wichtig ist.

Schlussfolgerung

Litzen dominieren Solarkabelanwendungen aufgrund ihrer überlegenen Flexibilität, Ermüdungsfestigkeit und Installationsfreundlichkeit. Massivleiter bieten zwar marginale elektrische Leistungsvorteile, doch überwiegen diese Vorteile selten die praktischen Nachteile bei der Installation vor Ort.

Für die meisten
solar cable applications, stranded construction represents the optimal balance of electrical performance, mechanical durability, and installation practicality. The industry-wide preference for stranded conductors reflects decades of field experience demonstrating reliable long-term performance.