Anleitung zur Sicherung der Batterie für den Schaltkreisschutz

Eine Batteriesicherung mag ein kleines Bauteil sein, aber sie spielt eine entscheidende Rolle beim Schutz Ihres Solar-, Auto- oder Wohnmobil-Stromsystems vor Drahtschäden, Batterieversagen oder sogar Bränden.

In diesem Artikel werden wir erklären, was eine Batteriesicherung macht, wie man die richtige Größe basierend auf der Spannung, Last und dem Sicherungsort Ihres Systems auswählt und wie man sie sicher installiert. Egal, ob Sie eine Batteriebank in einem Solarsystem, einer Backup-Speicherung oder einem Auto schützen, das Verständnis der Funktionsweise von Batteriesicherungen ist für jedes Energiesystem unerlässlich.

Was macht eine Batteriesicherung

Eine Batteriesicherung ist ein entscheidendes Überstromschutzgerät, das den Stromfluss unterbricht, indem es schmilzt, wenn der Strom sichere Werte überschreitet. Diese Maßnahme schützt Ihr System vor Geräteschäden, geschmolzenen Drähten und potenziellen Brandgefahren.

Obwohl sowohl Sicherungen als auch Batterie-Leistungsschalter denselben Zweck erfüllen, reagiert eine Sicherung bei einem Kurzschluss oder einer Überlast schneller. Diese schnelle Reaktion macht Sicherungen besonders effektiv in Hochrisiko-Gleichstromsystemen, wie sie in Solaranlagen, Fahrzeugen oder Wohnmobilen verwendet werden, wo große Stromstöße gefährlich sein können.

Welche Sicherungsgröße für Batterie

Die Bestimmung der richtigen Batteriesicherung beginnt mit dem Verständnis, wie viel Strom Ihr System zieht. Daher variiert die Größe der Sicherung an verschiedenen Positionen im System.

Hinweis:
Das BMS schützt die Batterien, während Sicherungen hauptsächlich die Kabel schützen. Daher sollten die Sicherungswerte niedriger als die Nennströme der Batteriekabel sein.

Welche Sicherungsgröße zwischen Batterie und Wechselrichter - Teil 1

Die Sicherung zwischen Batterie und Wechselrichter ist normalerweise die größte in Ihrem Batteriesystem, da Wechselrichter besonders beim Start oder unter hoher Last sehr hohe Ströme ziehen können.

1️⃣ Wenn Batterien in Reihe geschaltet sind, bleibt der Strom gleich, daher benötigen Sie normalerweise eine einzelne Sicherung am Pluskabel zum Wechselrichter. Um die richtige Sicherungsgröße für in Reihe geschaltete Batterien zu berechnen, verwenden Sie die Formel:

Sicherung Nennstrom = Nennleistung des Wechselrichters ÷ Wirkungsgrad ÷ Batteriespannung × 1,25

2️⃣ Für Systeme mit parallelen oder Reihen-Parallelen Batteriebänken sollte jede Parallelschaltung einzeln abgesichert werden. Dies verhindert, dass eine fehlerhafte Schaltung Ungleichgewichte verursacht oder Rückspeisungen in andere Schaltungen entstehen. Da der Strom im System gleichmäßig auf die parallelen Batterien verteilt wird, müssen Sie die Wechselrichterleistung auf die Anzahl der Parallelschaltungen aufteilen. Die aktualisierte Formel lautet:

Sicherung Nennstrom = Nennleistung des Wechselrichters ÷ Anzahl der Parallelen ÷ Wirkungsgrad ÷ Batteriespannung × 1,25

Schließlich sollte nach dem Parallelschalten der Batterien eine einzelne Sicherung am Haupt-Pluskabel installiert werden, das den Batteriebank mit dem Wechselrichter verbindet. Diese Sicherung sollte basierend auf dem Gesamtstrombedarf des Wechselrichters dimensioniert werden, genau wie bei einer reinen Reihenschaltung.

Welche Sicherungsgröße zwischen Batterie und Laderegler - Teil 2

Die Dimensionierung der Sicherung zwischen der Batterie und dem Laderegler hängt vom maximalen Strom ab, den der Laderegler verarbeiten kann. Da der Solar-Laderegler den Ladestrom regelt, ist der Strom, der vom Regler zur Batterie fließt, relativ stabil.

