Inhalt
- Notstrom mit PV-Anlage – welche Möglichkeiten gibt es?
- Warum schaltet eine normale PV-Anlage bei Stromausfall ab?
- Notstrom, Ersatzstrom, USV und Inselbetrieb: Was ist der Unterschied?
- Wie funktioniert Notstrom mit einer PV-Anlage?
- Welche Möglichkeiten für PV-Notstrom gibt es?
- Ist ein Batteriespeicher für PV-Notstrom notwendig?
- Kann die PV-Anlage den Speicher während des Stromausfalls nachladen?
- Was bedeutet Schwarzstartfähigkeit?
- Welche Leistung muss eine Notstromanlage haben?
- Welche Geräte solltest du im Notstrombetrieb versorgen?
- Kann eine Wärmepumpe mit PV-Notstrom betrieben werden?
- Worauf musst du bei der Planung achten?
- Was kostet Notstrom mit einer PV-Anlage?
- Häufige Fehler bei der Auswahl einer PV-Notstromlösung
- Warum die Installation durch eine Elektrofachkraft erfolgen muss
- Welche Notstromlösung passt zu dir?
- FAQ: Häufig gestellte Fragen zu Notstrom mit PV-Anlage
- Fazit: Notstrom mit PV-Anlage muss als Gesamtsystem geplant werden
Notstrom mit PV-Anlage – welche Möglichkeiten gibt es?
Du hast eine Photovoltaikanlage auf dem Dach und gehst davon aus, dass sie dich auch bei einem Stromausfall weiter mit Energie versorgt? Das ist ein weitverbreiteter Irrtum. Eine gewöhnliche netzgekoppelte PV-Anlage schaltet sich bei einem Ausfall des öffentlichen Stromnetzes automatisch ab. Selbst dann, wenn gerade die Sonne scheint und deine Solarmodule ausreichend Strom erzeugen könnten.
Damit deine PV-Anlage bei einem Stromausfall weiterhin ausgewählte Geräte oder sogar größere Teile deines Hauses versorgen kann, brauchst du eine dafür ausgelegte Not- oder Ersatzstromlösung. Je nach gewünschtem Komfort reicht diese von einer einzelnen Notstromsteckdose bis zur automatischen, dreiphasigen Versorgung des gesamten Hauses.
Welche Lösung sinnvoll ist, hängt unter anderem von deinem Wechselrichter, einem eventuell vorhandenen Stromspeicher, der Hausinstallation und den Geräten ab, die im Notfall weiterlaufen sollen.
Das Wichtigste in Kürze
Eine normale, netzgekoppelte PV-Anlage liefert bei einem Stromausfall keinen Strom.
Für Notstrom benötigst du einen backupfähigen Wechselrichter und eine sichere Trennung vom öffentlichen Netz.
Die einfachste Lösung ist eine separate Notstromsteckdose für einzelne Verbraucher.
Mehr Komfort bietet ein eigener Ersatzstromkreis für Kühlschrank, Heizung, Licht und Internet.
Mit einem geeigneten System ist auch eine ein- oder dreiphasige Versorgung größerer Teile des Hauses möglich.
Ein Batteriespeicher verbessert die Versorgung deutlich, macht eine Anlage aber nicht automatisch notstromfähig.
Empfindliche Geräte können zusätzlich eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, kurz USV, benötigen.
Planung, Anschluss und Inbetriebnahme gehören in die Hände eines eingetragenen Elektroinstallationsunternehmens.
Warum schaltet eine normale PV-Anlage bei Stromausfall ab?
Ein herkömmlicher PV-Wechselrichter arbeitet im sogenannten Netzparallelbetrieb. Er orientiert sich dabei an Spannung und Frequenz des öffentlichen Stromnetzes und speist den erzeugten Solarstrom passend dazu in das Hausnetz ein.
Fällt das öffentliche Netz aus, muss die Anlage diesen Zustand erkennen und sich vom Netz trennen. Dadurch wird verhindert, dass Solarstrom unkontrolliert in eine vermeintlich spannungsfreie Netzleitung gelangt. Das schützt unter anderem Personen, die an der Störung oder am Netz arbeiten, und unterstützt einen kontrollierten Wiederaufbau der öffentlichen Stromversorgung. Für einen Weiterbetrieb muss ein geeignetes System das Haus sicher vom öffentlichen Netz trennen und anschließend ein eigenes, lokales Stromnetz bilden.
Die Solarmodule allein reichen dafür nicht aus. Benötigt werden passende Schalt-, Schutz- und Regelkomponenten. Dazu gehören je nach System:
ein Wechselrichter mit Not- oder Ersatzstromfunktion,
eine geeignete Umschalteinrichtung oder Backup-Box,
eine sichere Netztrennung,
gegebenenfalls ein Batteriespeicher,
passende Schutzorgane und eine fachgerecht ausgeführte Hausinstallation.
Auch ein bereits vorhandener Stromspeicher garantiert noch keinen Weiterbetrieb. Viele Speicher sind ausschließlich für die Erhöhung des Eigenverbrauchs vorgesehen. Bei einem Netzausfall schalten sich solche Systeme ebenfalls ab, wenn keine Ersatzstromfunktion integriert und installiert wurde.
Notstrom, Ersatzstrom, USV und Inselbetrieb: Was ist der Unterschied?
Die Begriffe werden im Handel und in Herstellerunterlagen nicht immer einheitlich verwendet. Deshalb solltest du dich nicht nur auf die Bezeichnung eines Produktes verlassen. Entscheidend ist, welche Verbraucher versorgt werden, wie die Umschaltung erfolgt und welche Leistung verfügbar ist.
1. Notstrom
Unter Notstrom wird bei PV-Anlagen häufig eine einfache Versorgung einzelner Geräte verstanden. Der Wechselrichter stellt dafür beispielsweise eine separat abgesicherte Steckdose oder einen eigenen Ausgang bereit.
Je nach System wird diese Versorgung automatisch aktiviert oder muss manuell eingeschaltet werden. Die Leistung ist normalerweise begrenzt. Das übrige Hausnetz bleibt während des Stromausfalls spannungslos.
2. Ersatzstrom
Eine Ersatzstromversorgung übernimmt nach dem Ausfall des öffentlichen Netzes ausgewählte Stromkreise oder einen größeren Teil des Hausnetzes. Die Umschaltung kann automatisch erfolgen.
Nach der sicheren Netztrennung bildet ein Batterie- oder Hybrid-Wechselrichter ein eigenes Inselnetz. Die angeschlossenen Verbraucher werden dann mit Energie aus der Batterie und – sofern das System dies unterstützt – aus der PV-Anlage versorgt. Hersteller bieten sowohl Lösungen für ausgewählte Stromkreise als auch für eine weitreichende Hausversorgung an.
3. Unterbrechungsfreie Stromversorgung
Eine USV ist für Geräte gedacht, die selbst eine kurze Unterbrechung nicht vertragen. Dazu können Computer, Server, Netzwerkkomponenten, Steuerungen oder andere empfindliche Systeme gehören.
Eine Ersatzstromanlage für das Haus ist nicht automatisch eine USV. Bis Wechselrichter, Netztrennung und Inselnetz betriebsbereit sind, kann je nach System eine kurze Unterbrechung entstehen. Benötigt ein Gerät tatsächlich eine durchgehende Versorgung, sollte es zusätzlich über eine geeignete USV abgesichert werden.
4. Inselbetrieb
Beim Inselbetrieb arbeitet ein Stromversorgungssystem unabhängig vom öffentlichen Netz. Bei einer Ersatzstromanlage geschieht dies normalerweise nur vorübergehend während des Netzausfalls.
Eine vollständig autarke Off-Grid-Anlage ist dagegen dauerhaft als Inselanlage geplant. Sie benötigt eine besonders sorgfältige Auslegung von PV-Leistung, Speicherkapazität und gegebenenfalls weiteren Energiequellen.
Wie funktioniert Notstrom mit einer PV-Anlage?
Der Ablauf unterscheidet sich je nach Hersteller und System, folgt aber meistens demselben Grundprinzip:
1. Das System erkennt den Netzausfall.
Der Wechselrichter
oder eine Überwachungseinrichtung stellt fest, dass Spannung oder
Frequenz des öffentlichen Netzes fehlen.
2. Das Haus wird sicher vom öffentlichen Netz getrennt.
Eine
Umschalteinrichtung verhindert, dass Strom aus der PV-Anlage oder
Batterie in das ausgefallene Versorgungsnetz gelangt.
3. Der Wechselrichter bildet ein lokales Stromnetz.
Ein
geeigneter Batterie- oder Hybrid-Wechselrichter stellt im Haus die
erforderliche Spannung und Frequenz bereit.
4. Die ausgewählten Verbraucher werden versorgt.
Die
Energie kommt aus dem Batteriespeicher, aus der aktuellen
Solarproduktion oder aus beiden Quellen.
5. Das System wechselt zurück in den Netzbetrieb.
Sobald
das öffentliche Netz stabil verfügbar ist, beendet die Anlage den
Inselbetrieb und verbindet das Haus wieder regelkonform mit dem
Netz.
Wie schnell dieser Vorgang erfolgt, ist systemabhängig. Manche Lösungen schalten sehr schnell um, andere benötigen einige Sekunden oder einen manuellen Eingriff. Deshalb solltest du im Datenblatt nicht nur nach „Notstrom“ suchen, sondern auch nach der Umschaltzeit.
Welche Möglichkeiten für PV-Notstrom gibt es?
1. Eine separate Notstromsteckdose
Die einfachste Form von Notstrom mit einer PV-Anlage ist ein gesonderter Ausgang am Wechselrichter. Daran wird eine fest installierte und separat geschützte Steckdose oder ein einzelner Stromkreis angeschlossen.
Bei einem Netzausfall kannst du darüber beispielsweise eine Leuchte, ein Ladegerät, einen Router oder zeitweise einen Kühl- beziehungsweise Gefrierschrank versorgen. Die verfügbare Leistung hängt vom Wechselrichter ab und ist deutlich begrenzter als die normale Anschlussleistung deines Hauses.
Ein großer Vorteil dieser Lösung ist der vergleichsweise geringe technische Aufwand. Du musst allerdings selbst entscheiden, welches Gerät du anschließt. Die normale Beleuchtung, die regulären Steckdosen und fest angeschlossene Verbraucher im Haus funktionieren weiterhin nicht.
