Das Wichtigste in Kürze
Ein Solarkabel ist eine einadrige, flexible Leitung, die den Gleichstrom der Solarmodule zum Wechselrichter führt. Für die Gleichstromseite einer Solaranlage sind Leitungen nach der Norm DIN EN 50618 mit dem Kurzzeichen H1Z2Z2-K der Standard, auf Hausdächern meist mit 4 oder 6 mm² Querschnitt.
- Solarleitungen nach DIN EN 50618 sind für Gleichspannungen bis 1,5 Kilovolt und den dauerhaften Einsatz im Freien ausgelegt (DIN Media).
- Datenblätter nennen für diese Leitungen 90 Grad Leitertemperatur im Dauerbetrieb und 25 Jahre erwartete Gebrauchsdauer (Herstellerangabe mit Verweis auf die Norm).
- Bei 12 Ampere, 400 Volt und 1 Prozent Spannungsfall reichen 4 mm² für rund 37 Meter einfache Strecke, 6 mm² für 56 Meter (eigene Rechnung).
- Steckverbinder dürfen nur mit dem zugehörigen Gegenstück desselben Herstellers zusammengesteckt werden (Normauslegung der DKE).
- Das US-Forschungslabor NREL setzt für Leitungsverluste einer Solaranlage pauschal 2 Prozent an, für Steckverbindungen weitere 0,5 Prozent.
Was ist ein Solarkabel?
Ein Solarkabel ist eine Leitung, die eigens für die Gleichstromseite einer Solaranlage gebaut wird. Es verbindet die Solarmodule untereinander und führt ihren Strom zum Wechselrichter. Fachleute sprechen von Solarleitung oder PV-Leitung, im Alltag hat sich Solarkabel durchgesetzt.
Der Unterschied zu einem normalen Stromkabel liegt im Einsatzort. Ein Solarkabel liegt jahrzehntelang auf dem Dach, in Sonne, Regen, Hitze und Frost. Die Norm DIN EN 50618 beschreibt diese Leitungen deshalb als Leitungen für die dauerhafte Verwendung im Außenbereich über viele Jahre.
Dazu kommt die Stromart. Auf dem Dach fließt Gleichstrom mit hoher Spannung, weil viele Module hintereinander geschaltet sind. Die Leitung muss diese Spannung sicher isolieren, auch wenn der Mantel altert. Das Solarkabel ist damit ein kleines, aber sicherheitsrelevantes Bauteil jeder Photovoltaikanlage.
Wie ist ein Solarkabel aufgebaut?
Ein Solarkabel besteht aus drei Teilen: einem Leiter aus Kupfer, einer Isolierhülle und einem Mantel. Die Norm DIN EN 50618 beschreibt es als flexible, einadrige und halogenfreie Leitung mit vernetzter Isolierhülle und vernetztem Mantel.
Der Leiter besteht nicht aus einem dicken Draht, sondern aus vielen feinen Drähten. Das macht die Leitung biegsam, sodass sie sich hinter den Modulen gut führen lässt. Nach Herstellerangaben sind die Kupferdrähte verzinnt, was sie vor Korrosion schützt.
Isolierhülle und Mantel bilden zwei Schichten. Die innere hält die Spannung vom Rest der Anlage fern, die äußere schützt vor Sonne, Wetter und mechanischer Belastung. Vernetzt bedeutet, dass der Kunststoff chemisch so verändert wurde, dass er bei Hitze nicht weich wird und schmilzt.
Halogenfrei heißt, dass der Kunststoff kein Chlor und keine verwandten Stoffe enthält. Im Brandfall entstehen dadurch nach der Normbeschreibung weniger Rauch und weniger ätzende Gase. Das ist wichtig, weil die Leitungen oft durch das Haus bis in den Keller führen.
Was bedeutet H1Z2Z2-K?
H1Z2Z2-K ist das Kurzzeichen für Solarleitungen, die nach der europäischen Norm DIN EN 50618 gebaut sind. Die Bezeichnung steht auf dem Mantel der Leitung und im Datenblatt. Sie ist das wichtigste Merkmal, an dem Sie ein normgerechtes Solarkabel erkennen.
