Wie Kodierungen bei Steck­­verbindern die Sicherheit erhöhen

Mechanisch kodierte Steckverbinder verhindern ein Fehlstecken und damit Schäden am Gerät und Gefahren für den Anwender. Die unterschiedlichen Steckgesichter verhindern, dass Systeme miteinander verbunden werden, die nicht kompatibel sind.

Dies betrifft vor allem Leistung, Signale und Daten. Bei der Übertragung von Signalen und Daten funktionieren falsch angeschlossene Systeme einfach nicht. Gefährlich wird es jedoch, wenn Signale und Daten mit Leistung vertauscht werden. Dies kann ernsthafte Schäden an den Geräten verursachen und sogar eine Gefahr für Personen bedeuten.

Fehlstecken vermeiden bei Hybridwechselrichtern

Seit Jahren wird im Bereich der privaten Aufdachanlagen die Einbindung von Batteriespeichersystemen immer interessanter. ­Daher bieten viele PV-Wechselrichter mittlerweile die Möglichkeit, Batteriespeichersysteme einzubinden. Sogenannte Hybridwechselrichter wandeln den erzeugten DC-Strom der PV-Module in AC-Strom um
und ermöglichen gleichzeitig die Speicherung des überschüssigen Stroms in Batterien. Sie kombinieren die Funktionen eines klassischen Wechselrichters mit einem Energiemanagementsystem für das Batteriespeichersystem.

Bei kleineren Systemen bis ca. 40 A je Ein-bzw. Ausgang kommen Photovoltaik-DC-Steckverbinder in Betracht. Trotz räumlicher Trennung und eindeutiger Beschriftung am Anschluss-Panel besteht die Gefahr eines Fehlsteckens bei der Verwendung gleichartiger und »kompatibler« Steckverbinder. Vertauscht die Installationsfachkraft den Anschluss von PV-Modulen und der Batterie, kann dies zu Fehlfunktionen und Beschädigungen an den elektrischen Komponenten führen.

Eine noch größere Gefahr besteht bei der Anlieferung und Montage der Batterie­module. Sind diese mit Photovoltaik-Steckverbindern ausgestattet, kann aus Unachtsamkeit oder Unwissenheit der Plus- und der Minus-Eingang miteinander verbunden werden. Dies führt zu einem Kurzschluss der Batterie und kann einen Brand auslösen. Mechanisch und farblich kodierte Batteriesteckverbinder, die eine eindeutige Unterscheidung und Nicht-Kompatibilität zu Photovoltaik-Steckverbindern bieten, sind hier die Lösung für Gerätehersteller.

Hersteller von Photovoltaik- und Batteriesteckverbindern bieten entsprechende Lösungen an. Am Beispiel der Steckverbinder von Phoenix Contact erkennt man den Unterschied im Steckgesicht (siehe Bild 1). Im Vergleich zu den untereinander kompatiblen Photovoltaik-Steckverbindern der Serie »Sunclix« (rechts) gibt es auch die ESS-Steckverbinder in der gleichen Leistungsklasse mit kodiertem Steckgesicht (links). Deutlich sichtbar ist die Nut- und Federkontur der ESS-Steckverbinder, die auch farblich (blau / rot) abgesetzt sind.

Verpolungssicherheit bei batterie­basierten Energiespeichersystemen

Um überschüssige Energie zu speichern und bei Bedarf schnell abzurufen, bieten batteriebasierte elektrische Energiespeichersysteme (BESS) die beste Skalierbarkeit. Die Speicherung erfolgt sowohl im privaten Bereich, z. B. in Hausspeichern in Kombination mit PV-Anlagen, als auch im industriellen Bereich. Um kostenintensive Lastspitzen abzufangen, wird überschüssige Energie, z. B. aus der Rekuperation von Antrieben, zwischengespeichert. Auch im kommerziellen Umfeld werden große Speicher zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität eingesetzt.

Unabhängig vom Einsatzbereich ist die Verpolungssicherheit von hoher Bedeutung. Im privaten Bereich werden in der Regel Speicher eines Herstellers verwendet. Erweiterungen der Anlage erfolgen mit Modulen desselben Herstellers. Dies gewährleistet die Kompatibilität der Module untereinander. Die Verwendung desselben Steckverbindertyps ermöglicht eine problemlose System­erweiterung.

Steckgesichtskodierung bei industriellen Maschinen und Installationen

Sicherheit und Zuverlässigkeit auch beim Trennen von Steck­verbindungen

Kodierte Steckverbinder stellen sicher, dass nur passende Steckverbinder miteinander verbunden werden. Entsprechende Vorsichtsmaßnahmen gelten auch beim Trennen von Steckverbindungen. Während reine Signal- und Datenverbindungen gefahrlos im Betrieb gelöst werden können, sollten Leistungsanschlüsse immer stromlos getrennt werden.

Um ein unbeabsichtigtes Lösen zu verhindern, können Steckverbindungen oft nur mit einem Entriegelungswerkzeug getrennt werden. Die werkzeugbasierte Entriegelung minimiert das Risiko von elektrischen Schlägen und Kurzschlüssen, besonders in Gleichstromnetzen mit höheren Spannungen. Zudem ermöglichen Werkzeuge eine präzise Entriegelung, die Beschädigungen an der Steckverbindung verhindert und für ­eine langfristige Zuverlässigkeit sorgt.

Quelle: 

de – das elektrohandwerk

Autoren

• Tobias Schlüter, Product Manager Connectors for New Energies, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg
• Andreas Beck, Senior Specialist Product Management Connectors for New Energies; beide Business Area Device Connectors, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg