Unterschätzte Kleinteile

Fünf Jahre: In der Photovoltaik markiert diese Spanne beinahe eine ganze Generation. Als Phoenix Contact im Jahr 2009 den DC-Solarsteckverbinder Sunclix präsentierte, lief der Zubau in Deutschland und anderen europäischen Märkten auf Hochtouren. Mittlerweile hat sich das Geschäft mit der Photovoltaik deutlich abgekühlt, mancher Anbieter ist bereits wieder ausgestiegen.

Nicht Phoenix Contact aus Blomberg: „Die Nachfrage ist sehr gut“, bestätigt Rüdiger Meyer, der bei den Westfalen das Produktmanagement für DC-Verbindungstechnik in der Photovoltaik verantwortet. „2014 sind wir deutlich zweistellig gewachsen. 2015 werden wir weiter wachsen, aber nicht mehr so schnell.“ Im Geschäftsjahr 2014 hat Phoenix Contact über alle Sparten hinweg rund 1,77 Milliarden Euro umgesetzt. Hierzu hat das Solargeschäft nicht unerheblich beigetragen.

Gestartet war Phoenix Contact relativ spät. Im Jahr 2009 kam der Steckverbinder Sunclix auf den Markt. Der westfälische Spezialist für Verkabelungen jeglicher Art hatte gemeinsam mit dem Wechselrichterhersteller SMA nach einem neuen Standard für die DC-Stecker gesucht. „Damals ging es darum, ein möglichst durchgängiges DC-System für Solaranlagen zu entwickeln“, erläutert Meyer. „In einigen Ländern ist es heute nicht mehr gestattet, DC-Stecker verschiedener Anbieter zu kombinieren.“

In Frankreich, Australien oder Jordanien beispielsweise sind diese Kombinationen nicht erlaubt.

In Großbritannien, Japan oder Deutschland gibt es dazu noch keine verbindliche Vorschrift. In den USA wird derzeit – insbesondere an Geräten und Generatoranschlusskästen – noch viel manuell verdrahtet, dort wird nur selten gesteckt.

Durchgesetzt hat sich Sunclix wegen der hohen Qualität und der pfiffigen Montage der Stecker im Feld. Viele Installateure in Deutschland nutzen die Produkte von Phoenix Contact denn auch aus diesen zwei Gründen: Sie sind einfach zu montieren und dauerhaft zuverlässig. Sie halten, auch bei widriger Witterung, über viele Jahre.

Isolationsfehler und Brandherde

Häufige Schäden in Solarparks sind heute auf billige Plastikstecker aus Fernost zurückzuführen. Mit der Zeit drang Wasser ein, die Kabel verursachten Kurzschluss. Es gibt Anlagen, an denen bereits mehrere Zehntausend Stecker gewechselt wurden, nach nur fünf Jahren Betrieb. Nun rächt sich die Jagd nach dem möglichst billigen Modul, Wechselrichter oder Stecker.

Der DC-Stecker verbindet die Anschlüsse aus der Dose auf der Rückseite der Solarmodule mit der DC-Verkabelung, die zu den Anschlusskästen im Feld und zu den Wechselrichtern geführt wird. Wahrscheinlich sind die Stecker das kleinste und unscheinbarste Bauteil in der gesamten Solaranlage, egal ob sie sich auf dem Dach befindet oder auf Freiland.

Wer Solargeneratoren installiert, weiß, dass man die Qualität der DC-Verbindungstechnik nicht unterschätzen darf. Fällt nur ein einziger Stecker aus, ist das Modul lahmgelegt. Dann hinkt der ganze String. Durch Isolationsfehler entstehen Kriechströme, oder schlimmer: Brandherde.

Deshalb wird in der Fertigung jeder Schritt überwacht. „In die Produktion integrierte Prüfstationen und externe Tests an Stichproben erlauben es uns, die Qualität der Produkte jederzeit einzuschätzen“, erläutert Rüdiger Meyer. „Jede Charge lässt sich zurückverfolgen, auch einzelne defekte Komponenten. Bisher hatten wir noch keine Rückrufaktionen aus dem Feld.“

Phoenix Contact ist ein gestandenes Unternehmen, dessen Wurzeln bis weit vor den Krieg reichen. Die Firma fertigt alle Produkte selbst. „Wir erreichen eine sehr hohe Wertschöpfungstiefe“, erzählt Pressereferent Berni Lörwald beim Rundgang durch die Hallen. „Sogar den Spritzguss der Kunststoffteile machen wir selbst, ebenso die Schrauben. Als Outsourcing zum Trend wurde, haben wir alles im Haus behalten.“

Ein besonderes Material

Viel Zeit und Geld haben die Ingenieure investiert, um das passende Material für die Photovoltaik zu finden. Die Solarstecker werden aus speziellem PPE-Material gefertigt, einem besonderen Kunststoff: Polyphenylenether. Denn es darf keine Feuchtigkeit aufnehmen, auch nicht bei starken Niederschlägen oder dauerhaft hoher Luftfeuchte.

In der Kunststoffspritzerei stehen rund 120 Spritzgießmaschinen, die rund 250 Materialien verarbeiten können. Bis zu 70 Millionen Einzelteile sind möglich, sogar die Farben sind genau definiert und zugeordnet.