Bei einzelnen Wechselrichtern kann ein solcher Notstromausgang tagsüber sogar ohne Batteriespeicher arbeiten, solange die Solarmodule ausreichend Leistung liefern. Das ist jedoch keine gleichmäßige Versorgung: Ziehen Wolken auf oder ist die angeforderte Leistung höher als die aktuelle Solarleistung, kann die Versorgung eingeschränkt werden oder abbrechen. Andere Systeme nutzen den Notstromausgang ausschließlich zusammen mit einer Batterie. Ein Herstellerbeispiel zeigt eine einphasige Basisversorgung über eine abgesicherte Steckdose oder einen abgesicherten Stromkreis; die genaue Leistung und Ausführung bleiben immer produktabhängig.
Geeignet ist eine Notstromsteckdose vor allem, wenn du:
nur wenige kleine Geräte versorgen möchtest,
eine kostengünstige Grundabsicherung suchst,
im Notfall bewusst mit Verlängerungsleitungen oder umgesteckten Verbrauchern arbeitest,
keine automatische Versorgung des Hausnetzes benötigst.
Achte darauf, keine improvisierten Leitungsverbindungen aufzubauen und Steckdosenleisten nicht zu überlasten. Eine Notstromsteckdose sollte fest installiert, eindeutig gekennzeichnet und passend abgesichert sein.
2. Ausgewählte Stromkreise als Ersatzstromkreise
Komfortabler ist eine Lösung, bei der wichtige Verbraucher in einer eigenen Ersatzstromverteilung zusammengefasst werden. Bei einem Ausfall werden dann nicht nur einzelne Geräte an einer Sondersteckdose versorgt, sondern festgelegte Stromkreise.
Typische Ersatzstromverbraucher sind:
Kühl- und Gefriergeräte,
die Steuerung einer Heizungsanlage,
notwendige Heizungs- oder Zirkulationspumpen,
Router und weitere Kommunikationstechnik,
ausgewählte Lichtstromkreise,
Rollläden oder ein Garagentor,
Alarm- und Überwachungstechnik,
einzelne Steckdosen in wichtigen Räumen.
Der große Vorteil liegt in der gezielten Priorisierung. Du versorgst nur das, was du im Notfall tatsächlich brauchst. Dadurch reichen häufig eine geringere Wechselrichterleistung und ein kleinerer Speicher als bei einer vollständigen Hausversorgung.
Die Elektrofachkraft trennt dafür die gewünschten Stromkreise von den nicht priorisierten Verbrauchern und ordnet sie einer entsprechenden Ersatzstromverteilung zu. Fällt das Netz aus, werden diese Stromkreise je nach System automatisch oder manuell auf das lokale Inselnetz geschaltet.
Eine Teilversorgung ist für viele Einfamilienhäuser der sinnvollste Kompromiss aus Kosten, Komfort und verfügbarer Laufzeit. Leistungsintensive Geräte wie Wallbox, Sauna, Durchlauferhitzer oder elektrischer Heizstab bleiben ausgeschaltet, während die Grundversorgung des Hauses erhalten bleibt.
3. Ersatzstrom für einen großen Teil oder das gesamte Haus
Mit einem geeigneten Full-Backup-System kann bei einem Stromausfall ein großer Teil des Hauses oder – innerhalb der technischen Leistungsgrenzen – die gesamte Hausinstallation versorgt werden.
Dafür werden normalerweise folgende Komponenten benötigt:
ein not- beziehungsweise ersatzstromfähiger Hybrid- oder Batteriewechselrichter,
ein kompatibler Batteriespeicher,
eine automatische oder manuelle Umschalteinrichtung,
Mess-, Steuer- und Kommunikationstechnik,
eine entsprechend ausgelegte Hausverteilung.
Bei einem Ausfall trennt das System das Gebäude vom öffentlichen Netz. Anschließend stellen PV-Anlage und Speicher die Energie für das Haus bereit. Ist das öffentliche Netz wieder verfügbar, erfolgt die Rückschaltung entsprechend den Vorgaben des Systems. Solche Lösungen werden sowohl einphasig als auch dreiphasig angeboten.
Wichtig ist die Unterscheidung zwischen „das ganze Haus ist angeschlossen“ und „alle Geräte können gleichzeitig uneingeschränkt betrieben werden“. Auch ein Full-Backup-System hat eine begrenzte Ausgangsleistung. Schaltest du gleichzeitig Kochfeld, Wärmepumpe, Wallbox, Backofen und weitere Großverbraucher ein, kann die mögliche Leistung überschritten werden.
Deshalb werden leistungsintensive Verbraucher häufig durch ein Lastmanagement begrenzt oder im Ersatzstrombetrieb vollständig gesperrt. Eine gut geplante Anlage sorgt dafür, dass wichtige Verbraucher zuverlässig laufen und nicht durch einen unnötigen Großverbraucher abgeschaltet werden.
4. Einphasiger Ersatzstrom
Eine einphasige Ersatzstromlösung stellt normalerweise 230 Volt auf einer Phase bereit. Sie eignet sich für viele übliche Haushaltsgeräte, Lichtstromkreise und elektronische Verbraucher.
Je nach Anlagenaufbau können mehrere 230-Volt-Stromkreise versorgt werden. Das bedeutet jedoch nicht automatisch, dass echte dreiphasige Verbraucher funktionieren. Wird lediglich eine Phase auf mehrere Bereiche verteilt oder eine sogenannte Phasenkopplung verwendet, steht dadurch noch kein echtes 400-Volt-Drehstromnetz zur Verfügung.
