Verpolungssicherheit bei batteriebasierten Energiespeichersystemen
Bild 1. Optimierte Technik für den Einsatz an Hybridwechselrichtern: Die farbigen, mechanisch codierten Steckverbinder unterscheiden sich deutlich von gängigen PV-Steckverbindern. (Quelle: Phoenix Contact)
Bild 2. Der verpolungssichere Steckverbinder der Serie BPC eignet sich ideal für den Einsatz in Energiespeichern. (Quelle: Phoenix Contact)
Bild 3. Auch beim PRC unterstützt die mechanische Codierung die fehlerfreie Inbetriebnahme. Der PRC
20 trennt Varianten mit unterschiedlichen Polzahlen sowie die verschiedenen Varianten einer Polzahl
sicher voneinander. (Quelle: Phoenix Contact)
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 Photovoltaikanlagen, als auch im industriellen Bereich. Um kostenintensive Lastspitzen abzufangen, wird überschüssige Energie, zum Beispiel aus der Rekuperation von Anlagen, zwischengespeichert. Auch im kommerziellen Umfeld werden große Speicher zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität eingesetzt.
Unabhängig vom Einsatzbereich ist die Verpolungssicherheit von höchster Bedeutung. Im privaten Bereich werden in der Regel Speicher eines Herstellers verwendet. Erweiterungen der Anlage erfolgen mit Modulen desselben Herstellers. Dies sorgt für die Kompatibilität der Module untereinander. Die Verwendung desselben Steckverbindertyps ermöglicht eine problemlose Systemerweiterung.
Im industriellen oder kommerziellen Bereich können solche Systeme eine Systemspannung von bis zu 1500 V erreichen. Vor allem bei diesen hohen Spannungen ist ähnlich wie bei Photovoltaikanlagen entscheidend, dass keine Verpolung der Steckverbindungen erfolgt. Dies ist von großer Bedeutung, sowohl während des Aufbaus und der Montage einer solchen Energieanlage als auch im Fall eines Defekts, wenn ein Batteriemodul ausgetauscht werden muss. Um sicherzustellen, dass Fachkräfte keine Fehler machen, ist es sinnvoll, die Systeme so zu codieren, dass Plus und Minus nicht vertauscht werden können.
In der Praxis hat sich zudem die Verwendung von mindestens zwei Farben zur visuellen Unterscheidung der Steckverbinder bewährt (Bild 2). Meist werden Farben wie Schwarz für Minus und Orange oder Rot für Plus verwendet. Mechanische Eigenschaften wie die Größe der Steckgesichter oder gezielt eingesetzte Codierelemente stellen sicher, dass die Steckverbinder nicht vertauscht gesteckt werden können. Somit gibt es eine visuelle und eine mechanische Codierung, die verhindert, dass Systeme unbeabsichtigt falsch gesteckt werden. Dies schützt den Anwender vor elektrischen Stromschlägen und die Anlage vor kostspieligen Beschädigungen.
Darüber hinaus können solche Systeme auch mit einer Verriegelung versehen werden. Um ein unbeabsichtigtes Lösen auszuschließen, werden die Steckverbinder nach erfolgreicher elektrischer Inbetriebnahmemessung „abgeschlossen“.
Steckgesichtscodierung bei industriellen Maschinen und Installationen
Die Steckgesichtscodierung bietet bei Steckverbindern für industrielle Maschinen oder Installationen in Gebäuden erhebliche Vorteile (Bild 3). Zum einen ermöglicht sie dem Hersteller der Anlage, verschiedene Signale klar voneinander zu trennen. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Installation modularer Anlagen. Der Monteur muss keine Elektrofachkraft mehr sein, um Anlagenteile elektrisch zu verbinden. Eine vorverkabelte und in den einzelnen Modulen der Anlage vormontierte Steckverbinderlösung erlaubt es, die Verbindungen auch als Laie fehlerfrei herzustellen.
Industrielle Anlagen verfügen oft über zwei Spannungsebenen: eine Wechsel- oder Drehstromebene und eine Gleichspannungsebene. Bestimmte Anlagenteile funktionieren auf AC, andere auf DC. Hier ist eine Codierung unerlässlich, um Lichtbögen zu vermeiden. Codierte Steckverbinder ermöglichen es, alle notwendigen Ebenen wie Leistung, Signal und Daten haptisch und visuell sicher voneinander zu trennen.
Zum anderen helfen farblich und mechanisch codierte Steckverbindungen, Fehler schneller zu finden oder Fehlerpfade besser nachzuvollziehen. Leitungsstränge werden in der Regel zusammengefasst verlegt. Stellt eine Anlagenüberwachung einen Fehler fest, muss dieser meist aufwendig herausgemessen werden. Durch klar markierte Leitungspfade, zum Beispiel durch eine farbliche Codierung je Strang, wird im Fehlerfall die Ursache effizienter und ressourcensparender ermittelt.
Ein weiterer Vorteil der Steckgesichtscodierung in solchen Anlagen ist der ästhetische Aspekt. Entsprechend konstruierte Steckverbindersysteme bieten ein einheitliches Erscheinungsbild, das für alle Signalarten der Anlage geeignet ist und ein strukturiertes und professionelles Bild des Gesamtsystems vermittelt.
Fazit
Die Codierung von Steckverbindersystemen bietet deutliche Mehrwerte für alle Ebenen der Wertschöpfung. Dies reicht von der Produktion der Geräte oder Anlagen über die Einbringung und Montage vor Ort bis hin zum Betrieb und zur Wartung. Trotz der Unterschiede zwischen den vorgestellten Systemen für Photovoltaik, Batteriespeicher oder den Anlagenbau ist die Codierung gleichermaßen wichtig. Das Ziel ist es, stets ein maximales Maß an Sicherheit für den Bediener zu bieten und die Anlage vor Schäden zu schützen.
Sicherheit und Zuverlässigkeit auch beim Trennen von Steckverbindungen
Codierte 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.
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