Das Kürzel folgt dem europäischen System für Leitungsbezeichnungen. Das H steht für eine harmonisierte, also europaweit einheitlich genormte Leitung. Die 1 bezeichnet die Spannungsklasse, die beiden Z2 das vernetzte, halogenfreie Material von Isolierhülle und Mantel. Das K am Ende kennzeichnet den feindrähtigen, flexiblen Leiter.
| Eigenschaft | Wert | Herkunft |
|---|---|---|
| Nennspannung Gleichstrom | bis 1,5 Kilovolt | Normbeschreibung, DIN Media |
| Bauart | einadrig, flexibel, halogenfrei, vernetzt | Normbeschreibung, DIN Media |
| Leitertemperatur im Dauerbetrieb | bis 90 Grad | Herstellerangabe nach Norm |
| Leitertemperatur zeitweise | 120 Grad für 20.000 Stunden | Herstellerangabe |
| Tiefste Umgebungstemperatur, fest verlegt | minus 40 Grad | Herstellerangabe |
| Tiefste Temperatur beim Verlegen | minus 25 Grad | Herstellerangabe |
| Kleinster Biegeradius | 4-facher Außendurchmesser | Herstellerangabe |
| Erwartete Gebrauchsdauer | 25 Jahre bei normalen Bedingungen | Herstellerangabe nach Norm |
Die Werte aus Datenblättern sind Angaben der Hersteller, die sich auf die Norm berufen. Sie können je nach Produkt leicht abweichen. Maßgeblich ist immer das Datenblatt der Leitung, die tatsächlich verbaut wird.
PV1-F ist eine ältere Bezeichnung für Solarleitungen aus der Zeit vor der europäischen Norm. Sie findet sich noch auf Leitungen in bestehenden Anlagen. Für neue Leitungen ist H1Z2Z2-K die Bezeichnung, auf die Sie achten sollten.
Welche Kabel braucht eine Solaranlage?
Eine Solaranlage braucht zwei Arten von Kabeln: Solarkabel für den Gleichstrom vom Dach zum Wechselrichter und gewöhnliche Installationsleitungen für den Wechselstrom danach. Der Wechselrichter ist die Grenze zwischen beiden Seiten.
Auf der Gleichstromseite werden die Module meist zu einem Strang verbunden, in der Reihenschaltung. Jedes Modul bringt dafür zwei kurze Anschlussleitungen mit Steckern mit. Vom ersten und letzten Modul eines Strangs führen zwei längere Solarkabel zum Wechselrichter, eines für den Pluspol und eines für den Minuspol.
Auf der Wechselstromseite gelten die Regeln der normalen Hausinstallation. Welche Leitung dort passt, legt die Elektrofachkraft fest. Ein Solarkabel wird hier nicht gebraucht.
| Merkmal | Gleichstromseite | Wechselstromseite |
|---|---|---|
| Strecke | Module bis Wechselrichter | Wechselrichter bis Zählerschrank |
| Leitung | Solarkabel nach DIN EN 50618 | Installationsleitung nach Auslegung der Fachkraft |
| Aufbau | einadrig, je eine Leitung für Plus und Minus | mehradrig |
| Verbindung | Steckverbinder für Solaranlagen | Klemmen |
| Besonderheit | steht bei Tageslicht immer unter Spannung | lässt sich abschalten |
Auch ein Balkonkraftwerk hat eine Gleichstromseite: Die Module werden mit ihren Anschlussleitungen an den kleinen Wechselrichter gesteckt. Reichen die Leitungen nicht, helfen fertig konfektionierte Verlängerungen aus Solarkabel. Das Kabel vom Wechselrichter zur Steckdose ist dagegen ein Wechselstromkabel. Mehr dazu im Beitrag Balkonkraftwerk kaufen.
Welchen Querschnitt sollte ein Solarkabel haben?
Für Hausdächer haben Solarkabel meist einen Querschnitt von 4 oder 6 mm². Welcher passt, hängt von zwei Dingen ab: wie viel Strom fließt und wie lang die Leitung ist. Je höher der Strom und je länger der Weg, desto dicker sollte der Leiter sein.
