Finden Sie jetzt Ihren Energie-Experten! 2919 registrierte Profis direkt erreichen und kostenlos vergleichen!
Jetzt lesen: So funktioniert energie-experten.org

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

Was ist ein MC4-Stecker? Gibt es unterschiedliche Ausführungen davon? Welche Aufgaben müssen Solarstecker erfüllen und wo kommen sie zum Einsatz? Was ist beim Arbeiten mit MC4-Steckern zu beachten? Mit welchen Kosten und Preisen ist zu rechnen?

Photovoltaikanlagen, also Solarstromanlagen, sind moderne und komplex aufgebaute technische Einheiten. Die Solarmodule werden dabei mit Solarkabeln verbunden, um den aus Sonnenergie erzeugten Solarstrom in den Solarstromkreis zu transportieren. Die Verbindung der Solarkabel erfolgt mit genormten Steckern, üblicherweise mit sogenannten MC4-Steckern. Wir erklären Ihnen in diesem Artikel den Aufbau und die Funktionsweise solcher Mc4-Stecker und was Sie bei deren Einsatz zu beachten haben.

Finden Sie Ihren Experten für Photovoltaikanlagen

Finden Sie jetzt Energie-Experten in Ihrer Nähe:
 

Erklärung der Steckertypen-Bezeichnung

Sogenannte MC4-Stecker beziehungsweise MC4-Solarstecker (auch MC4-Solar-Stecker geschrieben) sind Stecker, mit deren Hilfe man Solarkabel bei Solarstromanlagen (Photovoltaik-Anlagen, kurz: PV-Anlagen) verbindet. Die Komponenten des MC-Steckverbindersystems für die Photovoltaik dienen der zeitsparenden und sicheren seriellen und parallelen Verkabelung von PV-Modulen für gebäudeintegrierte und freistehende Solaranlagen.

Für den Einsatz in der Praxis stehen wahlweise je nach vorhandenem Modul bzw. Wechselrichter die MC3 und die MC4 Steckverbindersysteme 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 Typenbezeichnung MC4 steht für den Querschnitts des Kontakts (auch Pin genannt): 4 Quadratmillimeter. Mitunter nennt man MC4-Stecker auch MC4-Aufbaudosenstecker. Diese bilden die Schnittstelle zwischen einem Wechselrichter beziehungsweise Verteilergehäuse und einem String.

Der MC4-Evo2-Photovoltaik-Steckverbinder gehört zu der neuen Generation der MC4-PV-Stecker und kann Ströme von max. 45 A bei Kabelquerschnitt von 4 mm²/12 AWG, 53 A bei 6 mm²/10 AWG und 69 A bei 10 mm²/8 AWG übertragen. (Grafiken: MULTI-CONTACT AG)
Der MC4-Evo2-Photovoltaik-Steckverbinder gehört zu der neuen Generation der MC4-PV-Stecker und kann Ströme von max. 45 A bei Kabelquerschnitt von 4 mm²/12 AWG, 53 A bei 6 mm²/10 AWG und 69 A bei 10 mm²/8 AWG übertragen. (Grafiken: MULTI-CONTACT AG)
Tabelle 1: Vergleich der technischen Daten von MC3- und MC4-Steckerverbindern
MC3-Steckverbindersysteme MC4-Steckverbindersysteme
Durchmesser Ø 3 mm Durchmesser Ø 4 mm
Bemessungsstrom max. 30 A bei 6 mm2; max. 20 A bei < 4 mm2 Bemessungsstrom max. 30 A
Systemspannung max. 1000 V Systemspannung max. 1000 V
Schutzart gesteckt IP65 Schutzart gesteckt IP67
Schutzklasse II Schutzklasse II
Temperaturbereich -40°C bis +90°C Temperaturbereich -40°C bis +90°C

Aufgabe und Verbreitung von MC4-Steckern

Die Verbindung von Solarmodulen erfolgt mittels sogenannter Solarkabel. Die wiederum verbindet man mit Hilfe von MC4-Steckern. Der Vorteil von MC4-Solarsteck-Verbindungen, die seit etwa 2011 nahezu universell auf dem Markt sind, ist der: Sie lassen sich per Hand einfach zusammenstecken.

Einmal verbunden, kann man die Steckverbindung dann nur noch mit geeignetem Werkzeug wieder lösen. Das verhindert ein unerwünschtes Lösen der MC4-Steckverbindung, wenn man zum Beispiel an einem Kabel zieht. 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, die entweder auch als MC4-Stecker angeboten oder die als „MC kompatibel“ gehandelt werden. Der Hersteller Multi Contact (MC) weist darauf hin, dass dabei entstehende Steckverbindungen nicht den Anforderungen an einen sicheren elektrischen Anschluss mit Langzeitstabilität entsprechen würden – und man sie aus Sicherheitsgründen nicht verwenden sollte. Hinter dem Hinweise steckt, dass MC im Schadensfall keine Haftung dafür übernimmt.

Verbindung von Solarmodulen durch MC4-Stecker auf einem Flachdach. Die Kabel werden dabei einfach mit Kabelclips an den Stützen oder Modulrahmen (hier: IBC AeroFix) befestigt. (Foto: IBC SOLAR AG)
Verbindung von Solarmodulen durch MC4-Stecker auf einem Flachdach. Die Kabel werden dabei einfach mit Kabelclips an den Stützen oder Modulrahmen (hier: IBC AeroFix) befestigt. (Foto: IBC SOLAR AG)

Kostenlose Angebote für PV-Anlagen anfordern

Finden Sie jetzt Energie-Experten in Ihrer Nähe:
 

Aufbau und Funktionsweise von MC4-Steckern

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.

