MC4-Anschlüsse erklärt + Anleitungsvideo/bebilderte Anleitung

Solarsteckverbinder sind spezielle elektrische Steckverbinder, die dazu dienen, Solarmodule untereinander sowie mit anderen Solarkomponenten wie Ladereglern und Wechselrichter. 

Die Entwicklung dieser Steckverbinder geht auf die frühen Fortschritte in der Solartechnologie in den 1970er und 1980er Jahren zurück. Zu den verschiedenen Typen gehören MC4-Solarsteckverbinder. sind weithin anerkannt und werden branchenweit in Solarsystemen aller Größen verwendet.

Dieser Artikel richtet sich an Neulinge im Bereich MC4-Steckverbinder und behandelt die verschiedenen Teile, den Verriegelungsmechanismus und die gebotenen Vorteile. Wir stellen auch Bilder und ein Video zur Verfügung, um zu veranschaulichen, wie diese Steckverbinder mithilfe der entsprechenden Werkzeuge oder Kits verwendet werden.

Was sind MC4-Solarstecker?

Die Erfindung der MC4-Solarsteckverbinder stellt einen bemerkenswerten Meilenstein in der Entwicklung der Solartechnologie dar.

Hintergrund der Erfindung

Vor der Erfindung moderner Solarsteckverbinder war das Verbinden von Solarmodulen und anderen Komponenten ein manueller und arbeitsintensiverer Prozess, der durch Schrauben, Löten oder Spleißen erfolgte.

Nehmen wir beispielsweise das Spleißen: Dabei werden Drähte manuell miteinander verbunden, indem man sie miteinander verdrillt und sie dann mit Isolierband oder Schrumpfschlauch isoliert. 

In einigen Fällen wurden bei frühen Solarprojekten kundenspezifische Solaranschlüsse verwendet, die speziell für einzelne Installationen entwickelt wurden.

Zusätzlich zu den Modi Bei all diesen frühen Methoden war der Arbeitsaufwand zwar hoch, aber sie wiesen aufgrund schlechter Verbindungen ein höheres Risiko für elektrische Fehler auf, insbesondere unter Last. Die Verbindungen waren auch anfälliger für Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und Außenstrahlung.

Wann und wer hat erfunden

Der MC4-Solarstecker war ein ikonischer moderner Stecker, der zwischen den späten 1990er und frühen 2000er Jahren von der Schweizer Firma Multi-Contact entwickelt wurde, die heute Teil von Stäubli Electrical Connectors ist. Er wurde auf der Grundlage des Vorgängermodells, des MC3-Steckers, entwickelt und bietet viele verbesserte Funktionen zum Anschluss von Solarmodulen.

Die verschiedenen Teile von MC4-Steckern

Als Nachfolger der MC3-Stecker verwenden auch die MC4-Stecker eineStecker und Buchse' Design, das einen männlichen und einen weiblichen Körper enthält. Dieses Design ermöglicht eine einfache Montage und Installation vor Ort.

Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung der verschiedenen Teile von MC4-Anschlüssen. Sie können sich auch das Diagramm im folgenden Inhalt ansehen.

• Äußeres Gehäuse: Das Gehäuse des Steckers oder der Buchse besteht aus langlebigem, UV-beständigem und flammhemmendem Kunststoff (üblicherweise PPO or PA), das die internen Komponenten vor Umwelteinflüssen schützt.
• Metall Crimpkontakt: Der im Stecker verwendete männliche Kontakt hat die Form eines Stifts, während der weibliche Kontakt die Form einer Buchse hat. Die Kontakte sind normalerweise aus verzinntem Kupfer für hervorragende Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
• Siegelring: Der im Allgemeinen aus Gummi oder Silikon bestehende Ring wird um die Basis des Berührungsschutzes im Inneren des Steckergehäuses angebracht und soll Wasser- und Staubdichtigkeit gewährleisten.
• Kompressionshülse: Dieses Teil hilft, eine starke mechanische Verbindung zwischen dem Kabel und dem Gehäuse herzustellen. Es wird in Verbindung mit den folgenden Teilen verwendet, um das Kabel zu greifen.
• Belastungsentlastung: Die Entlastung dient dazu, die Hülse im Steckergehäuse an ihrem Platz zu halten und sicherzustellen, dass die Hülse rund um das Kabel komprimiert bleibt, um eine wasserdichte Verbindung aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die mechanische Belastung des Kabels zu bewältigen.
• Aufschraubbare Endkappe: Es handelt sich um eine Gewindekappe, die auf das Ende des Gehäuses geschraubt wird. Sie dient zur Sicherung des Kabels, indem sie die Zugentlastung und die Hülse darum zusammendrückt und gleichzeitig Kabelbewegungen verhindert, die mit der Zeit zu einer Lockerung der Verbindungen führen könnten. 