Der Grund ist der elektrische Widerstand. Ein dünner Leiter bremst den Strom stärker als ein dicker. Der gebremste Anteil wird zu Wärme und fehlt am Wechselrichter. Fachleute nennen das Spannungsfall. Das US-Forschungslabor NREL setzt in seinem Ertragsmodell für Leitungsverluste pauschal 2 Prozent an.
Was ist der Unterschied zwischen 4 mm² und 6 mm²?
Ein Solarkabel mit 6 mm² hat anderthalbmal so viel Kupfer wie eines mit 4 mm² und damit ein Drittel weniger Widerstand. Bei gleicher Strecke geht entsprechend weniger Strom verloren, oder die Leitung darf bei gleichem Verlust länger sein.
| Größe | 4 mm² | 6 mm² |
|---|---|---|
| Widerstand je Meter Leiter | 4,5 Milliohm | 3,0 Milliohm |
| Größte einfache Strecke bei 1 Prozent Spannungsfall | 37 m | 56 m |
| Spannungsfall bei 20 m einfacher Strecke | 2,1 Volt (0,54 Prozent) | 1,4 Volt (0,36 Prozent) |
| Verlust bei 20 m und vollem Strom | 26 Watt | 17 Watt |
Die Tabelle zeigt: Bei kurzen Wegen ist der Unterschied klein. Auf 20 Metern trennen die beiden Querschnitte bei vollem Strom rund 9 Watt. Je länger die Strecke wird, desto mehr spricht für 6 mm².
Der Spannungsfall ist nur eine von zwei Bedingungen. Die zweite ist die Strombelastbarkeit, also der Strom, den die Leitung dauerhaft tragen darf, ohne zu heiß zu werden. Die Norm DIN EN 50618 enthält dafür im Anhang eine Tabelle und Umrechnungsfaktoren für höhere Umgebungstemperaturen. Diese Prüfung gehört zur Planung durch die Elektrofachkraft.
Den Querschnitt für Ihre eigenen Werte berechnen Sie mit dem Kabelstärke-Rechner. Wie sich Leitungsverluste auf den Ertrag auswirken, erklärt der Beitrag zu den Kabelverlusten.
Wie lang darf ein Solarkabel sein?
Eine feste Höchstlänge für Solarkabel gibt es nicht. Wie lang die Leitung vom Solarmodul zum Wechselrichter sein darf, ergibt sich aus Querschnitt, Strom, Spannung und dem Verlust, den Sie hinnehmen wollen.
Ein Beispiel macht das greifbar. Ein Strang liefert 12 Ampere bei 400 Volt, zugelassen wird 1 Prozent Spannungsfall. Dann reicht ein Kabel mit 4 mm² für rund 37 Meter einfache Strecke, eines mit 6 mm² für 56 Meter (eigene Rechnung für Kupfer mit Leitfähigkeit 56). Einfache Strecke heißt: der Weg vom Dach zum Wechselrichter, Hin- und Rückleiter sind schon eingerechnet.
Die Werte verschieben sich schnell. Bei doppeltem Strom halbiert sich die Strecke. Bei niedriger Spannung, etwa im Wohnmobil oder Gartenhaus, schrumpft sie auf wenige Meter. Deshalb arbeiten Dachanlagen mit hoher Strangspannung.
In der Praxis hilft ein kurzer Weg mehr als ein dickes Kabel. Steht der Wechselrichter näher an den Modulen, etwa im Dachgeschoss statt im Keller, wird die Gleichstromleitung kürzer und der Verlust kleiner.
Wie verbindet man Solarkabel richtig?
Solarkabel werden mit speziellen Steckverbindern verbunden, die einrasten und sich nur mit einem Werkzeug wieder lösen lassen. Umgangssprachlich heißen sie MC4-Stecker. MC4 ist ursprünglich die Produktbezeichnung eines Herstellers und hat sich als Sammelbegriff für diese Bauform eingebürgert.
Die wichtigste Regel lautet: Stecker und Buchse müssen vom selben Hersteller stammen und zueinander gehören. Die Deutsche Kommission Elektrotechnik (DKE) hält in ihrer Auslegung der Norm DIN VDE 0100-712 fest, dass nur zugehörige Steckverbinder vom gleichen Hersteller zusammengesteckt werden dürfen.
Stecker verschiedener Marken sehen oft gleich aus und lassen sich zusammenstecken. Nach Angaben der DKE hat genau das bereits eine Vielzahl von Schäden und Bränden an Solaranlagen verursacht. Passen die Kontakte nicht exakt, steigt der Widerstand an der Verbindung, sie wird heiß.
Dieselbe Sorgfalt gilt für das Anbringen der Stecker an der Leitung. Der Kontakt wird mit einer Crimpzange auf den Leiter gepresst. Der Leitfaden von TÜV Rheinland und Fraunhofer ISE zum Brandrisiko weist darauf hin, dass die Hersteller dafür oft ihr eigenes Werkzeug vorschreiben. Verschmutzte oder nasse Stecker dürfen nach dem Leitfaden nicht verbunden werden.
Steckverbindungen dürfen außerdem nie unter Last getrennt werden. Die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) warnt, dass dabei ein Lichtbogen entstehen kann. Das ist ein Funke, der bei Gleichstrom nicht von selbst erlischt. Ein Strang darf erst geöffnet werden, wenn feststeht, dass kein Strom fließt.
Solarmodule stehen bei Tageslicht unter Spannung, auch wenn die Anlage vom Netz getrennt ist. Spannungsfrei werden sie nach Angaben der DGUV nur, wenn die Module lichtdicht abgedeckt sind. Elektrische Arbeiten an der Anlage dürfen deshalb nur Elektrofachkräfte ausführen oder Personen unter deren Leitung und Aufsicht.
Worauf kommt es beim Verlegen an?
Beim Verlegen kommt es darauf an, dass das Solarkabel geschützt, entlastet und ohne Knicke liegt. Fehler an dieser Stelle fallen oft erst nach Jahren auf. Im Leitfaden von TÜV Rheinland und Fraunhofer ISE ging grob geschätzt je ein Drittel der untersuchten Schadensfälle an Solaranlagen auf fehlerhafte Installation, mangelhafte Planung und Fehler an Bauteilen zurück.
Der Leitfaden nennt mehrere einfache Regeln. Kabel und Stecker sollen nicht dauerhaft im Wasser liegen und nicht ständig der direkten Sonne ausgesetzt sein. Anschlussdosen und Steckverbindungen dürfen nicht unter Zug stehen, und die Leitung darf nicht enger gebogen werden, als der Hersteller erlaubt.
- Die Leitungen hängen nicht lose durch, sondern sind am Montagesystem befestigt.
- Kein Kabel liegt auf der Dachhaut in einer Pfütze oder Wasserrinne.
- Kein Kabel scheuert an scharfen Blechkanten oder Dachziegeln.
- Stecker sind ganz eingerastet und hängen nicht unter Zug.
- Auf dem Mantel steht H1Z2Z2-K, im Angebot stehen Leitungstyp und Querschnitt.
- Die Stecker an den langen Leitungen passen laut Dokumentation zu denen der Module.
Normale Gummischlauchleitungen sind kein Ersatz. Der Leitfaden nennt als Beispiel den Typ H07RN-F, der im Außenbereich häufig verwendet wird: Er ist nicht UV-beständig und nur bis 60 Grad zugelassen. Altert die Isolierung, drohen Isolationsfehler und Lichtbögen.
Solarkabel halten bei guter Verlegung lange, eine regelmäßige Sichtkontrolle schadet trotzdem nicht. Verfärbte Stecker, spröde Mäntel oder Bissspuren von Tieren sind Warnzeichen. Was sonst zur Kontrolle gehört, steht im Beitrag zur Wartung der Solaranlage.
Woran erkennen Sie ein gutes Solarkabel?
Ein gutes Solarkabel erkennen Sie am Aufdruck auf dem Mantel: Dort stehen das Kurzzeichen H1Z2Z2-K, die Norm und der Querschnitt. Fehlt der Aufdruck oder nennt der Händler keine Norm, ist Vorsicht angebracht. Ein Prüfzeichen einer unabhängigen Prüfstelle ist ein zusätzliches Plus.
