Leiterfülltabelle für Solar-PV-Installationen
Leiterfüllung Solar-PV: 10 AWG PV-Leiter auf DC-Seite, AC-Wechselrichterausgang dimensioniert nach Wechselrichter-Bewertung, EMT- oder PVC-Leerrohr.
Leiterfüllung für Solar-PV-Installationen wird durch NEC Article 690 geregelt. Typische Wohnungs-String-PV nutzt 10 AWG USE-2/PV-Leiter auf der DC-Seite von den Modulen zum Combiner oder Wechselrichter, anschließend AC THHN/THWN-2 dimensioniert nach dem Nennausgang des Wechselrichters auf der AC-Seite. Leerrohre sind in der Regel EMT im Innenbereich und PVC oder EMT im Außenbereich. Article 690 enthält besondere Regeln zur Leiterdimensionierung: 156% des Modul-Kurzschlussstroms für PV-Quellstromkreise sowie Berücksichtigung der Dachtemperaturen.
Lastcharakteristik
PV-Anlagen im Wohnbereich sind sehr unterschiedlich:
| Anlage | DC-Spannungsbereich | DC-Strom pro String | AC-Ausgang (240V) |
|---|---|---|---|
| 5 kW Wohnhaus | 300-500V | 10A | 21A |
| 8 kW Wohnhaus | 350-600V | 10-13A | 33A |
| 10 kW Wohnhaus | 400-600V | 13-15A | 42A |
| 12 kW mit Batterie | 400-600V | 15-18A | 50A |
Die DC-Seite ist durch die Module strombegrenzt (Isc überschreitet bei modernen Panels selten 14A). Die AC-Seite wird durch den Wechselrichter-Typenschild-Dauerausgangsstrom festgelegt.
NEC-Code-Verweise
- NEC 690.7 — Maximale DC-Spannung (Voc × Kalttemperaturfaktor)
- NEC 690.8 — Stromkreis-Strom (1,25 × Isc, dann nochmals 1,25 für Dauerlast)
- NEC 690.9 — Überstromschutz
- NEC 690.12 — Schnellabschaltung
- NEC 690.13/690.15 — DC- und AC-Trennschalter
- NEC 690.31 — Verlegemethoden und Leitertrennung
- NEC 690.45-47 — Geräteerdung und Potentialausgleich
- NEC 705 — Kopplung mit dem Versorgungsnetz (120%-Regel an der Sammelschiene)
Leiterdimensionierung — DC-Seite
Die Strombelastbarkeit des PV-Quellstromkreisleiters muss 1,56 × Isc erreichen oder übersteigen:
| Modul-Isc | 1,56 × Isc | Mindest-Kupfer (75°C) | Üblicher Querschnitt |
|---|---|---|---|
| 9A | 14,0A | 14 AWG (20A) | 10 AWG |
| 11A | 17,2A | 14 AWG | 10 AWG |
| 13A | 20,3A | 12 AWG (25A) | 10 AWG |
| 15A | 23,4A | 10 AWG (35A) | 10 AWG |
Die meisten String-Installationen im Wohnbereich verwenden 10 AWG PV-Leiter/USE-2 für Quellstromkreise, weil er Dachtemperaturen standhält und einen komfortablen Spannungsabfall-Spielraum bietet.
