Solar · Windkraft · BESS · EV-Laden

Erneuerbare Energien

Kupfer–Aluminium-Übergänge für Solar-, Wind-, BESS- und EV-Ladesysteme — galvanokorrosionsfrei, dauerhaft 15+ Jahre.

Das Problem, das gelöst werden muss

In Erneuerbare-Energie-Systemen treffen Kupfer und Aluminium immer aufeinander — und genau dort beginnt der Fehler. An Solarmodulrahmen berührt der Al-Rahmen den Cu-Erdungsleiter und nach einigen Jahren baut sich eine Oxidschicht an der Verbindung auf. In DC-Combinerboxen verdoppelt sich der Übergangswiderstand zwischen Al-Sicherungsterminals und Cu-Schienen in 3–5 Jahren; der Steckverbinder erwärmt sich, die Garantie verfällt. In BESS-Schränken reißt die Schweißnaht zwischen Li-Ionen-Zellen-Al-Tabs und der Cu-Modulschiene unter Temperaturzyklen, der Innenwiderstand steigt nach 300 Zyklen um 40%. In Windturbinen-Gondeln und Turmerdungen kann der Al/Cu-Übergang bei Blitzentladungen abbrennen oder korrodieren. In DC-Schnellladern sprengt der Temperaturwechsel die Kupferoxidschicht, die Verbindung lockert sich.

Kurz gesagt

In Solar-, Wind-, BESS- und EV-Ladesystemen treffen überall Kupfer und Aluminium aufeinander; der CUPAL-Bimetallübergang löst diese Cu/Al-Verbindungen dauerhaft und ohne galvanische Korrosion — von der Schienenstromdichte nach IEC 61439 bis zum Blitzpegel IEC 61400-24 LPL I, wartungsfrei über 15+ Jahre.

<0,05mΩ
Übergangswiderstand pro Verbindung
15+Jahre
Wartungsfreie Lebensdauer
200kA
Blitz-Stoßstrom (IEC 61400-24 LPL I)
–40 / +85°C
Getesteter Temperaturzyklus

So löst CUPAL es

CUPAL ist ein diffusionsgeschweißtes Kupfer-Aluminium-Bimetall — keine Legierung, kein Verbindungselement, sondern ein einziger untrennbarer Grundwerkstoff. Jede Seite verbindet sich mit ihrem eigenen Metall: die Kupferseite mit dem Kupferleiter, die Aluminiumseite mit der Aluminiumschiene oder dem Rahmen. Die Quelle der galvanischen Korrosion — die elektrochemische Potentialdifferenz zwischen den beiden Metallen im offenen Kontakt — entfällt einfach. Die Verbindung besteht den in IEC 62305 Blitzschutzsystemen erforderlichen Stoßstrom, den IEC 61400-24 LPL I Blitzschutzpegel, die Schienenstromdichte nach IEC 61439 und den IEC 61215 PV-Modul –40 → +85 °C Temperaturzyklustest mit unverändertem Kontakt. Kein Fett, keine Federunterlegscheiben, kein jährliches Nachziehen — einmal installiert ist die Verbindung wartungsfrei für die gesamte geplante Lebensdauer des Systems.

Messbare Leistung

<0,05mΩ
Übergangswiderstand pro Verbindung
15+Jahre
Geplante Lebensdauer ohne Wartung
200kA
Blitz-Stoßstrom (IEC 61400-24 LPL I)
–40 / +85°C
Getesteter Temperaturzyklusbereich

Wo es eingesetzt wird

Sechs konkrete Anwendungen aus Solar-, Wind-, BESS- und EV-Lade-Sektoren.

01 / 06

Solarmodul-Rahmen zum Erdungsleiter

Das Problem, das gelöst werden muss. Der Aluminium-Modulrahmen berührt den Cu-Erdungsleiter (min. 6 mm² PE nach IEC 60364-7-712) direkt. In nassen, salzigen Küsteninstallationen oxidiert die galvanische Zelle die Verbindung über 10–15 Jahre — und nimmt dabei die Potentialausgleichserdung mit.

So löst CUPAL es. CUPAL-Unterlegscheibe in der Rahmen-Schuh-Schraubverbindung: Al-Seite zum Rahmen, Cu-Seite zum Erdungskabel. Die Schraubenspannung durchbricht das Al-Oxid, der Kontakt schließt sich über jedes Metall mit seiner eigenen Oberfläche, und die PE-Verbindung hält die Systemlebensdauer.

