Sicherungsrechner Photovoltaik

Anwendung des Rechners

Wählen Sie zuerst den Schaltkreistyp — der Faktor hängt davon ab:

1. PV-Strang / Modul — Sicherung 1,56 × Isc (IEC 60364-7-712 / VDE 0100-712)
2. Batterie → Wechselrichter / Last — Sicherung 1,25 × Dauerstrom
3. Wechselrichter DC-Eingang — Sicherung 1,25 × maximaler Eingangsstrom
4. Laderegler-Ausgang — Sicherung 1,25 × Nenndauerausgangsstrom

Normgrößen nach IEC 60269 (deutscher Markt): 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250 A. Immer aufrunden.

Warum 1,56 × Isc — die Begründung der IEC-Norm

Der Faktor 156 % setzt sich aus zwei Sicherheitszuschlägen zusammen:

• 125 % für Dauerbetrieb. Ein PV-Generator liefert an einem sonnigen Tag stundenlang Vollstrom. IEC 60364-7-712 / DIN VDE 0100-712 verlangt — analog zum allgemeinen Abschnitt 433 — eine Überstromschutzeinrichtung von mindestens 1,25 × Betriebsstrom.
• 125 % für Bestrahlungs-Überhöhung. Wolkenkanten-Fokussierung und kalte Modultemperaturen heben die effektive Isc um bis zu 25 % über den STC-Nennwert. Der zweite Faktor 1,25 deckt diese Reserve ab.

Multipliziert: 1,25 × 1,25 = 1,5625. Ein Modul mit Isc = 10,5 A benötigt also 10,5 × 1,56 = 16,4 A → aufgerundet auf die nächste Normgröße 20 A gPV.

Wo welche Sicherung sitzt — typische deutsche Wohnhausanlage

Ein netzgekoppeltes PV-System mit Heimspeicher hat normalerweise vier abgesicherte Schaltkreise:

1. Strangsicherungen im Generatoranschlusskasten — eine gPV-Sicherung pro String, sobald drei oder mehr Stränge parallel geschaltet sind. Bei 1–2 Strängen je MPPT-Eingang nicht erforderlich.
2. DC-Trennschalter — zwischen Generator und Wechselrichter, integrierte Trennsicherungen je nach Wechselrichter-Hersteller.
3. Batteriesicherung — NH-gG-DC oder Class T an den Batteriepolen, dimensioniert auf 1,25 × maximaler DC-Eingangsstrom des Hybridwechselrichters.
4. AC-Seite — Leitungsschutzschalter im Zählerschrank, dimensioniert nach VDE 0100-410 und VDE-AR-N 4105.

Die DC-Spannungsbemessung jeder Sicherung muss der maximalen Voc bei -10 °C entsprechen — bei deutschen Wohnanlagen typischerweise 1000 V DC. Die Datenblätter der Hersteller (Mersen, ETI, Bussmann) listen geeignete Sicherungen explizit für 1000 V DC oder 1500 V DC auf.

Normgrößen — immer aufrunden

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500 A

Eine berechnete Mindestgröße von 16,8 A rundet auf 20 A. 138 A rundet auf 160 A. Niemals abrunden — eine zu kleine Sicherung würde bei voller Sonneneinstrahlung im Sommer auslösen.

gPV vs gG vs aR — Auswahl der Sicherungsklasse

Drei Sicherungsklassen dominieren die deutsche PV-Praxis:

• gPV (IEC 60269-6) — speziell für PV-Strings entwickelt. 1000/1500 V DC, niedrige Vorlichtbogen-Energie, schnelles Abschalten bei Fehlerstrom. Standard im Generatoranschlusskasten. Marken: Mersen Helio Protect, ETI, Bussmann PV.
• gG (IEC 60269-2) — allgemeine Anwendung, AC und DC bei niedriger Spannung. Geeignet auf der Batterie- und Lastseite mit ausreichendem Abschaltvermögen.
• aR (IEC 60269-4) — Halbleiterschutz, sehr schnell auslösend. Werkseitig in manchen Wechselrichter-DC-Eingängen verbaut; selten als wechselbarer Schutz im Feld.

Für die Batterie → Wechselrichter-Verbindung bei Lithium-Heimspeichern (BYD, Pylontech, sonnen, Senec) ist eine NH-gG-DC- oder Class-T-Sicherung mit 20 kA Abschaltvermögen Standard.

Berechnete Beispiele — deutsche Wohnhausanlage

Beispiel 1 — 10 kWp Anlage, 2 Strings à 12 Module. Modul-Isc = 11,4 A.

Strangsicherung ≥ 11,4 × 1,56 = 17,8 A → Normgröße 20 A gPV. Bei 2 Strings je MPPT-Eingang nicht zwingend erforderlich, aber gute Praxis.

Beispiel 2 — Sungrow SH5.0RT Hybrid, 9,6 kWh LFP-Speicher, 48 V.

Dauerstrom DC = 5000 / (48 × 0,95) = 110 A Sicherung ≥ 110 × 1,25 = 137 A → Normgröße 160 A NH-gG-DC am Batterieanschluss.

Beispiel 3 — Victron MPPT 100/50 Laderegler, 50 A Ausgang, 48 V LFP.

Sicherung ≥ 50 × 1,25 = 62,5 A → Normgröße 63 A Class T zwischen Laderegler und Batterie.

Leitungsquerschnitt muss mithalten

Eine Sicherung schützt die Leitung — aber nur, wenn die Leitung den Sicherungsnennstrom auch tatsächlich tragen kann. DIN VDE 0298-4 listet die Strombelastbarkeit jedes Querschnitts nach Verlegeart auf.

Für eine 20-A-PV-Strangsicherung reicht 4 mm² Solarkabel (H1Z2Z2-K) mit Einzelader-Verlegung in freier Luft — Belastbarkeit ca. 55 A. Für eine 160-A-Batteriesicherung brauchen Sie mindestens 35 mm² Kupferkabel auf kurzen Strecken, 50 mm² bei Längen über 1,5 m, um den Spannungsabfall unter 1,5 % zu halten.

Den vollständigen Vergleich von Strom-, Spannungs- und Längenanforderungen liefert der Leitungsquerschnitt-Rechner.

Anmeldung beim Netzbetreiber und Inbetriebnahme

VDE-AR-N 4105 und die zugehörige Niederspannungsanschlussverordnung verlangen, dass ein in das Installateurverzeichnis des Netzbetreibers eingetragener Elektrofachbetrieb die Anlage anschließt und das Inbetriebnahmeprotokoll bei der Netzgesellschaft (Netze BW, Stromnetz Berlin, Westnetz etc.) einreicht.

Geprüft werden unter anderem:

1. Strangsicherung ≥ 1,56 × Isc je String.
2. Sicherungsspannung ≥ maximale Voc bei -10 °C.
3. Abschaltvermögen ≥ prospektiver Kurzschlussstrom.
4. Maximale Rückwärtsstrombelastbarkeit des Moduls nicht überschritten.
5. Eintrag in das Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur.

Ohne korrekte Sicherungsauslegung verweigert der Netzbetreiber die Inbetriebsetzung — und ohne diese gibt es keine Einspeisevergütung.

Einschränkungen und Hinweis

Dieser Rechner setzt die Faktoren 1,56 × (PV-Seite) und 1,25 × (Batterie/Wechselrichter) nach IEC 60364-7-712 um und gibt die nächste IEC-Normgröße zurück. Prüfen Sie stets gegen die maximale Reihen-Sicherungsgröße im Modul-Datenblatt und die Vorgaben im Wechselrichter-Handbuch.

DC-seitiger Überstromschutz an netzgekoppelten PV-Anlagen darf in Deutschland ausschließlich von einem im Installateurverzeichnis des örtlichen Netzbetreibers eingetragenen Elektrofachbetrieb installiert werden. Eigenmontage ist bei Inselanlagen und Balkonkraftwerken bis 800 W zulässig, dort gelten jedoch die abweichenden Sicherheitsregeln aus DIN VDE V 0126-95.