Was die Verbindungstechnik für den Solarmarkt betrifft, fertigt Phoenix Contact neben den Geräte- und Feldsteckern für Gleich- und Wechselstrom sowie einer umfangreichen Zubehörpalette für die Feldinstallation auch Klemmen und Stecker für die Platinen der Wechselrichter oder für die Hutschienen im Generatoranschlusskasten. Hier werden Leistungsklemmen eingesetzt, um die DC-Sammelleitung aufzuschalten.

Fertigung läuft in drei Schichten

Der geräteinterne Anschluss der DC-Leitungen erfolgt aufgrund der hohen Ströme und Querschnitte nicht über Stecker, sondern über Schraubklemmen. Sogar das Drehmoment der Schrauben ist genau vorgegeben, denn bei hoher Leistung treten starke mechanische Kräfte auf. Sie könnten den Anschluss lockern, mit verheerenden Folgen.

Neben den Werken in Blomberg und weiteren Standorten in Deutschland verfügt die Firma in Polen über eine Produktion unter anderem von Verbindungstechnik-Produkten. Dort werden zum Beispiel auch AC-Systeme für Modulwechselrichter gefertigt. Größere Werke mit eigenen Entwicklungsteams und Prüflaboren gibt es in Harrisburg in den USA und in Nanjing in China.

Trotz der schwierigen Marktlage in Europa läuft die Fertigung der Stecker und Kabel für die Photovoltaik zeitweise in drei Schichten. Jede Sunclix-Maschine spuckt pro Schicht maximal 5.000 Stecker aus, das macht rund 1,2 Millionen im Monat. Die Stecker werden ausschließlich per Auftrag gefertigt, es gibt keine nennenswerte Lagerhaltung. Werden die Stecker an Modulhersteller ausgeliefert, verfügen sie zukünftig über einen Crimp-Anschluss. Nach der Laminierung werden Anschlussdosen und Anschlüsse automatisiert und damit hochgradig reproduzierbar montiert, sodass das Crimpen kein Fertigungsrisiko darstellt.

Anders bei der manuellen Montage im Feld: Um den Einsatz von Spezialwerkzeugen zu vermeiden und auch weniger gut ausgebildeten Monteuren eine einfache und damit fehlerfreie Installation zu ermöglichen, setzt Phoenix Contact mit dem Sunclix-System hier auf den Federkraftanschluss. Gegenüber dem manuellen Crimpverfahren wird dadurch das Fehlerrisiko minimiert und eine hohe Zuverlässigkeit der Feldverdrahtung erreicht.

Eigene Maschinen entwickelt

Die Produktionsanlagen hat Phoenix Contact selbst entwickelt, aufgebaut und getestet. Insgesamt sind in Blomberg rund 4.500 Mitarbeiter tätig. Das gesamte Produktportfolio, welches weit über die Solaranwendungen hinausreicht, umfasst mehrere Zehntausend Artikel.

Neben der reinen Verbindungstechnik umfasst das sogenannte Lösungsgeschäft bei Phoenix Contact eine große Zahl weiterer Produkte. „Wir können einen Solarpark komplett ausstatten“, meint Rüdiger Meyer. „Natürlich ohne Solarmodule, Wechselrichter und Gestelle. Neben der DC-Verbindungstechnik liefern wir alle denkbaren Klemmen, Überspannungsschutzkomponenten, Steuerungen, Monitoring und die Software zur Überwachung und für das Parkmanagement.“

Das ist vielen Installateuren und Planern in der Photovoltaik bislang kaum bewusst: In den vergangenen sechs Jahren hat sich Phoenix Contact zum Systemanbieter in der Photovoltaik entwickelt. Bis hin zu komplexen Anwendungen im Monitoring und in der Anlagensteuerung kann das Unternehmen alles bieten. Auch die Module für die Kommunikation oder das Monitoring sind komplett und anschlussfertig.

Ein Testfeld für neue Produkte

Für Neuentwicklungen oder Langzeittests gibt es in Blomberg ein Testfeld für DC-Verbindungstechnik. Die zugehörige Photovoltaikanlage leistet neun Kilowatt. Auf dem Dach von Halle 34 wurden 70 Kilowatt Photovoltaik installiert. Ein weiteres Testfeld befindet sich in der Kalahari-Wüste in Botswana. „Dort ist es am Tag sehr heiß und nachts sehr kalt“, weiß Rüdiger Meyer. „Normalerweise ist es dort sehr trocken, aber am Morgen gibt es wegen der Nähe zu einem Flusslauf viel Tau. Das ist für unsere Produkte ein echter Härtetest.“

Vorserie für neue Modulumrichter

Auch in der AC-Technik ist Phoenix Contact aktiv, mit innovativen Neuheiten. Zurzeit läuft eine Vorserie für den neuen AC-Anschluss von Modulwechselrichtern. Sie wird gerade eingefahren.

Konkret geht es um die drei- oder fünfpolige Sammelleitung für die AC-Ströme aus den Wechselrichterzwergen. Die Kapazität der Fertigung wird sukzessive erweitert, die Auslieferung an erste Kunden hat bereits begonnen.

Schon seit einigen Jahren liefert Phoenix Contact ein ähnliches System an die Firma Enphase Energy, die mit ihren Modulwechselrichtern derzeit den Weltmarkt dominiert.

www.phoenixcontact.com