Um die Sicherung zwischen dem Solar-Laderegler und dem Batteriebank zu dimensionieren, verwenden Sie diese Formel:

Sicherung Nennstrom = Nennstrom des Ladereglers × 1,25

Daher ist eine 100A Sicherung ausreichend, um den Stromkreis zwischen einem 80A Solar-Laderegler und dem Batteriebank zu schützen.

Was ist der Abschaltstrom einer Sicherung

Neben der Dimensionierung des Sicherungsstrombereichs ist auch der Sicherungs-ICC (Interrupting Capacity Current) ein entscheidender Faktor bei der Auswahl einer Batteriesicherung. Im Gegensatz zum Strombereich, der den Dauerstrom definiert, den eine Sicherung aushalten kann, bezieht sich der ICC auf den maximalen Fehlerstrom, den die Sicherung sicher unterbrechen kann, ohne zu explodieren oder Schäden am Stromkreis oder der Umgebung zu verursachen, bei oder unterhalb ihrer angegebenen Spannung. Zum Beispiel kann eine Sicherung, die für 6.000 Ampere bei 32 V DC ausgelegt ist, nicht als sicher bei 48 V angesehen werden.

Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Kurzschlussstrom der Batterie, oft das 10-fache ihrer Kapazität oder mehr, innerhalb der ICC-Bewertung der Sicherung liegt, um einen sicheren Schutz zu gewährleisten.

Verschiedene Sicherungstypen haben unterschiedliche ICC-Bewertungen, die wir später behandeln werden.

Wie man eine Sicherung an die Batterie anschließt

Theoretisch sollte eine Sicherung zwischen der Batterie und sowohl vorgelagerten als auch nachgelagerten Komponenten wie Wechselrichter, Laderegler oder DC-Sicherungskasten installiert werden.

📌 Zum Schutz der Verkabelung sollte die Sicherung immer am Pluskabel angeschlossen werden, das aus der Batterie kommt. Diese Platzierung ermöglicht es der Sicherung, die Stromversorgung sofort zu unterbrechen, wenn ein Fehler im angeschlossenen Stromkreis auftritt.

📌 Um die Länge des ungeschützten Kabels zu minimieren und das Brandrisiko bei einem Kurzschluss in der Nähe der Batterie zu verringern, sollte die Sicherung so nah wie möglich am Batterieklemmenanschluss installiert werden. Wird die Sicherung weiter entfernt platziert, bleibt ein Kabelabschnitt hohen Strömen ausgesetzt, bevor die Sicherung reagieren kann.

In der Praxis kann die genaue Position und Entfernung der Sicherung jedoch je nach praktischen Gegebenheiten variieren. Zum Beispiel kann die Sicherung in engen Batteriefächern etwas weiter entfernt positioniert werden, um einen sicheren und einfachen Zugang für Inspektion oder Austausch zu gewährleisten.

Außerdem kann die Art der verwendeten Batteriesicherung den Installationsort beeinflussen. Werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Arten von Batteriesicherungen.

Arten von Batteriesicherungen

DC-Sicherungen werden verwendet, um das Batteriesystem vor Überstromfehlern zu schützen und so Kabelschäden, Geräteausfälle und potenzielle Brände zu verhindern. Die Wahl des richtigen Sicherungstyps hängt von der Spannung, dem Strom, der Umgebung und der Installationsmethode Ihres Systems ab.

Nachfolgend sind die am häufigsten verwendeten DC-Sicherungstypen in Solar-, Wohnmobil-, Marine- und Automobil-Batteriesystemen aufgeführt:

Was ist eine ANL-Sicherung

Eine ANL-Sicherung ist eine Hochstrom-Schraubsicherung, die häufig in Solar-, Wohnmobil- und Marinesystemen verwendet wird. Sie wird typischerweise in Reihe am Pluskabel zwischen der Batterie und wichtigen Komponenten wie Wechselrichtern oder Ladereglern installiert. Dank ihrer transparenten Abdeckungen oder offenen Halterungen ist sie auch leicht zu überprüfen.

ANL-Sicherungen sind im Allgemeinen für bis zu 6.000 Ampere Abschaltstrom bei 32V DC ausgelegt, daher können sie nur in 12V- oder 24V-Batteriesystemen verwendet werden.

