Die richtige Wahl von Kabelquerschnitt und Sicherung ist die wichtigste Sicherheitsentscheidung in einer Inselanlage. Zu dünne Kabel überhitzen und verschwenden Strom, und eine fehlende oder zu große Sicherung kann aus einem Batteriekurzschluss einen Brand machen. Batteriebänke liefern im Fehlerfall tausende Ampere, deshalb braucht jeder Stromkreis ein Kabel, das zum Strom passt, und eine Sicherung, die dieses Kabel schützt.
Dieser Leitfaden zeigt Schritt für Schritt, wie Sie Kabelquerschnitt und Sicherung wählen. Sie erhalten eine Tabelle, die Formel für den Spannungsabfall, Sicherungsregeln und Rechenbeispiele für 12-V- und 48-V-Anlagen. Er dient der allgemeinen Information und ersetzt weder Normen noch eine Elektrofachkraft.
Kabelquerschnitt- und Sicherungsrechner
Planungswert für Kupferkabel. Die Strombelastbarkeit sind typische Werte für isolierte Kupferleitungen in freier Luft; prüfen Sie die Angaben des Kabelherstellers und die geltenden Normen (z. B. VDE) vor der Installation.
Die zwei Grundregeln für Kabelquerschnitt und Sicherung
- Das Kabel muss den maximalen Dauerstrom ohne Überhitzung tragen (Strombelastbarkeit).
- Die Sicherung muss kleiner sein als die Strombelastbarkeit des Kabels, aber größer als der normale Laststrom, damit sie vor einer Beschädigung des Kabels auslöst.
Eine dritte Regel gilt für lange Leitungen: Halten Sie den Spannungsabfall niedrig, meist unter 2 bis 3 Prozent bei Batterie- und Wechselrichterleitungen. Spannungsabfall verschwendet Energie und kann Wechselrichter wegen Unterspannung abschalten.
Schritt 1: Maximalen Strom bestimmen
Strom ist Leistung geteilt durch Spannung. Beim Wechselrichter nehmen Sie die maximale Dauerleistung geteilt durch die niedrigste Batteriespannung und den Wirkungsgrad.
- Wechselrichterstrom = Wechselrichterleistung / (Batteriespannung x 0,85).
- Solarstrom = Modulleistung / Batteriespannung (oder der Nennausgangsstrom des Ladereglers).
- Rechnen Sie mit 25 Prozent Sicherheitszuschlag für Dauerlasten.
Beispiel: Ein 2.000-W-Wechselrichter an 12 V zieht 2.000 / (12 x 0,85) = etwa 196 A. Mit 25 Prozent Zuschlag planen Sie rund 245 A. Deshalb laufen große Wechselrichter auf 24 oder 48 V: Bei 48 V fließt für dieselbe Leistung nur ein Viertel des Stroms. Wenn Sie die Größe noch bestimmen, nutzen Sie den Ratgeber Wechselrichter Größe berechnen.
Schritt 2: Kabelquerschnitt wählen
Die Tabelle zeigt ungefähre Strombelastbarkeiten von Kupferleitungen bei Verlegung im Rohr oder auf der Wand. Prüfen Sie immer die Herstellerangabe, die Verlegeart und die Umgebungstemperatur und rechnen Sie bei Bündelung oder Hitze einen Abschlag ein.
| Querschnitt (mm²) | Ca. Strombelastbarkeit (A) | Typische Sicherung (A) | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|
| 2,5 | 21 | 16 | Kleine Lasten, Beleuchtung |
| 4 | 28 | 25 | PV-Stränge, kleine DC-Lasten |
| 6 | 36 | 32 | Laderegler-Ausgang bis 30 A |
| 10 | 50 | 40 bis 50 | Laderegler 40 A, kleine Wechselrichter |
| 16 | 70 | 63 | 24-V-Wechselrichter bis 1.500 W |
| 25 | 95 | 80 bis 100 | 48-V-Wechselrichter bis 3.000 W |
| 35 | 120 | 100 bis 125 | 12-V-Wechselrichter bis 1.000 W |
| 50 | 150 | 125 bis 150 | Große 24- und 48-V-Wechselrichter |
Die Werte sind Richtwerte. Gelten bei Ihnen DIN VDE 0298 oder IEC 60364, nutzen Sie die dortigen Tabellen und den Datenblattwert des Kabels.
Schritt 3: Spannungsabfall prüfen
Der Spannungsabfall in Volt ist 2 x Länge x Strom geteilt durch (Leitfähigkeit x Querschnitt). Die Leitfähigkeit von Kupfer beträgt etwa 56 m/(Ohm x mm²). Die Länge ist die einfache Strecke, weil der Strom hin und zurück fließt.
| Querschnitt | Spannungsabfall bei 40 A über 3 m (12 V) | Anteil an 12 V |
|---|---|---|
| 6 mm² | 0,71 V | 5,9 % |
| 10 mm² | 0,43 V | 3,6 % |
| 16 mm² | 0,27 V | 2,2 % |
| 25 mm² | 0,17 V | 1,4 % |
Bei 12 V mit 40 A über 3 m ist 6 mm² also zu dünn. Niedrige Spannungen brauchen dicke Kabel und kurze Wege.