Leiterdimensionierung — AC-Seite
Der AC-Ausgang des Wechselrichters ist eine Dauerlast. Dimensionierung auf 125% des Nennausgangs gemäß NEC 690.8(B):
| Wechselrichter-AC-Ausgang | × 1,25 | Kupfer THHN | Aluminium |
|---|---|---|---|
| 24A (~6 kW) | 30A | 10 AWG | 8 AWG |
| 32A (~7,7 kW) | 40A | 8 AWG | 6 AWG |
| 40A (~9,6 kW) | 50A | 8 AWG | 6 AWG |
| 48A (~11,5 kW) | 60A | 6 AWG | 4 AWG |
| 64A (~15 kW) | 80A | 4 AWG | 2 AWG |
Leerrohrdimensionierung
Typische DC-Hauptleitung mit 3 × 10 AWG PV-Leitern (PV+, PV-, EGC) in EMT oder PVC:
| Leerrohr | Leiter | Fläche | Füllung % |
|---|---|---|---|
| 1/2" EMT | 3 × 10 PV-Leiter (0,0260 in²) | 0,0780 in² | 39,6% (über 40%) |
| 3/4" EMT | 3 × 10 PV-Leiter | 0,0780 in² | 16,5% |
| 1/2" PVC Sch 40 | 3 × 10 | 0,0780 in² | 26,1% |
| 3/4" PVC Sch 40 | 3 × 10 | 0,0780 in² | 14,7% |
Obwohl drei 10 AWG knapp die 40% in 1/2" EMT erreichen, verwenden die meisten Installateure 3/4" EMT für Reservekapazität und leichteres Einziehen bei Dachbiegungen.
Für größere Wechselrichter mit 2 oder mehr Strings:
| Leiter | Erforderliches Leerrohr |
|---|---|
| 6 × 10 PV-Leiter + 1 × 10 EGC | 1" EMT (~33% Füllung) |
| 8 × 10 PV-Leiter + 1 × 10 EGC | 1-1/4" EMT |
AC-Seite: 3 × 8 AWG + 1 × 10 EGC für 40A-Wechselrichter — passt in 3/4" EMT bei ~28%.
Besondere Anforderungen
- Schnellabschaltung (NEC 690.12) — Modul- oder Stringebene-Schnellabschaltgeräte.
- DC-Trennschalter in Sichtweite des Wechselrichters.
- AC-Trennschalter typischerweise ein 60A-Trennschalter ohne Sicherung zwischen Wechselrichter und Hauptverteiler.
- 120%-Regel (NEC 705.12) — Wechselrichter-Automat + Haupt-Automat an einer Sammelschiene dürfen 120% der Schienenbelastbarkeit nicht überschreiten. Üblicher rückgespeister Automat am gegenüberliegenden Schienenende vom Haupt-Automaten.
- Geräteerdung — EGC dimensioniert nach NEC 250.122 basierend auf dem Überstromschutzgerät, nicht dem Leiter.
Berechnetes Beispiel — 8 kW PV-Anlage
System: 24 × 350W Module in 2 Strings à 12. Wechselrichter: 7,6 kW 240V einphasig, 32A AC-Dauerausgang. Modul-Isc = 11A.
- DC-Quellstromkreise: 4 Leiter (2 Strings × +/-) aus 10 AWG PV-Leiter + 10 AWG EGC, verlegt in 3/4" EMT vom Dachkombinierer hinab zum Wechselrichter. Füllung: 5 × 0,0260 = 0,130 in² in 3/4" EMT (0,213 in² 40%-Grenze) = 24,4%, bestanden.
- AC-Ausgang: 32A × 1,25 = 40A. 8 AWG Kupfer THHN verwenden. 3 × 8 AWG + 1 × 10 EGC in 3/4" EMT zum AC-Trennschalter, dann zu einem 40A-rückgespeisten Automaten.
- 120%-Prüfung: 200A-Hauptverteiler-Sammelschiene, 200A-Haupt-Automat + 40A-PV-Automat am gegenüberliegenden Ende = 240A. 200 × 1,2 = 240A. Bestanden (genau an der Grenze).
Den Leerrohr-Füllrechner zur Verifikation verwenden.
Schnellübersicht
| Komponente | Leiter | Leerrohr |
|---|---|---|
| DC-Hauptleitung (einzelner String, 10A-Module) | 10 AWG PV-Leiter × 3 | 3/4" EMT |
| DC-Hauptleitung (2 Strings) | 10 AWG PV-Leiter × 5 | 3/4-1" EMT |
| AC-Ausgang (7,6 kW Wechselrichter) | 8 AWG THHN × 3 | 3/4" EMT |
| AC-Ausgang (11,5 kW Wechselrichter) | 6 AWG THHN × 3 | 3/4-1" EMT |