Der Verriegelungsmechanismus

Im Gegensatz zu herkömmlichen manuellen Verbindungsmethoden verfügen MC4-Anschlüsse über einen innovativen Verriegelungsmechanismus, der die beiden Kabel sicher verbindet.

Erstens ist das Gehäuse innen mit einem Rückschlagclip ausgestattet, der dazu dient, den gecrimpten Metallkontakt nach dem Einsetzen im Gehäuse zu fixieren. Dieses Design kann Vermeiden Sie ein versehentliches Entfernen des Kontakts und des Kabels vom Einzelgehäuse für dauerhaft stabile elektrische Leitfähigkeit.

Auf der anderen Seite sind Solar-MC4-Steckverbinder mit Verriegelungslaschen ausgestattet, die in das Gehäuse integriert sind. Der Stecker verfügt über eine hervorstehende Lasche, während das weibliche Gegenstück eine Aussparung hat, die zur Aufnahme der Lasche vorgesehen ist. Sobald die Lasche vollständig zusammengeschoben ist, rastet die Verriegelungslasche ein und erzeugt eine sichere Verbindung zwischen Stecker und Buchse und verhindern Sie eine versehentliche Trennung der beiden. 

Abschließend können die beiden Kabel fest miteinander verbunden werden.

MC4 vs. MC3 Solar-Steckverbinder

Obwohl ihre Vorgänger, die MC3-Steckverbinder, derzeit aus dem Verkehr gezogen werden, kann ein kurzer Vergleich zwischen den beiden Ihnen helfen, MC4-Steckverbinder besser zu verstehen.

Die meisten Teile beider Steckermodelle sind ähnlich, aber MC4-Stecker verfügen über mehrere verbesserte Designs, die ermöglichen ein zuverlässigerer Verriegelungsmechanismus.

Insbesondere MC3-Steckverbinder verwenden den herkömmlichen Schnapp- oder Drehverriegelungsmechanismus, der weniger sicher ist. Im Gegensatz dazu verwenden MC4-Steckverbinder einen fortschrittlichen Push-Pull-Verriegelungsmechanismus mit einem stabilen Selbstverriegelungssystem. Für mehr Stabilität und Sicherheit ist zum Trennen von MC4-Steckverbindern ein Spezialwerkzeug erforderlich.

MC3-Steckverbinder sind weniger witterungsbeständig und neigen im Laufe der Jahre stärker zur Korrosion. MC4-Steckverbinder hingegen sind aus hochwertigen Materialien und mit zusätzlichem Zubehör gefertigt und weisen eine hohe Widerstandsfähigkeit unter verschiedenen rauen Bedingungen auf. 

In Bezug auf die elektrischen Eigenschaften können MC4-Stecker mit einem Durchmesser von 3 mm für die Stifte im Gegensatz zu 3 mm für die MC4-Stifte höhere Strom- und Spannungsraten bewältigen Dadurch können sie ein breiteres Spektrum an Solarprojekten abdecken.

• MC3-Steckverbinder haben eine Stromkapazität von bis zu 30 A bei Verwendung mit 10 AWG-Kabeln, während MC4-Steckverbinder bis zu 95A mit Kabeln mit größerem Durchmesser.
• MC3-Produkte haben eine Nennspannung von 1,000 V (IEC) oder 600 V (UL), während neuere Versionen von MC4 bis zu 1,500V (IEC/UL), wodurch längere Serienfolgen möglich sind.