02 / 06

DC-Combinerbox und String-Wechselrichter DC-Eingang

Das Problem, das gelöst werden muss. 8–32 PV-Strings laufen über Al-Sicherungsterminals auf einer gemeinsamen Cu-DC-Schiene zusammen. Der PV-Tageszyklus (–10 → +70 °C) verursacht thermisches Gleiten zwischen den unterschiedlich ausdehnenden Metallen, Fretting-Korrosion beginnt, Übergangswiderstand steigt in 3–5 Jahren um 50%.

So löst CUPAL es. CUPAL-Übergangs-Shunt zwischen Terminal und Schiene. Ein Teil, M6/M8-Verschraubung, Kupferseite zur Cu-Schiene, Aluminiumseite zum Sicherungssitz. Nach IEC 61439 1,2 A/mm² Cu-Kapazität — keine Übergrößendimensionierung.

03 / 06

BESS-Zellenhalter und Modulschiene

Das Problem, das gelöst werden muss. Li-Ionen-Zellen-Al-positive und Cu-negative Tabs verbinden sich durch Ultraschall-/Laserschweißen mit der Cu-Modulschiene. Spröde CuAl₂-intermetallische Phase entsteht an der Cu-Al-Grenzfläche; Schweißzyklusrisse verursachen nach 300–500 Zyklen 40% Innenwiderstandserhöhung.

So löst CUPAL es. Vorverbundenes CUPAL-Shim (Al-Seite zum Zelltab, Cu-Seite zur Schiene) mit mechanischer Verbindung oder Niedrigtemperaturlöten. Die intermetallische Phase wird vermieden; die Diffusionsbindungsgrenzfläche hält stabil über 5000 Zyklen.

04 / 06

Windturbinen-Gondel und Turmerdung

Das Problem, das gelöst werden muss. Die Generator-Cu-Wicklung verbindet sich mit Al-Konverterschiene; die Pitch- und Yaw-Al-Systeme verbinden sich mit dem Cu-Erdungsnetz des Turms. Bei Blitzentladung (LPL I: ≥200 kA, 10/350 µs) entstehen an Al/Cu-Verbindungen Lichtbogen, Erwärmung und erosive Korrosion — offshore durch Salzgischt beschleunigt.

So löst CUPAL es. CUPAL-Verbindungsblech (6–8 mm) an den Übergangspunkten mit M8–M12 Schraubverbindung. Besteht den IEC 61400-24 Anhang E Stoßtest in umsetzbarer Geometrie; Cu-Seite kann an das Erdungsnetz gelötet werden, Al-Seite weiter mit Turmstrukturelementen verbunden werden.

05 / 06

PV-Park Sammelschienensystem

Das Problem, das gelöst werden muss. In mittelgroßen und großen PV-Parks treffen Al-Sammelschienen, die String-Wechselrichter verbinden, und zentrale Cu-Sammelpunkte in Außenschränken aufeinander. Nach IEC 61439 Schienensysteme darf der Übergangswiderstand in 10 Betriebsjahren nicht um mehr als 20% steigen.

So löst CUPAL es. Individuell zugeschnittene CUPAL-Schienenübergänge (aus Blech, 3–10 mm) verschraubt zwischen Cu-Schiene und Al-Schiene. Schienenquerschnitte unverändert, Cu 1,2 A/mm² Stromdichte haltbar — kein 33% größerer Al-Querschnitt erforderlich.

06 / 06

DC-Schnelllader und Netzanschluss

Das Problem, das gelöst werden muss. Im Inneren von 50–350 kW DC-Ladern erfordern Al-DC-Schalter, Schützengehäuse und Cu-Leistungsterminals zusätzliche Verbinder. Bei 500 A bedeuten 0,5 mΩ Übergangswiderstand 125 W Wärmeableistung pro Ladevorgang — Fretting lockert die Verbindung in 5 Jahren.

So löst CUPAL es. CUPAL-Shunt (50×30×5 mm, maßgeschneidert) bei 600 A Dauerstrom, 1200 A 10 s Stoßbelastung. Ein Teil, eine Schraubverbindung — ersetzt die alte mehrstufige Schuh-Kappe-Fett-Baugruppe.

Im Vergleich zu Alternativen

10-Jahres-Betriebskosten und Installationskomplexität von vier gängigen Cu/Al-Übergangslösungen.