Was ist eine MRBF-Sicherung

Die MRBF-Sicherung ist eine kompakte, schraubmontierte Sicherung, die direkt am Batterieklemmenanschluss installiert wird. Sie schraubt sich auf den positiven Batteriepol und fungiert sowohl als Sicherung als auch als Anschluss. Der Lastleiter wird dann oben an der Sicherung angeschlossen, was sie ideal für beengte Platzverhältnisse wie in Booten und Wohnmobilen macht.

Mit einem Abschaltwert von bis zu 10.000 Ampere und typischen Spannungswerten um 58V DC sind MRBF-Sicherungen eine solide Option für kompakte Batteriesysteme, die saubere und effiziente Verkabelung erfordern.

Was ist eine MEGA-Sicherung

MEGA-Sicherungen sind robuste, verschraubte Sicherungen, die für den Schutz bei mittleren bis hohen Strömen ausgelegt sind. Ähnlich wie ANL-Sicherungen bieten sie ein kompakteres Profil und oft eine bessere Lichtbogenunterdrückung, verfügen jedoch nicht über eine direkte Sichtprüffunktion.

Ihre Abschaltwerte liegen typischerweise zwischen 2.000 und 3.000 Ampere, mit Spannungswerten zwischen 32V und 58V DC, abhängig vom Modell.

Was ist eine MIDI-Sicherung

MIDI-Sicherung ist eine kleinere Version der MEGA-Sicherung, die mit Schrauben in einem speziellen Sicherungshalter montiert wird. MIDI-Sicherungen unterstützen typischerweise 30A bis 200A, mit Spannungswerten bis zu 58V DC und Abschaltkapazitäten von etwa 1.000 bis 2.000 Ampere. Ihre kompakte Größe und solide Leistung machen sie ideal für Mittelstromkreise, die keine hohen Abschaltwerte benötigen.

Was ist eine Klasse-T-Sicherung

Klasse-T-Sicherungen bieten extrem hohe Abschaltwerte von bis zu 200.000 Ampere, was sie ideal für große Wechselrichtersysteme, Batteriebänke sowie kommerzielle oder industrielle Energiespeicheranwendungen macht.

Diese Sicherungen sind schnellwirkend und werden nahe an der Batterie mit speziellen Haltern installiert. Ihr schneller Schutz und die robuste Lichtbogenunterdrückung machen sie zu einer der sichersten Optionen für Hochleistungs-Gleichstromsysteme, insbesondere bei höheren Spannungen und Fehlerstrompotenzialen.

Was ist eine Flachsicherung

Flachsicherungen sind kleine, steckbare Sicherungen, die häufig in Automobil- und Niederspannungs-Gleichstromkreisen verwendet werden. Sie sind nicht für Hochstromanwendungen ausgelegt, mit typischen Abschaltwerten unter 1.000 Ampere und niedrigen Spannungsgrenzen.

Obwohl sie für den Hauptschutz der Batterie ungeeignet sind, sind Flachsicherungen perfekt zum Schutz einzelner Komponenten wie Beleuchtung, Pumpen oder Zweigkreise innerhalb eines Solarsystems.

Häufig gestellte Fragen zur Batteriesicherung

Muss ich die Batterie trennen, um die Sicherung zu wechseln?

Ja, es wird empfohlen, die Batterie vor dem Wechseln der Sicherung zu trennen. Das Trennen der Batterie gewährleistet Ihre Sicherheit, indem es versehentliche Kurzschlüsse oder Stromschläge beim Umgang mit der Sicherung verhindert. Verwenden Sie stets geeignete Schutzausrüstung und befolgen Sie Sicherheitsvorschriften beim Arbeiten mit Batteriesystemen.

Wie überprüft man eine Batteriesicherung?

Um eine Batteriesicherung zu überprüfen, stellen Sie zunächst sicher, dass die Batterie aus Sicherheitsgründen getrennt ist. Inspizieren Sie dann die Sicherung visuell auf Anzeichen von Beschädigungen wie einen gebrochenen Draht, Verfärbungen oder Brandspuren.

Für einen genaueren Test verwenden Sie ein Multimeter, das auf Durchgangs- oder Widerstandsmodus eingestellt ist, um zu überprüfen, ob die Sicherung intakt ist. Eine durchgebrannte Sicherung zeigt keinen Durchgang oder unendlichen Widerstand an.