Riso Fehler
Fehler in DC Stringleitungen
Sehr geehrter Photovoltaik Anlagen Betreiber,
wir möchten Sie heute auf ein leider immer größer werdendes Problem aufmerksam machen. Die Isolationsfähigkeit von PV DC- Stringleitungen, verlegt im Erdreich (bei Solarparks zwischen den Modulreihen, bei kleineren Anlagen oft zwischen Haus und Garage).
Viele Hersteller haben Ihre DC Kabel (PV1-F) zwar als Erdverlegbar qualifiziert, dennoch gibt es bis heute keine Norm, welche die Wasserfestigkeit von PV Kabeln regelt.
Errichter von Solarparks standen bis 2015 vor dem Dilemma, dass es Aufgrund der rasanten Entwicklung im Photovoltaikbereich teilweise (hier geht es um die Verkabelung im Erdreich) keine geltende nationalen Normen gab. Die Normierung hinkte der Entwicklung hinterher. Im Oktober 2011 trat die VDE Anwenderregel VDE-AR-E 2283-4 in Kraft, diese regelt die Anforderungen für Leitungen in PV Systemen.
Selbst im Jahrhundertsommer 2018 mit langen Trockenzeiten und teilweise extrem ausgetrockneten Böden, sind ausnahmslos alle PV Kabel, welche wir aus unterirdischen Schutzrohren ziehen mussten, komplett nass gewesen.
Es ist de facto nicht möglich, DC Stringleitungen oder etwaig andere Kabel in unterirdisch verlegten Schutzrohren, trocken zu halten.
Wir empfehlen deshalb, wenn die Kabel unterirdisch verlegt werden müssen, die Kabel im Sandbett zu verlegen, bei PV1-F Kabeln kann die Mindesttiefe hinsichtlich Frostschutz (60cm) nicht eingehalten werden. Diese Kabel sind qualifiziert bis -40°C, deshalb frostsicher.
Auf Privatgrund dürfen Sie diese Kabel direkt unter dem Rasen verlegen.
Diese Anwenderregel wurde dann 2015 durch die DIN EN 50618 ersetzt.
Bei den zugesicherten Eigenschaften einer Sache, konnten die Hersteller von Solarkabeln folgerichtig nicht auf die normgerechte Eigenschaft verweisen, sondern lediglich auf firmeninterne Spezifikationen. Exakt aus diesem Grund wurden auf Datenblättern diverser Solarkabelhersteller darauf hingewiesen, dass diese Kabel für die Erdverlegung ausschließlich nach interner Prüfung geeignet ist. Es konnte hier und auch bei anderen Anbietern nicht auf bestehende Normierung verwiesen werden. Status 2018 haben viele Hersteller die PV Kabel zwar als Erdverlegbar ausgewiesen, eine garantierte Wasserfestigkeit ist uns nur von einem Hersteller bekannt.
Andere, vorhandene Normen (z.B. VDE 0100-520 in der zu diesem Zeitpunkt geltenden Ausgabe) waren und sind nicht geeignet, Anforderungen an Solarparks sowie zu DC Stringkabeln zu definieren.
Ursächlich für die Beschädigungen der Kabel ist die Tatsache, dass verwendete Kabel nicht wasserfest sind. Durch die Verlegung in Erde kommen PV Kabel jedoch in Kontakt mit Wasser. Der Kabelmantel weicht auf, gast aus, wird porös und kann in der Folge den Isolationswiderstand nicht mehr aufweisen. Es werden Fehlermeldungen Riso Low (je nach Wechselrichter) ausgegeben. Während trockener Perioden kann der Solarpark oder auch die PV Anlage durchaus Leistung erzeugen. Rein Äußerlich ist an diesen PV Kabeln keine Beschädigung erkennbar.
Dennoch: Durch die eindringende Feuchtigkeit oxydiert die Kabellitze, was den Leitungswiderstand deutlich erhöht. Diese Stellen im Solarkabel wirken wie ein Verbraucher (Widerstand), es entsteht Hitze. Die Kombination aus niedrigem Isolationswiderstand, poröser Isolierung und Hitze wird dann an einem leistungsstarkem Tag dazu führen, dass ein Kurzschluss zwischen den Kabeln der Kabelbündel entsteht und damit zu einer Verschmelzung der Solarkabel untereinander. Diese Strings sind dann derart zerstört, dass ein weiterer Betrieb nicht möglich ist.
Bei kleineren Anlagen (Aufdachanlagen) wird der Wechselrichter die Fehlermeldung Riso ausgeben und nach Abtrocknung aller Wahrscheinlichkeit nach in in den Einspeisebetrieb gehen.