Auf einen Blick: Weitere Arten von Solar-Steckverbindern

Neben MC3- und MC4-Steckverbindern gibt es zahlreiche weitere Typen von Solarsteckverbindern, die in bestimmten Regionen oder Nischenanwendungen eingesetzt werden. 

Zu diesen Solarstecker-Alternativen gehören der Tyco SOLARLOK-Steckverbinder hergestellt von TE Connectivity, Amphenol-Steckverbinder von Amphenol Industrial Solar Technologies, Radox-Steckverbinder von HUBER+SUHNER, XT60-Steckverbinder von Amass usw. Sie bieten unterschiedliche Ebenen an Leistung, Haltbarkeit und Kompatibilität. 

Trotz der Verfügbarkeit dieser Alternativen dominieren MC4-Steckverbinder den Markt mit einem Anteil von über 50 % weltweit und wurden installiert in über 800 GW der Solarkapazität weltweit.

Welche Vorteile bieten MC4-Anschlüsse?

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass moderne MC4-Steckverbinder zahlreiche Vorteile in Bezug auf Zuverlässigkeit, Haltbarkeit, Sicherheit und Effizienz bieten, was zu ihrer weiten Verbreitung beiträgt.

• Stabilere und sicherere Verbindung: Der fortschrittliche Verriegelungsmechanismus zusammen mit Sicherheitsklammern minimiert das Risiko loser Verbindungen während des Systembetriebs, die zu Kurzschlüssen oder Energieverlusten führen können.
• Verbesserte Zuverlässigkeit und Haltbarkeit: Die Verwendung hochwertiger Materialien in Kombination mit komplexen Designs macht MC4-Steckverbinder wasserdichter (Schutzart IP67 oder IP68) und staubdichter und hält einem breiten Temperaturbereich stand. Diese Eigenschaften gewährleisten eine langfristige Leistung in rauen Außenumgebungen.
• Verbesserte Sicherheit und Langlebigkeit: Zusätzlich zu ihrem sicheren Verriegelungsmechanismus und ihrer hervorragenden Wetter- und Hitzebeständigkeit minimiert die Flammhemmung der Materialien das Brandrisiko in ungewöhnlichen Szenarien erheblich und gewährleistet so die Sicherheit von Geräten, Vermögenswerten und Benutzern. Gleichzeitig sorgt die verbesserte Sicherheit auch für eine längere Lebensdauer der Steckverbinder.
• Hohe elektrische Leistung: Dank der hochwertigen Materialien und Designs haben diese Steckverbinder einen geringen Kontaktwiderstand, was den Leistungsverlust verringert und die Effizienz der Energieübertragung maximiert. Aufgrund ihrer hohen Strom- und Spannungswerte sind sie mit einer Vielzahl von Solarstromkonfigurationen und -systemen kompatibel, darunter Anwendungen im privaten, gewerblichen und industriellen Bereich.
• Einfache Installation und Wartung: MC4-Anschlüsse sind für eine schnelle Montage mit minimalem Werkzeugbedarf ausgelegt. Viele Werkzeugsätze können den Installationsprozess erleichtern. Auch die Wartung ist unkompliziert, da beschädigte Teile leicht ausgetauscht werden können.
• Standardisierung und Kompatibilität: Alle oben genannten Vorteile endlich zur Standardisierung für die Industrie beitragen, was dazu beiträgt, Kosten zu senken, den Einsatz von Solarenergie zu beschleunigen und die Wartung von Projekten zu vereinfachen.

Wie montiert und installiert man einen MC4-Stecker?

Kommen wir nun zum praktischen Teil. Nachfolgend finden Sie eine umfassende Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Montage und Installation eines MC4-Solarsteckers.

Benötigte Werkzeuge und Materialien

• MC4-Anschlusskit
• Solarkabel (zB 10 AWG oder 4-6 mm²)
• Kabelschneider
• Abisolierzange
• MC4 Crimpzange
• MC4 Schraubenschlüssel

Erklärte Schritte

Schritt #1: Vorbereitung

Schneiden Sie in diesem Schritt zwei Solarkabel auf die gewünschte Länge und entfernen Sie mit einem Abisolierer etwa 10–15 mm (0.4–0.6 Zoll) der Isolierung vom Ende jedes Kabels. Achten Sie darauf, die Leiterstränge bei diesem Vorgang nicht zu beschädigen oder einzuschneiden.

