Aufbau, Funktionsweise und Einsatz von MC4-Solarsteckern für Photovoltaik-Anlagen

Sogenannte MC4-Stecker oder MC4-Solarstecker sind Stecker, die Solarkabel bei Photovoltaik-Anlagen (kurz: PV-Anlagen) verbinden. Die Komponenten des MC-Steckverbinder-Systems für die Photovoltaik dienen der seriellen und parallelen Verkabelung von PV-Modulen für gebäudeintegrierte und freistehende Solaranlagen.

Für den Einsatz in der Praxis stehen je nach vorhandenem Modul bzw. Wechselrichter die MC3 und die MC4 Stecker-Typen zur Auswahl. Da es sich beim Verbinden der Kabel technisch um ein Verkuppeln handelt, nennt man die MC4-Stecker auch MC4-Kupplungsstecker und MC4-Solar-Kupplungsstecker.

Das MC steht für "Multi Contact" und ist die Markenbezeichnung des gleichnamigen Herstellers aus den USA. Die Ziffer 4 in der Typ-Bezeichnung MC4 steht für den Querschnitt des Kontakts (auch Pin genannt): 4 mm². Anders nennt man MC4-Stecker auch MC4-Aufbaudosenstecker. Diese bilden die Schnittstelle zwischen einem Wechselrichter oder Verteilergehäuse und einem String.

Die Verbindung von Solarmodulenerfolgt mit sogenannten Solarkabeln. Diese wiederum verbindet man mit MC4-Steckern. Der Vorteil von MC4-Solarstecker-Verbindungen: Sie lassen sich ganz einfach per Hand zusammenstecken.

Einmal verbunden, kann man die Steckverbindung dann nur noch mit geeignetem Werkzeug wieder lösen. Das verhindert eine unerwünschte Trennung der MC4-Steckverbindung, z.B. durch Zug an einem Kabel. Seit dem Jahr 2011 etwa lassen sich nahezu alle gängigen Solarmodule mit MC4-Steckern verbinden.

Auf dem Markt ist eine ganze Reihe von Solarsteckern, darunter auch von anderen Herstellern. Diese werden entweder auch als MC4-Stecker angeboten oder als „MC kompatibel“ gehandelt. Der Hersteller Multi Contact (MC) weist darauf hin, dass solche alternativen Stecker-Verbindungen nicht den Anforderungen an einen sicheren elektrischen Anschluss mit Langzeitstabilität entsprechen würden. Sie sollten diese aus Sicherheitsgründen daher nicht verwenden. Hinter dem Hinweis steckt auch, dass MC im Schadensfall keine Haftung dafür übernimmt.

Ein MC4-Stecker ist designmäßig aufgebaut wie eine Steckdose. Er besteht also aus zwei Teilen, die im Handel dann mitunter auch unterschiedlich benannt werden:

• MC4-Stecker und MC4-Buchse (MC4-Dose)
• MC4-Kupplungsstecker und MC4-Kupplungsbuchse (MC4-Kupplungsdose).

Allerdings sind Stecker und Dose, die in Kunststoffschalen sitzen, elektrisch genau andersrum belegt, als es offensichtlich den Anschein hat:

• Der Stecker ist innerhalb einer zylindrischen Schale, die aussieht wie eine „weibliche Steckverbindung“ - und wird trotz dessen als “männlich“ bezeichnet.
• Die Steckdose ist innerhalb einer quadratischen Sonde, die eher „männlich“ aussieht, elektrisch aber weiblich ist. In der Regel ist die Polarität auf den MC4-Solarsteckern, männlich wie weiblich, Stecker wie Dose, abgebildet.

Die Buchse verfügt über zwei Kunststofffinger, die man leicht drücken muss, damit sie in die Löcher auf der Vorderseite des Steckers passen. Die Finger drücken dort beim Zusammenschieben von Stecker und Dose die Löcher hinab, bis sie eine Kerbe erreichen, mit der der männliche Stecker versehen wurde. Dort schlagen die beiden Finger dann nach außen und bilden somit eine feste Verbindung (Verriegelung).

Mit MC4-Steckern sollte man nur Solarkabel verbinden, die mit dem passenden Durchmesser daher kommen. Andernfalls wird die Verbindung nicht korrekt geschlossen. Passend sind normalerweise doppelt isolierte Kabel, also solche, die neben der herkömmlichen Isolation auch noch einen sogenannten schwarzen Mantel haben, der sie gegenüber UV-Licht schützt.

Solche Solarkabel sind demzufolge beständig gegenüber Sonnenlicht und Witterung, also sicher vor Hitze, Feuchtigkeit und Temperaturwechsel. Auch MC4-Stecker bringen diese Beständigkeit mit.

Das sogenannte Crimpen ist eine Art Fügeverfahren, bei dem zwei Komponenten, hier: zwei Solarkabel, mittels plastischer Verformung miteinander verbunden werden. Die plastische Verformung erfolgt zum Beispiel mittels Bördeln, Quetschen, Kräuseln oder Falten. Typisch für eine Crimpverbindung: Sie lässt sich nur unter Umständen und nur mit geeignetem Werkzeug lösen.

In der Elektrik schafft man mit Crimpen homogene, schwer lösbare Verbindungen zwischen einem Leiter und einem Verbindungselement (Stecker oder Buchse), die sowohl eine hohe elektrische als auch eine hohe mechanische Sicherheit gewährleisten. Crimpen ist somit eine technische Verbindungsalternative zu Löten und Schweißen.