Überblick über MC4-Stecker, -Buchsen, -Kupplungen und Zubehör. (Foto: energie-experten.org)
Überblick über MC4-Stecker, -Buchsen, -Kupplungen und Zubehör. (Foto: energie-experten.org)

Verbinden von Solarkabeln

Die Solar-Kabel werden mit Hilfe zweierlei Verfahren verbunden:

  • Üblicherweise mit dem Verfahren Crimpen
  • und alterativ mit dem Verfahren Löten.

Crimpen von MC4-Steckverbindungen

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.

Mit MC4 Y-Verteilern lassen sich Strompfade in Photovoltaiksystemen effizient zusammenfassen und in Kombination mit String-Sicherungen oder -Dioden Eingänge von Generatoranschlusskästen (GAK) und Wechselrichtern doppelt belegen und so die Investitions- und Installationskosten reduzieren. (Foto: PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG)
Mit MC4 Y-Verteilern lassen sich Strompfade in Photovoltaiksystemen effizient zusammenfassen und in Kombination mit String-Sicherungen oder -Dioden Eingänge von Generatoranschlusskästen (GAK) und Wechselrichtern doppelt belegen und so die Investitions- und Installationskosten reduzieren. (Foto: PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG)

Crimpwerkzeug

Mit Hilfe einer speziellen Crimpzange verbindet man die Adern von Kabel und Stecker (alternativ: eine sogenannte Aderendhülse) formschlüssig. Beim Verpressen mit der Crimpzange wirkt die Kraft, mit der die elektrischen Leiter plastisch verformt werden, häufig über einen Kniehebel, da die manuelle Kraft zu schwach für eine dauerhafte Verformung ist.

Zu wenig Kraft oder auch ungeeignetes Crimpwerkzeug hätte zur Folge, dass damit verbundene Leitungen unzureichend oder fehlerhaft verpresst würden. Dadurch würde sich der Übergangswiderstand zwischen Leitung und Hülse erhöhen, weil die einzelnen Litzen korrodieren würden. Zudem könnte eine nicht ordnungsgemäße vercrimpte Verbindung sich lösen und aus den MC4-Steckern rutschen.

Expertentipp: Viele Hersteller respektive Anbieter von Solarsteckern liefern eine ausführliche Anweisung zum Crimpen inklusive Hinweisen zu den geeigneten Crimpwerkzeugen und deren Handhabung mit beziehungsweise bieten sie diese online.

Normen für Crimpen

Das Crimpen von Kabeln wird in den Normen DIN EN 60352-2:2006-11 „Lötfreie Verbindungen - Teil 2: Crimpverbindungen - Allgemeine Anforderungen, Prüfverfahren und Anwendungshinweise“ (IEC 60352-2:2006), Deutsche Fassung EN 60352-2:2006 und in Ergänzung: DIN EN 60352-2 „Berichtigung“ 1:2007-03 geregelt.

Ausstattung eines MC4-Steckers

Ein handelsüblicher MC4-Stecker hat entweder einen Crimpkontakt bereits integriert oder einen Stiftkontakt, je nach Ausführung für Solarkabel mit Querschnitten zwischen vier und sechs Quadratmillimetern oder zehn Quadratmillimetern mit Kabelaußendurchmessern

  • zwischen 3 und 6 Millimetern oder
  • zwischen 5,5 und 9 Millimetern.

Der Bemessungsstrom für einen solchen MC4-Stecker liegt in Deutschland bei 30 Ampere (A) beziehungswiese 43 Ampere, die maximale Systemspannung beträgt ein Kilovolt (kV). Die MC4-Stecker sind ausgelegt für den Einsatz im Temperaturbereich zwischen minus 40 und plus 90 Grad Celsius.

Preise von MC4-Steckern

Sie können MC4-Stecker im Handel sowohl einzeln als auch in größerer Stückzahl kaufen, entsprechend der Stückzahl verringert sich der Preis. Je nach Hersteller beziehungsweise Anbieter kostet ein einzelner MC4-Stecker etwas über einen Euro, zehn Stück gibt’s dann meist schon für weniger als einen Euro pro Stück. Für 100 MC4-Stecker zahlen Sie dann noch einmal weniger pro Stück.

Tabelle 2: Preise für MC4-Stecker und -verbindungen im Überblick
Produktbezeichnung Preise (brutto, UVP)
MC4 Stecker Paar - Buchse + Stecker 4-6mm2 Typ 4 PV-KBT4/6I 3,29 €
MC4 Solarstecker-Kupplung 2,5-6 mm2 wasserdicht 1,28 €
Solar MC4 Stecker und Buchse 2,5-4mm2 2,49 €
MC4 Stecker und Buchse, Multi Contact 3,99 €
MC4 Y- Stecker Solarstecker und Buchse 3,84 €

PV-Anbieter in Ihrer Nähe finden

Finden Sie jetzt Energie-Experten in Ihrer Nähe:
 

Weitere Informationen zur Montage einer Photovoltaik-Anlage

"Aufbau, Funktionsweise & Einsatz von MC4-Steckern" wurde am 25.04.2017 das letzte Mal aktualisiert.