Schritt 2: Crimpen der Metallkontakte

Schieben Sie das abisolierte Ende eines Kabels in den männlichen Metallstiftkontakt (oder Sie können zuerst den weiblichen Buchsenkontakt crimpen), bis es die Basis des Kontakts erreicht. Stellen Sie sicher, dass außerhalb des Kontakts kein freiliegender Leiter sichtbar ist.

Legen Sie dann den Steckerkontakt in ein MC4-Crimpwerkzeug passender Größe und drücken Sie das Crimpwerkzeug fest zusammen, um den Kontakt am Kabel zu befestigen. Es wird empfohlen, einen Zugtest durchzuführen, indem Sie leicht am Kabel ziehen, um sicherzustellen, dass es sicher befestigt ist.

Anschließend wird mit dem Crimpen des Buchsenteils fortgefahren. Wenn alles abgeschlossen ist, sind zwei Kabel mit gecrimpten Metallkontakten für die anschließende Montage bereit.

Schritt 3: Den Stecker zusammenbauen

Schieben Sie den gecrimpten Metallkontakt in das entsprechende Steckergehäuse: Stecken Sie den Stiftkontakt in das Steckergehäuse und den Buchsenkontakt in das Buchsengehäuse. Bitte drücken, bis Sie hören oder spüren ein deutliches sofort klicken, was darauf hinweist, dass der Verriegelungsmechanismus eingerastet ist.

Stellen Sie sicher, dass der eingesteckte Kontakt durch die Kompressionshülse und die Zugentlastung am Ende jedes Untersteckers geführt wurde. Diese dienen der Abdichtung und dem Management mechanischer Belastungen.

Zum Schluss schieben und schrauben Sie die Endkappe auf das Ende jedes Steckergehäuses. Verwenden Sie einen MC4-Schraubenschlüssel, um eine dichte Abdichtung zu gewährleisten.

Schritt 4: Verbindungen prüfen und testen

Überprüfen Sie, ob alle Teile richtig sitzen und ausgerichtet sind. Stellen Sie sicher, dass keine sichtbaren Lücken, losen Teile oder freiliegenden Kabel vorhanden sind.

Schritt Nr. 5: Konnektoren einbinden

Wenn sowohl der Stecker als auch die Buchse zusammengebaut sind, richten Sie sie richtig aus und drücken Sie sie dann zusammen, bis sie einrasten. Dadurch entsteht eine sichere MC4-Verbindung.

Schritt 6: Abschließendes Anziehen und Wartung

Verwenden Sie den MC4-Schlüssel, um die Steckverbinder bei Bedarf weiter festzuziehen. Bitte vermeiden Sie jedoch ein zu festes Anziehen der Endkappen, da dies Dichtungen oder Gehäuse beschädigen kann.

Denken Sie daran, alle Verbindungen regelmäßig auf Anzeichen von Verschleiß, Korrosion oder Beschädigung zu überprüfen. Es wird außerdem empfohlen, die Anschlüsse bei Bedarf mit einem trockenen Tuch zu reinigen, um Schmutz oder Ablagerungen zu entfernen.

Verwendung von MC4-Anschlüssen für zuverlässige Leistung

„Die einzige Möglichkeit, mit der nötigen Geschwindigkeit Innovationen hervorzubringen, war die Standardisierung.“ (Henry Ford) „Standardisierung steigert die Qualität, die Produktivität und, was noch überraschender ist, die Moral.“ (Listen Technologies)

Durch die Standardisierung von Solaranschlüssen ist eine schnellere Nutzung der Solarenergie auf der ganzen Welt möglich, wodurch die Solarenergie auch für weniger gebildete Benutzer deutlich zugänglicher wird.

Mit einer Reihe von Vorteilen steigern MC4-Steckverbinder die Attraktivität der Solartechnologie.