Generatoranschlusskasten: Funktionsweise, Aufbau und Komponenten

• Der Generatoranschlusskasten (GAK) kann eingesetzt werden, um einzelne PV-Stränge zusammenzuführen und den erzeugten Solarstrom auf die verschiedenen Eingänge des PV-Wechselrichters zu verteilen.
• In der Regel wird im Anschlusskasten Schutztechnik für den DC-Stromkreis integriert, insbesondere der Überspannungsschutz sowie Trennschalter, um den Strom zu messen oder zu unterbrechen.
• Nach DIN VDE 0100-712 müssen Generatoranschlusskästen für PV-Anlagen der Normenreihe DIN EN 61439 (VDE 0660-600) oder der Norm DIN EN 60670-24 (VDE 0606-24) entsprechen und in Schutzklasse II (schutzisoliert) ausgeführt werden.

Der Generatoranschlusskasten (GAK) ist ein in der Praxis gerne genutztes Anlagen-Element, um einen oder mehrere PV-Strings zusammenzuführen und diese Strings spannungsfrei zu schalten oder gegen vornehmlich Überspannung abzusichern.

Er wird in der Nähe der Module installiert und sollte leicht zugänglich sein, um Messungen durchzuführen oder eben – im Falle des Falles – auch leichter eine Sicherung austauschen zu können. Zudem kann auch die Erdung über den Anschlusskasten geführt werden.

Für eine typische PV-Anlage auf einem Satteldach eines Einfamilienhauses mit einem String wird ein Generatoranschlusskasten nötig. Werden mehrere PV-Strings mit unterschiedlicher Dachausrichtung genutzt, so können auch für jeden String jeweils ein Generatoranschlusskasten verbaut werden.

Der Generatoranschlusskasten wird dann so nah wie möglich an den Solarmodulen installiert, z. B. im Spitzboden des Hauses. In der Regel wird dazu der Generatoranschlusskasten mit seinen Komponenten von der Fachfirma vorab zusammengebaut, um ihn auf der Baustelle einfacher installieren zu können.

Von "oben" werden die 4mm² bzw. 6mm² starken Solarleitungen von den Strings in den Anschlusskasten eingeführt. Die abgehenden Kabel zum Wechselrichter werden dann häufig auf der gleichen Seite wieder durch die entsprechenden Öffnungen herausgeführt.

Der Plus- und der Minuspol des von den Modulen eingehenden Strings werden dann jeweils auf die sogenannten 2-Leiter-Trennklemmen geführt. Diese Trennklemmen schaffen die Möglichkeit, eine Trennstelle herzustellen, um z. B. Messungen durchzuführen oder den String spannungsfrei zu schalten.

Davon abgehend werden der Plus- und der Minuspol jeweils auf einen Sicherungssockel mit Schmelzsicherung geführt. Vom Sicherungssockel gehen der Plus- und der Minuspol direkt zum Wechselrichter.

Gleichzeitig werden die beiden 2-Leiter-Trennklemmen des Plus- und des Minuspol zusätzlich mit einem DC-Überspannungsschutz verbunden. Bilden sich im Bereich der Module zu hohe Spannungen durch z. B. eine Gewitter (siehe auch: Blitzschutz), öffnet der Überspannungsschutz und leitet den Plus- und den Minuspol gegen Erde ab.

In diesem Fall muss der Spannungsschutz dann ausgetauscht werden. Auch aus diesem Grund sollte der Generatoranschlusskasten leicht erreichbar sein und modular aufgebaut sein.

Zur Ableitung der Erdung können – im Privatbereich und bei Verwendung eines Kunststoffkastens - UT-Klemmen auf einer PE-Sammelschiene gebrückt über die Kammschiene installiert werden. Das vom Überspannungsschutz kommende 16mm² Erdungskabel wird dann an eine UT-Klemme geführt.

An weitere Klemmen wird der Hauptpotenzialausgleich angeschlossen und ein weiteres Kabel zum Montagesystem der Module geführt. So ist dann auch der ganze Solargenerator geerdet.

Zudem kann in einen Generatoranschlusskasten auch ein Brandschutzschalter integriert werden. Der Brandschutzschalter misst in der PV-Anlage permanent das Hochfrequenzrauschen von Spannung und Strom in deren Intensität, Dauer und den dazwischen liegenden Lücken.

Weichen die Werte von den festgelegten Parametern ab, löst der Schalter einen akustischen Alarm aus. Sobald die Ursache für den Fehlerlichtbogen behoben ist, kann der Brandschutzschalter z. B. über einen schnell zugänglichen Notausschalter auf die Ausgangsposition gestellt werden.