PV-kabel of accukabel over lange afstand: welke heeft minder verlies?

Bij off-grid opstellingen staan panelen zelden pal naast de accus. De keuze van de kabel die de afstand overbrugt maakt het verschil.

Kort antwoord: Staan de zonnepanelen meer dan een paar meter van de accubank, zet de MPPT-laadregelaar dan bij de accus en trek een PV-kabel met hoge stringspanning van de panelen naar de regelaar. Schakel de panelen in serie zodat de stringspanning zo hoog is als de regelaar toestaat. Dit gebruikt veel minder koper, geeft minder verlies en is goedkoper en makkelijker te installeren dan lange laagspannings-accukabels.

Kort overzicht

• Kabelverlies schaalt met het kwadraat van de stroom, niet met de spanning. Hogere spanning bij gelijk vermogen betekent fors minder verlies.
• Panelen in serie verhogen de stringspanning (typisch 60 tot 150 V bij gangbare MPPT-regelaars) en verlagen de stroom in dezelfde verhouding.
• De stringspanning verdubbelen verviervoudigt de besparing op verlies bij dezelfde kabeldoorsnede.
• Een array van 600 W over 30 m heen en terug vraagt circa 35 mm2 bij 12 V, maar slechts 4 mm2 bij 100 V stringspanning, voor dezelfde spanningsval van 3 procent.
• MPPT-regelaars zijn gebouwd om hoge DC-spanning efficient om te zetten naar accuspanning.
• De regelaar heeft een betrouwbare accuspanningsreferentie nodig, die aan het eind van een lange, belaste laagspanningskabel niet klopt.

De vuistregel

Staan de panelen niet in dezelfde ruimte als de accus, dan komt de laadregelaar bij de accus en de PV-kabel, niet de accukabel, over de lange afstand.

Deze regel geldt voor vrijwel elke off-grid, camper, boot, schuur of losstaande garage installatie onder enkele kilowatts. Uitzonderingen zijn zeer grote of zeer lange installaties waarbij een netgekoppelde string-omvormer of hoogspannings-DC-bus beter past.

Waarom hoogspannings-PV wint

De spanningsval in een DC-kabel volgt deze formule:

val (V) = 2 x lengte (m) x stroom (A) x soortelijke weerstand / doorsnede (mm2)

Twee gevolgen:

1. Stroom is bepalend. De spanningsval is evenredig met de stroom. Het vermogensverlies in de kabel is evenredig met het kwadraat van de stroom.
2. De bronspanning staat niet in de formule. Maar vermogen = spanning x stroom, dus bij gelijk vermogen geeft hogere bronspanning minder stroom en kwadratisch minder verlies.

Rekenvoorbeeld: 600 W, 15 m enkel

Opstelling	Bronspanning	Stroom	Kabel voor 3% val	Relatief koper
Regelaar bij panelen, accukabel naar bank	12 V	50 A	~35 mm2	1.0x
Regelaar bij panelen, accukabel naar bank	24 V	25 A	~16 mm2	0.46x
Regelaar bij panelen, accukabel naar bank	48 V	12.5 A	~6 mm2	0.17x
Regelaar bij accu, PV-kabel vanaf panelen	100 V string	6 A	~4 mm2	0.11x

De hoogspannings-PV-variant gebruikt minder dan een achtste van het koper van de 12 V variant, bij gelijk vermogen, gelijke afstand en gelijk verlies. Ook lichter, goedkoper en makkelijker door mantelbuis of sleuf te trekken.

Waarom de regelaar niet bij de panelen?

Regelaar buiten bij het array klinkt handig maar geeft drie problemen:

1. Accukabels dragen de slechtste stroom. Bij 12 V is 600 W al 50 A. Dik koper, grote zekeringen, kabelschoenen en scheiders aan beide kanten.
2. De spanningsreferentie klopt niet. Het MPPT-algoritme heeft een exacte accuspanning nodig voor bulk, absorptie en float. Een lange, belaste accukabel vertekent dit en leidt tot chronisch onder- of overladen.
3. Meet- en stuurdraden moeten de afstand toch overbruggen. Temperatuursensor, shunt en display hebben elk hun eigen lijn.

Wanneer de regel niet geldt

Kies alleen in deze gevallen voor accukabel over lange afstand:

• Afstand onder circa 2 m.
• Een enkel laagspanningspaneel met kleine PWM-regelaar.
• Netgekoppelde string-omvormer met 200 tot 600 V DC-ingang: dan is de PV-zijde sowieso al de lange afstand.
• Lokale norm verbiedt hoogspannings-DC op het geplande traject.

Veiligheid en normen

• Gebruik UV- en DC-bestendige zonnekabel, meestal H1Z2Z2-K in Europa.
• Installeer een DC-geschikte werkschakelaar en correct gedimensioneerde PV-zekeringen aan beide zijden.
• Controleer de maximale ingangsspanning van de MPPT bij de koudste verwachte temperatuur, niet bij 25 graden. Koude panelen leveren 15 tot 25 procent meer nullastspanning.
• In een sleuf alleen graafbestendige mantelbuis gebruiken, voorgeschreven diepte aanhouden, DC en AC gescheiden houden.
• Aardingspunt van de paneelframes verbinden met het centrale aardpunt.

Beslissen in vijf minuten

1. Meet de heen-en-terugafstand tussen beide mogelijke locaties.
2. Neem de maximale ingangsspanning van de MPPT bij koudste temperatuur als doelstringspanning.
3. Bereken stroom bij stringspanning: stroom = vermogen / stringspanning.
4. Bereken stroom bij accuspanning ter vergelijking.
5. Dimensioneer beide kabels op 3 procent spanningsval en vergelijk. De PV-variant wint bijna altijd duidelijk.

Veelgestelde vragen

Is PV-kabel of accukabel beter over lange afstand? PV-kabel. Regelaar bij de accus, hoogspannings-PV-kabel van panelen naar regelaar. Hogere spanning bij gelijk vermogen = minder stroom = kwadratisch minder verlies.

Verandert dit bij 24 V of 48 V? Het voordeel van PV-kabel neemt af maar blijft vanaf zon 10 m duidelijk aanwezig.

Welke doorsnede voor 8 tot 15 m PV-kabel? Voor 400 tot 800 W bij 80-150 V stringspanning volstaat 4 tot 6 mm2 meestal bij 3 procent val.

Kan ik de panelen op de losse garage en de accus in huis plaatsen? Ja, dit is het klassieke voorbeeld. Panelen in de zon, regelaar en accus bij de verbruikers, PV-kabel door mantelbuis in de sleuf ertussen.

Geldt dit ook voor micro-omvormers of netkoppeling? Die systemen voeren al hoogspannings-AC of DC over de afstand. Dit artikel gaat over DC-gekoppelde off-grid- en hybride-installaties.

Samenvatting

Voor elke off-grid of hybride installatie met afstand tussen array en accubank is de beste opstelling: panelen in serie, PV-kabel over de lange afstand, MPPT-regelaar bij de accus. Minder koper, minder verlies, nauwkeurig laadregime, goedkoper en simpeler.

Wie de rekenkunde wil overslaan, kan met de VoltPlan tools voor kabeldimensionering en spanningsval beide opstellingen direct vergelijken.