Die Farbe des Mantels sagt nichts über die Qualität. Hersteller bieten Solarkabel in Schwarz, Rot und Blau an. In der Praxis wird Rot gern für den Pluspol und Schwarz oder Blau für den Minuspol genommen, damit sich die Leitungen nicht verwechseln lassen. Wichtig ist, dass die Zuordnung in der ganzen Anlage einheitlich bleibt.
Der Preis hängt vor allem am Kupfer. Ein Kabel mit 6 mm² enthält anderthalbmal so viel davon wie eines mit 4 mm² und kostet entsprechend mehr. Gemessen an der gesamten Anlage ist das Kabel ein kleiner Posten. Am Kabel zu sparen lohnt sich deshalb selten, ein dickerer Querschnitt zahlt sich über geringere Verluste Jahr für Jahr aus.
Solarkabel gibt es als Meterware auf der Rolle und als fertige Verlängerung mit angebrachten Steckern. Fertige Leitungen sparen das Crimpen. Achten Sie dann darauf, dass die Stecker vom selben Hersteller stammen wie die Stecker, an die sie angeschlossen werden.
Häufige Fragen zum Solarkabel
Welchen Querschnitt sollte ein Solarkabel haben?
Für Hausdächer sind 4 oder 6 mm² üblich. Maßgeblich sind der Strom des Strangs und die Länge der Leitung: Je höher der Strom und je länger der Weg, desto dicker sollte der Leiter sein. Bei 12 Ampere, 400 Volt und 1 Prozent Spannungsfall reichen 4 mm² für rund 37 Meter einfache Strecke, 6 mm² für 56 Meter (eigene Rechnung).
Was ist der Unterschied zwischen 4 mm² und 6 mm² Solarkabel?
Ein Solarkabel mit 6 mm² enthält anderthalbmal so viel Kupfer wie eines mit 4 mm² und hat ein Drittel weniger Widerstand. Auf 20 Metern einfacher Strecke gehen bei 12 Ampere mit 4 mm² rund 26 Watt verloren, mit 6 mm² rund 17 Watt (eigene Rechnung). Bei langen Wegen lohnt sich der größere Querschnitt.
Wie lang darf das Kabel vom Solarmodul zum Wechselrichter sein?
Eine feste Höchstlänge gibt es nicht. Die mögliche Länge ergibt sich aus Querschnitt, Strom, Spannung und dem zugelassenen Verlust. Bei 12 Ampere, 400 Volt und 1 Prozent Spannungsfall sind es mit 4 mm² rund 37 Meter einfache Strecke und mit 6 mm² 56 Meter (eigene Rechnung).
Wie verbinde ich Solarkabel richtig?
Solarkabel werden mit Steckverbindern für Solaranlagen verbunden, die einrasten. Stecker und Buchse müssen vom selben Hersteller stammen und zueinander gehören, so legt es die DKE zur Norm DIN VDE 0100-712 aus. Der Kontakt wird mit einer Crimpzange auf den Leiter gepresst. Elektrische Arbeiten an der Anlage gehören in die Hand einer Elektrofachkraft.
Was bedeutet H1Z2Z2-K bei Solarkabeln?
H1Z2Z2-K ist das Kurzzeichen für Solarleitungen nach der europäischen Norm DIN EN 50618. Die Norm beschreibt flexible, einadrige und halogenfreie Leitungen mit vernetzter Isolierhülle und vernetztem Mantel für Gleichspannungen bis 1,5 Kilovolt. Die Bezeichnung steht auf dem Mantel der Leitung.
Kann ich normale Kabel statt Solarkabel verwenden?
Für die Gleichstromseite nicht. Normale Leitungen sind nicht für jahrzehntelange Sonne, Hitze und Frost auf dem Dach gebaut. Der Leitfaden von TÜV Rheinland und Fraunhofer ISE nennt als Beispiel die Gummischlauchleitung H07RN-F: Sie ist nicht UV-beständig und nur bis 60 Grad zugelassen.
Darf man Stecker verschiedener Hersteller kombinieren?
Nein. Nach der Auslegung der DKE dürfen nur zugehörige Steckverbinder vom gleichen Hersteller zusammengesteckt werden. Das Mischen von Steckern verschiedener Hersteller hat nach Angaben der DKE bereits eine Vielzahl von Schäden und Bränden an Solaranlagen verursacht.
Wie lange halten Solarkabel?
Hersteller nennen für Solarleitungen nach DIN EN 50618 eine erwartete Gebrauchsdauer von 25 Jahren bei normalen Einsatzbedingungen. Voraussetzung ist, dass die Leitung fachgerecht verlegt ist: befestigt, ohne Zug an den Steckern und nicht dauerhaft im Wasser.
Welche Farbe hat welcher Pol beim Solarkabel?
Hersteller bieten Solarkabel in Schwarz, Rot und Blau an. In der Praxis wird Rot gern für den Pluspol und Schwarz oder Blau für den Minuspol verwendet. Eine Aussage über die Qualität ist die Farbe nicht. Wichtig ist, dass die Zuordnung in der ganzen Anlage einheitlich bleibt.
Wovon hängt der Preis eines Solarkabels ab?
Vor allem vom Kupfer. Der Preis steigt mit dem Querschnitt und der Länge und schwankt mit dem Kupferpreis. Ein Kabel mit 6 mm² enthält anderthalbmal so viel Kupfer wie eines mit 4 mm². Gemessen an der gesamten Solaranlage ist das Kabel ein kleiner Posten.
Fazit
Das Solarkabel ist ein unscheinbares Bauteil, an dem viel hängt. Mit einer Leitung H1Z2Z2-K nach DIN EN 50618, einem Querschnitt von 4 oder 6 mm² und Steckern, die zueinander gehören, sind die wichtigsten Punkte erfüllt.
Sparen Sie nicht an Kabel und Steckern, und lassen Sie die Gleichstromseite von einer Elektrofachkraft anschließen. Fragen Sie im Angebot nach Leitungstyp, Querschnitt und Steckerfabrikat. Eine erste Planung Ihrer Anlage liefert der Photovoltaik-Konfigurator.
Quellen und Methodik
Bauart und Einsatzbereich der Leitungen stammen aus der Beschreibung der Norm DIN EN 50618, die Regeln zu Steckverbindern aus einer Normauslegung der DKE, die Hinweise zu Verlegung und Sicherheit aus dem Leitfaden von TÜV Rheinland und Fraunhofer ISE sowie von der DGUV. Temperaturen, Biegeradius, Gebrauchsdauer und Mantelfarben sind Herstellerangaben aus dem Datenblatt einer Leitung H1Z2Z2-K und als solche gekennzeichnet. Alle Längen, Widerstände und Verluste sind eigene Rechnungen mit der Formel Spannungsfall = 2 × Länge × Strom ÷ (Leitfähigkeit × Querschnitt). Solar.red hat keine Leitungen gemessen.
- DIN Media: DIN EN 50618, Leitungen für Photovoltaik-Systeme - Bauart, Nennspannung und Einsatzbereich von Solarleitungen
- DKE: Kompatibilität von Steckverbindern für die Gleichspannungsseite - nur zugehörige Steckverbinder desselben Herstellers
- TÜV Rheinland und Fraunhofer ISE: Bewertung des Brandrisikos in Photovoltaik-Anlagen - Schadensursachen, Verlegung, ungeeignete Leitungen
- DGUV Information 203-080: Montage und Instandhaltung von Photovoltaik-Anlagen - Spannung bei Tageslicht, Trennen von Steckverbindungen, Elektrofachkraft
- NREL National Renewable Energy Laboratory: PVWatts Version 5 Manual - pauschale Verluste für Leitungen und Steckverbindungen
Hinweis: Dieser Beitrag dient der unabhängigen Information und ersetzt keine Elektroplanung. Auslegung, Verlegung und Anschluss der Gleichstromseite sind Aufgabe einer Elektrofachkraft, maßgeblich sind die Datenblätter der verbauten Leitungen und Steckverbinder. Solar.red steht in keiner Verbindung zu den genannten Einrichtungen. Über die Anzeigen auf dieser Seite werden Anfragen an Fachbetriebe vermittelt, dafür erhält Solar.red eine Vergütung.
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