LösungIsolierungsunterlegscheibe + Cu-Schuh + Paste
Anfänglicher Übergangswiderstand0,5–2 mΩ
WartungAlle 2 Jahre neue Paste
Lieferzeit1–2 Wochen
10-Jahres-TCO / Verbindung20–30 € (Arbeit)
LösungSpezieller Bimetallschuh (importiert)
Anfänglicher Übergangswiderstand<0,1 mΩ
WartungKeine
Lieferzeit6–12 Wochen
10-Jahres-TCO / Verbindung35–50 €
LösungReiner Kupfer-Übergang (übergroß)
Anfänglicher Übergangswiderstand<0,05 mΩ
WartungKeine
Lieferzeit4–6 Wochen
10-Jahres-TCO / Verbindung12–20 €
LösungCUPAL individuell zugeschnitten (EU)
Anfänglicher Übergangswiderstand<0,05 mΩ
WartungKeine
Lieferzeit2–4 Wochen
10-Jahres-TCO / Verbindung3–5 €

Häufige Fragen von Installateuren und Ingenieuren

CUPAL-Grundmaterial trägt die DIN 17007 und DIN 1787 Materialklassifizierung (Al-Seite: AL 99,5 / 3.0255, Cu-Seite: E1-Cu58 / 2.0065). Fertige Übergänge unterstützen IEC 61439 Schienensystem, IEC 62548 PV-Anlage, IEC 62305 Blitzschutz und IEC 61400-24 Windturbinen-Blitzschutzanforderungen.
Ja. Aus CUPAL-Blechen (0,5–2,0 mm Stärke, 500×2000 mm Standardtafel) schneiden wir jede Geometrie per CNC. Typische BESS-Übergänge in Mengen von 50–200 Stück in 2–4 Wochen, mit Materialnachweisen (EN 10204 3.1 auf Anfrage erhältlich).
Ja. Da Kupfer- und Aluminiumseiten durch Diffusionsschweißen verbunden sind, kann keine Feuchtigkeit das Verbindungsinnere erreichen und es gibt keine Elektrolytbrücke zwischen den beiden Metallen. Die Außenflächen verhalten sich wie ihr eigenes Metall — Kupferoxidpatina auf der Cu-Seite, Al₂O₃-Passivschicht auf der Al-Seite. DNV- und PV-RE-Branchenerfahrung zeigt 20+ Jahre störungsfreie Lebensdauer bei Offshore-Windparks und Küsten-PV-Anlagen.
IEC 61400-24 LPL I erfordert ≥200 kA, 10/350 µs Strom auf dem Erdungspfad. CUPAL-Verbindungsplatten (6–8 mm dick) in Schraubverbindungen tragen diesen Impuls bei erhaltener Kontaktintegrität. Die Diffusionsgrenzfläche — anders als eine mechanische Verbindung — schmilzt nicht, und die Verbindung lockert sich nach dem Stoß nicht.
Mindestens 1 Tafel (500 × 500 mm), 0,5–2,0 mm Stärke; Unterlegscheiben- und Streifenform ebenfalls aus Handelslager lieferbar. Sonderzuschnitt für größere Projekte verfügbar, 2–4 Wochen Lieferzeit.
Lagerware 2–10 Werktage ab Auftragsbestätigung, EU-weit. Sonderzuschnitt 2–4 Wochen ab Zeichnungsannahme. Eilprojekte nach gesonderter Absprache, unter Nutzung der Fertigungskapazität von HIDRA-MIX (Muttergesellschaft, Budapest).
Ja. EN 10204 2.2 Zeugnis mit jeder Lieferung; EN 10204 3.1 (Herstellerprüfzeugnis für spezifische Charge) auf Anfrage erhältlich. Der Hersteller (deutsche Technologie, seit 1991) arbeitet mit einem ISO 9001:2015 zertifizierten System.
Senden Sie die Anwendungsbeschreibung (PV, BESS, Wind, EV-Laden), Stückzahl, Stärke und Geometrie (Zeichnung oder Maße). Wir bestätigen innerhalb von 24 Stunden, finalisieren das Angebot typischerweise innerhalb von 3 Werktagen. Telefonberatung: +36 30 255 4310.

Einschlägige Normen des Anwendungsbereichs

IEC 62548-1:2023
IEC 61439
IEC 62305
IEC 61400-24:2019
EN 50539
VDE 0100-712
MSZ EN 61439-1

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