Dennoch, ein weiteres Problem besteht: Wechselrichter sind zumeist nicht in der Lage, Riso Messungen während des Betriebes durchzuführen. Tritt ergo der Riso während des Betriebes auf, ist fast immer ein Defekt des Wechselrichters die Folge.
Bei führenden Kabelherstellern wird bezugnehmend der Spezifikation der Kabel per dato auch auf die IEC 62930 oder auf die UL 4703 verwiesen. BEIDE Spezifikationen geben keine Hinweise auf Erdverlegbarkeit hinsichtlich der Wasserfestigkeit. Selbst bei der inzwischen geltenden Norm DIN EN 50618 (VDE 0283-618), welche die Anwendungsregel VDE-AR-E 2283-4 ersetzt, gibt es keine Hinweise auf Wasserfestigkeit. Bei all diesen Normen und Regeln wird kurzfristig die Verwendung des Kabels in Wasser hinsichtlich des Mindestwertes des Isolationswiderstandes geprüft. Bei der aktuellen, deutschen Norm DIN EN 50618 (VDE 0283-618) wird das Kabel (Test 1.4.1.1) für 2 Stunden in 20°C Wasser gelegt. Dies kann natürlich nicht für eine Wasserfestigkeit über die Lebensdauer eines Solarparks oder einer Aufdach PV Anlage heran gezogen werden.
In einigen Datenblättern wird auf die aktuelle (Januar 2018) geltende UL 44 5.4 „Long-term insulation resistance in water“ sowie auf die (Dezember 2015) geltende UL 2556 6.4 „insulation resistance“ verwiesen. Solartechnik Bayern weist darauf hin, dass diese Tests sich nicht speziell auf Solarkabel beziehen. Die UL 44 bezieht sich auf Duroplast isolierte Kabel, die UL 2556 auf normale Kabel. Solarkabel sind jedoch aufgrund der Temperaturspezifikation (Brandhemmer) sowie der Systemspannungen (bis zu 1.500VDC) als gesondert anzusehen und können demnach nicht diesen (US) Testvorgaben untergeordnet und dementsprechend spezifiziert werden. Sicherlich sind diese UL Testvorgaben eine Hilfe für die Hersteller, um eigene Produkte zu qualifizieren, jedoch ist der Prüfvorgang im jeweiligen Regelwerk auf die jeweiligen Kabel anzuwenden. Für Solarkabel gibt es per dato keine derart gelagerten Prüfvorgaben. Solartechnik Bayern wäre auch keine UL (USA) Prüfvorgabe für die Wasserfestigkeit von Solarkabeln bekannt.
Den Irrglauben, PV1-F Kabel in Leerverrohrung unterirdisch verlegen zu können, muss man hier ausräumen. Eine Verlegung der Solarkabel in Leerrohren bringt hier keine Besserung: Durch minimalste Beschädigungen im Leerrohr dringt Wasser in die Verrohrung, durch Kondensation steht das Wasser in den Rohren und kann nicht mehr abfließen. In der Folge liegen die Solarkabel dauerhaft im Wasser. Es ist nahezu unmöglich, Wasser aus unterirdisch verlegten Leerrohren heraus zu halten. Völlig zurecht gibt es hier keine allgemeingültigen Arbeitsanweisungen. Es hat sich mittlerweile (2018) heraus gestellt, dass Leerrohre das Problem Wasserfestigkeit sogar vergrößern, d.h. PV1-F Kabel sind idealerweise im Sandbett zu verlegen.
Anderweitige Kabel (NYY, NYM oder NAYY) sind untauglich, da ausschließlich für Wechselstromtechnik konzipiert. Auch sind diese Kabel nur für eine Leitungstemperatur von bis zu 70°C zugelassen. Solarkabel hingegen bis zu 120°C. Demnach können o.g. Kabel nicht als geeignet für Solarparks oder auch Aufdachanlagen angesehen werden.
Dennoch, es gibt Abhilfe:
Der Marktführer und deutsche Hersteller Lapp Kabel aus Stuttgart weist dem Produkt ÖLFLEX SOLAR XLWP die Eigenschaft Wasserfestigkeit zu. Wir werden in Kürze hier die Spezifikation zum Download zur Verfügung stellen.
Sofern Sie Hilfe benötigen, was die o.g. Problemetiken betrifft, sprechen Sie mit uns.
Ihr Team von Solartechnik Bayern
Anerkannter Sachverständiger