Schritt 4: Sicherung wählen
Setzen Sie die Sicherung so nah wie möglich an den Plusanschluss der Batterie, in jede Plusleitung, die die Batterie verlässt. Die Sicherung schützt das Kabel, nicht das Gerät.
- Batterie zum Wechselrichter: Sicherung der Klasse T oder NH-Sicherung für Gleichstrom mit passendem Schaltvermögen.
- Solarmodule: Nur DC-taugliche Sicherungen und Trenner verwenden, keine Standard-Wechselstromautomaten.
- Laderegler: Sicherung auf Batterie- und PV-Seite, ausgelegt auf 125 Prozent des Nennstroms.
- Setzen Sie einen DC-tauglichen Trennschalter in die Nähe der Batterie, damit Sie die Bank bei Wartung freischalten können.
Das Schaltvermögen der Sicherung muss höher sein als der mögliche Kurzschlussstrom der Batteriebank. Lithiumbatterien liefern sehr hohe Ströme. Prüfen Sie das Batteriedatenblatt und verwenden Sie zum Beispiel Class-T-Sicherungen mit 20.000 A Schaltvermögen.
Rechenbeispiel: 48 V und 3.000 W
- Wechselrichterstrom: 3.000 / (48 x 0,85) = etwa 74 A.
- Mit 25 Prozent Zuschlag: rund 92 A.
- Gewählter Querschnitt: 25 mm² mit etwa 95 A Belastbarkeit.
- Sicherung: 80 bis 100 A der Klasse T, unterhalb der Belastbarkeit des Kabels.
- Spannungsabfall bei 2,5 m: 2 x 2,5 x 92 / (56 x 25) = 0,33 V, das sind 0,7 Prozent von 48 V.
Dieselben 3.000 W an 12 V würden fast 300 A ziehen und sehr dicke Kabel erfordern. Die Systemspannung ist also entscheidend. Wie die Strangspannung die PV-Verkabelung beeinflusst, erklärt unser Ratgeber Solarmodule in Reihe oder parallel schalten.
Typische Fehler bei Kabelquerschnitt und Sicherung
- Wechselstromautomaten in Gleichstromkreisen. Sie können DC-Lichtbögen nicht sicher löschen.
- Sicherung ohne Abstand zur Strombelastbarkeit des Kabels.
- Keine Sicherung am Batterie-Plus.
- Feindrähtige Kabel mit kleinen Presskabelschuhen. Verwenden Sie verzinnte Kupferkabelschuhe und eine kräftige Crimpzange.
- Uneinheitliche Farben. Nutzen Sie durchgehend rot für Plus und schwarz für Minus.
- Lange dünne Leitungen zwischen Modulen und Laderegler bei niedriger Strangspannung.
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Häufig gestellte Fragen
Welchen Kabelquerschnitt brauche ich für 100 A bei 12 V?
Bei kurzen Strecken unter 3 m etwa 35 mm², mit einer Sicherung unterhalb der Kabelbelastbarkeit. Längere Strecken brauchen mehr Querschnitt, damit der Spannungsabfall niedrig bleibt.
Wo gehört die Hauptsicherung der Batterie hin?
So nah wie möglich am Plusanschluss der Batterie, am besten innerhalb von 20 cm, damit das gesamte Kabel geschützt ist.
Darf ich einen Haushalts-Leitungsschutzschalter für Solarmodule verwenden?
Nein. Verwenden Sie Schalter und Sicherungen, die für Gleichspannung und die Leerlaufspannung Ihres Generators zugelassen sind, denn Gleichstrom-Lichtbögen sind schwerer zu löschen.
Ist ein dickeres Kabel immer besser?
Ein dickeres Kabel senkt Spannungsabfall und Wärme, ist aber teurer und schwerer zu verarbeiten. Wählen Sie den Querschnitt, der Belastbarkeit und Spannungsabfall erfüllt, und sichern Sie ihn passend ab.
Quellen und weiterführende Informationen
- VDE: Normen und Elektrosicherheit
- Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS)
- Bundesverband Solarwirtschaft
Mit der richtigen Wahl von Kabelquerschnitt und Sicherung vermeiden Sie die häufigsten Brandursachen in Solaranlagen. Strom berechnen, Kabel mit genug Belastbarkeit wählen, Spannungsabfall prüfen, mit DC-tauglicher Sicherung nah an der Batterie schützen und die Planung von einer Elektrofachkraft prüfen lassen.