Einphasiger Ersatzstrom kann sinnvoll sein, wenn:
du überwiegend normale 230-Volt-Verbraucher absichern möchtest,
keine wichtigen Drehstromgeräte vorhanden sind,
die verfügbare Ersatzstromleistung überschaubar bleiben soll,
eine kostengünstigere Teilversorgung ausreicht.
5. Dreiphasiger Ersatzstrom
Bei einer dreiphasigen Ersatzstromlösung erzeugt das System ein entsprechendes dreiphasiges Netz. Dadurch können – bei ausreichender Wechselrichter- und Batterieleistung – auch geeignete Drehstromverbraucher betrieben werden.
Das kann relevant sein für:
bestimmte Wärmepumpen,
Brunnen- und Hebeanlagen,
größere Werkstattmaschinen,
einzelne Kompressoren,
andere fest angeschlossene Drehstromgeräte.
Ob ein bestimmtes Gerät tatsächlich im Ersatzstrombetrieb laufen kann, hängt nicht allein von der Anzahl der Phasen ab. Entscheidend sind auch die Dauerleistung, kurzzeitige Überlastfähigkeit, Anlaufströme und die jeweilige Geräteelektronik.
Eine dreiphasige Lösung ist deshalb nicht automatisch besser. Sie ist aufwendiger und sollte nur gewählt werden, wenn die zu versorgenden Verbraucher sie tatsächlich benötigen.
6. Notstrom bei einer bestehenden PV-Anlage nachrüsten
Viele Eigentümer möchten eine vorhandene PV-Anlage mit Notstrom nachrüsten. Ob das möglich ist, hängt stark von den bereits installierten Komponenten ab.
Grundsätzlich kommen zwei Wege infrage.
Vorhandenen Wechselrichter ersetzen
Ist der bestehende PV-Wechselrichter nicht backupfähig, kann er durch einen geeigneten Hybridwechselrichter ersetzt werden. Der neue Wechselrichter übernimmt dann sowohl die Verarbeitung des Solarstroms als auch die Einbindung des Batteriespeichers und die Steuerung des Ersatzstrombetriebs.
Diese Variante kann technisch übersichtlich sein, verursacht aber zusätzlichen Aufwand, weil ein funktionierendes Gerät ausgetauscht und die Anlage neu geplant werden muss.
Separates Batteriesystem ergänzen
Alternativ kann ein AC-gekoppelter Batteriespeicher mit eigenem Batteriewechselrichter ergänzt werden. Dabei bleibt der bestehende PV-Wechselrichter häufig erhalten.
Allerdings muss geprüft werden, ob und wie der vorhandene PV-Wechselrichter im gebildeten Inselnetz weiterarbeiten kann. Nicht jeder Wechselrichter kann während eines Netzausfalls kontrolliert in ein Ersatzstromnetz einspeisen. Fehlt die erforderliche Kompatibilität, kann es passieren, dass im Ersatzstrombetrieb nur die Batterie Energie liefert, die PV-Anlage den Speicher aber nicht nachlädt. Herstellerunterlagen verlangen für entsprechende AC-gekoppelte Systeme unter anderem geeignete Wechselrichterfunktionen zur Leistungsregelung im Inselnetz.
Eine Nachrüstung sollte deshalb nicht mit dem Kauf einer einzelnen Backup-Box beginnen. Zuerst müssen Wechselrichtermodell, Speicher, Netzform, Hausverteilung und gewünschter Versorgungsumfang gemeinsam geprüft werden.
7. Eine USV als Ergänzung zur PV-Ersatzstromanlage
Auch eine sehr gute Ersatzstromanlage kann eine kurze Umschaltpause haben. Für Kühlschrank, Beleuchtung oder viele Pumpen ist das meistens unproblematisch. Ein Computer, Server oder eine empfindliche Steuerung kann sich jedoch bereits bei einer sehr kurzen Unterbrechung abschalten.
In diesem Fall ergänzt du die Ersatzstromanlage mit einer lokalen USV. Diese übernimmt die Versorgung sofort und überbrückt die Zeit, bis das PV- und Speichersystem sein Inselnetz aufgebaut hat.
Eine USV ist besonders sinnvoll für:
Computer und kleine Server,
Netzwerk- und Kommunikationstechnik,
Smart-Home-Zentralen,
Überwachungs- und Alarmtechnik,
empfindliche elektronische Steuerungen.
Bei medizinisch notwendigen Geräten darfst du dich nicht ausschließlich auf eine allgemeine PV-Ersatzstromanlage verlassen. Hier sind die Anforderungen des Geräteherstellers, des medizinischen Versorgers und ein eigener Notfallplan zu berücksichtigen.
8. Mobile Powerstation als einfache Ergänzung
Eine mobile Powerstation ist ein Batteriespeicher mit eigenen 230-Volt-Ausgängen. Sie wird nicht fest in die Hausinstallation eingebunden, sondern versorgt einzelne angeschlossene Geräte.
Das kann eine praktische Lösung sein, wenn du lediglich Smartphone, Router, Laptop, Beleuchtung oder ein kleines Kühlgerät zeitweise betreiben möchtest. Viele Geräte lassen sich zusätzlich über dafür geeignete Solarmodule laden.
Eine Powerstation ist jedoch kein Ersatz für eine fest installierte Haus-Ersatzstromanlage. Leistung, Speicherkapazität und Anschlussmöglichkeiten sind begrenzt. Außerdem darfst du sie niemals mit selbst gebauten Leitungen oder über eine normale Steckdose rückwärts in das Hausnetz einspeisen.
9. PV-Anlage, Speicher und Notstromaggregat kombinieren
Für sehr lange Stromausfälle kann zusätzlich ein Notstromaggregat infrage kommen. Das ist vor allem dann interessant, wenn im Winter nur wenig Solarenergie zur Verfügung steht oder dauerhaft hohe Lasten versorgt werden müssen.
Die Einbindung ist allerdings anspruchsvoll. Nicht jeder Wechselrichter kann mit einem Generator zusammenarbeiten. Zudem werden eine geeignete Umschalteinrichtung, ein abgestimmtes Erdungs- und Schutzkonzept sowie eine eindeutige Trennung der Energiequellen benötigt.
Ein mobiles Aggregat darf niemals über einen improvisierten Stecker in die Hausinstallation einspeisen. Eine Kombination aus Netz, PV-Anlage, Speicher und Generator muss als Gesamtsystem geplant und geprüft werden. VDE und BBK weisen bei der Notstromplanung ausdrücklich auf die Bedeutung geeigneter Elektroinstallationen, Speicher- und Inselnetzkonzepte hin.
Ist ein Batteriespeicher für PV-Notstrom notwendig?
Ein Speicher ist für eine einfache Notstromsteckdose nicht in jedem Fall zwingend erforderlich. Einzelne Systeme können bei ausreichendem Sonnenschein direkt Energie aus den PV-Modulen bereitstellen.
Ohne Batterie ist die Versorgung allerdings stark von der aktuellen Solarleistung abhängig. Am Abend, in der Nacht und bei sehr geringer Einstrahlung steht keine oder nur unzureichende Energie zur Verfügung. Auch schnelle Änderungen durch Wolken können problematisch sein, weil die Batterie als stabilisierender Puffer fehlt.
Für eine zuverlässige Ersatzstromversorgung ist ein Batteriespeicher deshalb meistens ein zentraler Bestandteil. Er erfüllt mehrere Aufgaben:
Er stellt unmittelbar Energie bereit, wenn das Netz ausfällt.
Er gleicht Unterschiede zwischen PV-Erzeugung und Verbrauch aus.
Er versorgt das Haus nachts und bei geringer Sonneneinstrahlung.
Er kann kurzfristige Leistungsspitzen abdecken.
Er stabilisiert das lokale Inselnetz.
Ein Speicher allein reicht aber nicht. Er muss mit einem Wechselrichter und einer Umschalteinrichtung kombiniert sein, die ausdrücklich für den Ersatzstrombetrieb freigegeben sind.
Kann die PV-Anlage den Speicher während des Stromausfalls nachladen?
Bei einem vollständig geeigneten Ersatzstromsystem kann die PV-Anlage auch während des Netzausfalls weiter Energie erzeugen. Der Solarstrom versorgt dann zuerst die aktiven Verbraucher. Überschüsse können den Batteriespeicher nachladen.
Das funktioniert jedoch nicht bei jeder Kombination. Entscheidend ist, dass der PV-Wechselrichter im lokalen Inselnetz arbeiten und vom System geregelt werden kann. Bei Hybridwechselrichtern ist diese Funktion häufig direkt vorgesehen. Bei nachgerüsteten AC-Systemen muss die Kompatibilität besonders genau geprüft werden.
Ein Herstellerbeispiel beschreibt, dass die direkt angeschlossene PV-Anlage im Ersatzstrombetrieb die Batterie lädt und das System nach ausreichender Ladung erneut ein stabiles Ersatzstromnetz aufbauen kann. Gleichzeitig lässt sich ein bestimmter Anteil der Batteriekapazität als Ersatzstromreserve zurückhalten.
Was bedeutet Schwarzstartfähigkeit?
Als Schwarzstart wird das Hochfahren eines Energieversorgungssystems bezeichnet, wenn weder das öffentliche Netz noch ein bereits funktionierendes Inselnetz vorhanden ist.
Das ist beispielsweise relevant, wenn der Batteriespeicher während der Nacht vollständig entladen wurde. Scheint am nächsten Morgen wieder die Sonne, muss das System in der Lage sein, aus den verfügbaren Energiereserven beziehungsweise der neuen PV-Erzeugung erneut zu starten.
Nicht jede Anlage beherrscht diesen Vorgang automatisch. Einige Systeme benötigen einen Mindestladezustand oder einen manuellen Start. Deshalb gehört die Frage nach der Schwarzstartfähigkeit unbedingt zur Anlagenplanung.
Welche Leistung muss eine Notstromanlage haben?
Bei der Auslegung werden zwei Werte häufig verwechselt: Leistung in Kilowatt und Energie in Kilowattstunden.
1. Kilowatt bestimmen, wie viele Geräte gleichzeitig laufen
Die Leistung des Wechselrichters und des Speichers gibt an, wie viel elektrische Last gleichzeitig versorgt werden kann.
Addierst du beispielsweise Kühlschrank, Beleuchtung, Router, Heizungssteuerung und Pumpe, erhältst du die ungefähr benötigte Dauerleistung. Dabei solltest du nicht nur die normalen Betriebswerte betrachten. Motoren und Kompressoren können beim Einschalten kurzzeitig deutlich mehr Leistung benötigen.
Wichtige Angaben sind daher:
Dauerleistung des Ersatzstromausgangs,
kurzzeitige Überlast- oder Spitzenleistung,
maximale Leistung je Phase,
Leistung des Batteriespeichers,
zulässige Anlaufströme,
Leistungsgrenzen bei niedrigem Batterieladezustand.
Die benötigten Werte findest du auf den Typenschildern und in den Unterlagen der Verbraucher. Schätzwerte aus dem Internet ersetzen keine konkrete Prüfung.
2. Kilowattstunden bestimmen die mögliche Laufzeit
Die Speicherkapazität entscheidet, wie lange deine Verbraucher versorgt werden können. Eine vereinfachte Berechnung lautet:
Laufzeit = nutzbare Batteriekapazität ÷ durchschnittliche Leistungsaufnahme
Ein Beispiel: Stehen dir im Ersatzstrombetrieb 8 Kilowattstunden nutzbare Energie zur Verfügung und verbrauchen die eingeschalteten Geräte durchschnittlich 0,5 Kilowatt, ergibt sich rechnerisch:
8 kWh ÷ 0,5 kW = 16 Stunden
In der Praxis fällt die Laufzeit etwas kürzer aus. Wechselrichter, Batterie, Kommunikation und weitere Komponenten benötigen selbst Energie. Außerdem stehen je nach Systemeinstellung möglicherweise nicht 100 Prozent der Batteriekapazität zur Verfügung.
Erzeugt die PV-Anlage währenddessen Solarstrom, kann sich die Laufzeit verlängern. Wie stark, hängt von Jahreszeit, Wetter, Dachausrichtung, Verschattung und Größe der Anlage ab.
3. Eine Notstromreserve einplanen
Viele Speichersysteme können einen festgelegten Ladezustand für Stromausfälle reservieren. Verwendest du den Speicher im Alltag vollständig zur Eigenverbrauchsoptimierung, könnte er genau im Moment des Netzausfalls nahezu leer sein.
Mit einer Notstromreserve wird ein Teil der Energie nicht für den normalen Haushaltsbetrieb freigegeben. Je höher du diese Reserve einstellst, desto mehr Energie steht im Ernstfall zur Verfügung. Gleichzeitig sinkt der Speicheranteil, den du täglich zur Stromkostenoptimierung nutzen kannst.
Welche Geräte solltest du im Notstrombetrieb versorgen?
Die sinnvollste Notstromanlage ist nicht zwangsläufig die größte. Häufig ist es effizienter, die wirklich wichtigen Verbraucher festzulegen und unnötige Lasten auszuschalten.
Typischerweise sinnvoll sind:
Kühl- und Gefrierschrank,
Router und Kommunikationsgeräte,
ausgewählte Beleuchtung,
Heizungssteuerung,
notwendige Umwälz- und Zirkulationspumpen,
Alarmanlage,
einzelne Rollläden,
wichtige Steckdosen,
gegebenenfalls eine Brunnen- oder Abwasserpumpe.
Besonders sorgfältig prüfen solltest du:
Wärmepumpe,
Elektroherd und Backofen,
Durchlauferhitzer,
elektrischen Heizstab,
Klimaanlage,
Sauna,
Werkstattmaschinen,
Wallbox und Elektroauto,
große Pumpen und Kompressoren.
Diese Verbraucher benötigen entweder viel Dauerleistung, weisen hohe Anlaufströme auf oder setzen eine echte dreiphasige Versorgung voraus.
Eine Wallbox im Notstrombetrieb zu versorgen, ist beispielsweise technisch möglich, aber selten sinnvoll. Selbst eine große Hausbatterie kann durch das Laden eines Elektroautos sehr schnell entladen werden. Im Ernstfall sollte die gespeicherte Energie besser für Kühlung, Licht, Heizung und Kommunikation verfügbar bleiben.
Kann eine Wärmepumpe mit PV-Notstrom betrieben werden?
Das hängt von der Wärmepumpe und dem Ersatzstromsystem ab. Zunächst muss geklärt werden, ob das Gerät ein- oder dreiphasig angeschlossen ist. Anschließend sind Dauerleistung, Anlaufstrom und Regelungstechnik zu prüfen.
Ein dreiphasiger Ersatzstromausgang allein ist noch keine Garantie. Batterie und Wechselrichter müssen auch genügend Leistung bereitstellen können. Zusätzlich kann es sinnvoll sein, elektrische Zusatzheizungen beziehungsweise Heizstäbe im Notstrombetrieb zu sperren. Diese haben häufig eine deutlich höhere Leistungsaufnahme als die eigentliche Wärmepumpe.
Bei der Planung sollte daher zwischen folgenden Komponenten unterschieden werden:
Steuerung der Wärmepumpe,
Umwälzpumpen,
Verdichter,
elektrischer Heizstab,
weitere Heizkreise und Zusatzverbraucher.
Manchmal ist es sinnvoller, lediglich Steuerung und Pumpen abzusichern, statt den vollständigen Heizbetrieb für einen langen Stromausfall einzuplanen.
Worauf musst du bei der Planung achten?
Bevor du dich für einen Wechselrichter, Speicher oder eine Backup-Box entscheidest, solltest du die Anforderungen eindeutig festlegen.
Checkliste für deine Notstromplanung
1. Welche Verbraucher müssen weiterlaufen?
Erstelle eine
Liste aller wichtigen Geräte und Stromkreise.
2. Welche Leistung benötigen diese Verbraucher?
Beachte
Dauerleistung und mögliche Einschaltströme.
3. Wie lange soll die Versorgung reichen?
Geht es um wenige
Stunden oder um einen längeren Ausfall?
4. Benötigst du eine ein- oder dreiphasige Versorgung?
Prüfe
insbesondere Wärmepumpen, Pumpen und Werkstattgeräte.
5. Soll die Umschaltung automatisch erfolgen?
Eine manuelle
Lösung ist günstiger, aber weniger komfortabel.
6. Darf es eine kurze Unterbrechung geben?
Empfindliche
Geräte benötigen gegebenenfalls zusätzlich eine USV.
7. Kann die PV-Anlage während des Ausfalls weiterproduzieren?
Nicht
jedes Speichersystem ermöglicht eine PV-Nachladung im Inselbetrieb.
8. Ist das System schwarzstartfähig?
Das ist wichtig, wenn
Batterie und Inselnetz vollständig ausgefallen sind.
9. Kann eine Notstromreserve eingestellt werden?
So steht
beim Stromausfall ein definierter Ladezustand zur Verfügung.
10. Sind alle Komponenten miteinander kompatibel?
Wechselrichter,
Speicher, Zähler, Umschalteinrichtung und Software müssen als
System zusammenarbeiten.
1. Platz in der Verteilung berücksichtigen
Eine Ersatzstromanlage besteht nicht nur aus Wechselrichter und Batterie. Je nach Ausführung werden zusätzliche Schaltgeräte, Sicherungen, Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen, Überspannungsschutz, Messgeräte und Kommunikationskomponenten benötigt.
Bei älteren Hausverteilungen kann deshalb ein Umbau oder eine Erweiterung erforderlich sein. Auch die Aufteilung der vorhandenen Stromkreise kann zusätzlichen Installationsaufwand verursachen.
2. Datenblätter genau lesen
Begriffe wie „backupfähig“, „EPS“, „Full Backup“ oder „Notstrom vorbereitet“ sagen allein noch nicht genug aus. Prüfe mindestens:
maximale Notstromleistung,
Leistung je Phase,
ein- oder dreiphasige Ausgabe,
automatische oder manuelle Umschaltung,
Umschaltzeit,
Betrieb mit und ohne Batterie,
PV-Nachladung während des Netzausfalls,
Schwarzstartfähigkeit,
unterstützte Batterien,
notwendiges Zubehör,
mögliche Einschränkungen für Großverbraucher.
„Notstrom vorbereitet“ kann bedeuten, dass noch eine zusätzliche Umschaltbox, Steuerplatine oder Freischaltung erforderlich ist.
Was kostet Notstrom mit einer PV-Anlage?
Eine pauschale Preisangabe ist kaum möglich, weil der Aufwand stark von der bestehenden Anlage und dem gewünschten Versorgungsumfang abhängt.
Eine einfache Notstromsteckdose verursacht normalerweise den geringsten Zusatzaufwand. Eine Versorgung ausgewählter Stromkreise benötigt bereits Änderungen an der Verteilung und zusätzliche Schalt- und Schutztechnik. Ein dreiphasiges Full-Backup-System mit Batteriespeicher ist technisch am aufwendigsten.
Die wichtigsten Kostenfaktoren sind:
vorhandener oder neu benötigter Wechselrichter,
Größe und Leistung des Batteriespeichers,
ein- oder dreiphasige Ausführung,
automatische oder manuelle Umschalteinrichtung,
Umbau der Hausverteilung,
Einrichtung einer Ersatzstrom-Unterverteilung,
notwendige Kabelwege,
Mess- und Kommunikationstechnik,
Prüfung, Konfiguration und Inbetriebnahme.
Wenn du bereits einen Speicher besitzt, bedeutet das nicht automatisch, dass die Nachrüstung günstig wird. Muss der Wechselrichter ausgetauscht oder die gesamte Verteilung angepasst werden, kann der Installationsaufwand einen wesentlichen Teil der Kosten ausmachen.
Häufige Fehler bei der Auswahl einer PV-Notstromlösung
1.
Speicher und Notstromfähigkeit gleichsetzen:
Ein
Batteriespeicher kann im normalen Betrieb Solarstrom speichern, bei
Netzausfall aber trotzdem abschalten. Prüfe ausdrücklich, ob eine
echte Not- oder Ersatzstromfunktion vorhanden ist.
2.
Nur auf die Speicherkapazität achten:
Eine große Batterie
hilft wenig, wenn der Wechselrichter nicht genügend Leistung für
die gleichzeitig eingeschalteten Verbraucher bereitstellen kann.
3.
Einphasigen Notstrom mit Drehstrom verwechseln:
Dass mehrere
Steckdosen funktionieren, bedeutet nicht, dass eine Wärmepumpe oder
Werkstattmaschine mit 400 Volt betrieben werden kann.
4.
„Gesamtes Haus“ mit unbegrenzter Leistung verwechseln:
Auch
bei Full Backup gelten die Leistungsgrenzen von Wechselrichter und
Batterie.
5.
Umschaltzeit ignorieren:
Eine kurze Unterbrechung kann für
Beleuchtung unproblematisch, für Computer oder Steuerungen aber
kritisch sein.
6.
PV-Nachladung im Stromausfall voraussetzen:
Nicht jedes
nachgerüstete System kann die vorhandene PV-Anlage während des
Inselbetriebs weiterverwenden.
7.
Schwarzstartfähigkeit nicht prüfen:
Ist die Batterie
vollständig leer, kann ein nicht schwarzstartfähiges System trotz
Sonnenschein möglicherweise nicht selbstständig wieder anlaufen.
8.
Unterschiedliche Hersteller beliebig kombinieren:
Kommunikation,
Regelung und Freigaben sind häufig auf bestimmte Komponenten
beschränkt.
9.
Auf eine praktische Funktionsprüfung verzichten:
Eine
Ersatzstromanlage sollte nach der Inbetriebnahme kontrolliert
getestet werden. Dabei zeigt sich, welche Stromkreise tatsächlich
versorgt werden und wie die angeschlossenen Geräte auf die
Umschaltung reagieren.
Warum die Installation durch eine Elektrofachkraft erfolgen muss
Bei einer PV-Ersatzstromanlage treffen mehrere Energiequellen aufeinander: das öffentliche Netz, die PV-Anlage, der Batteriespeicher und eventuell ein Generator. Gleichzeitig müssen alle Schutzmaßnahmen sowohl im normalen Netzbetrieb als auch im Inselbetrieb funktionieren.
Dazu gehören unter anderem:
sichere Netztrennung,
Kurzschluss- und Überlastschutz,
Fehlerstromschutz,
Erdungs- und Schutzleiterkonzept,
korrekte Umschaltreihenfolge,
Vermeidung einer Rückspeisung ins öffentliche Netz,
sichere Rückkehr in den Netzbetrieb,
eindeutige Kennzeichnung der Anlage.
Nach § 13 der Niederspannungsanschlussverordnung müssen Arbeiten an der elektrischen Anlage grundsätzlich durch ein beim Netzbetreiber eingetragenes Installationsunternehmen erfolgen. Außerdem sind die geltenden technischen Regeln für Erzeugungsanlagen, Speicher und Kundenanlagen zu berücksichtigen.
Speise niemals eine Powerstation oder ein Notstromaggregat über einen selbst gebauten Stecker in eine Haussteckdose ein. Eine solche Rückspeisung kann Leitungen und Schutzorgane überlasten, Teile der Anlage unerwartet unter Spannung setzen und Personen gefährden.
Welche Notstromlösung passt zu dir?
1.
Du möchtest lediglich Smartphone, Router und eine Lampe
versorgen:
Eine separate Notstromsteckdose oder eine mobile
Powerstation kann ausreichen.
2.
Kühlschrank, Heizung, Internet und einige Lichtkreise sollen
automatisch weiterlaufen:
Ein System mit ausgewählten
Ersatzstromkreisen ist meistens die wirtschaftlichste und
effizienteste Lösung.
3.
Das Haus soll weitgehend normal nutzbar bleiben:
Dann
benötigst du eine leistungsfähige Full-Backup-Lösung mit passendem
Speicher und gegebenenfalls dreiphasiger Ausgabe.
4.
Computer oder empfindliche Steuerungen dürfen nicht
ausfallen:
Kombiniere die Ersatzstromanlage mit einer
geeigneten USV.
5.
Du möchtest auch bei mehrtägigen Ausfällen möglichst lange
durchhalten:
Plane eine ausreichend große PV-Anlage, einen
passenden Speicher, klare Lastprioritäten und gegebenenfalls
professionell integrierte zusätzliche Energiequellen ein.
FAQ: Häufig gestellte Fragen zu Notstrom mit PV-Anlage
1. Kann jede PV-Anlage bei Stromausfall Notstrom liefern?
Nein. Eine normale netzgekoppelte PV-Anlage schaltet bei Netzausfall ab. Für einen Weiterbetrieb brauchst du einen geeigneten Wechselrichter, eine sichere Netztrennung und je nach System weitere Komponenten wie Batteriespeicher und Umschalteinrichtung.
2. Liefert mein vorhandener Batteriespeicher automatisch Notstrom?
Nein. Ein Speicher kann ausschließlich für die Eigenverbrauchsoptimierung ausgelegt sein. Entscheidend ist, ob Wechselrichter, Batterie und Umschalteinrichtung ausdrücklich einen Ersatzstrom- oder Inselbetrieb unterstützen.
3. Funktioniert PV-Notstrom auch ohne Speicher?
Bei einzelnen Systemen ist eine begrenzte Versorgung über einen separaten Notstromausgang möglich, solange genügend Solarleistung vorhanden ist. Eine stabile Versorgung am Abend, nachts oder bei stark wechselnder Bewölkung ist ohne Batterie jedoch nicht möglich.
4. Kann der Speicher während des Stromausfalls geladen werden?
Bei einem geeigneten System ja. Dafür müssen PV-Anlage und Wechselrichter auch im lokalen Inselnetz arbeiten können. Bei nachgerüsteten Anlagen ist diese Funktion nicht automatisch gegeben.
5. Schaltet die Anlage unterbrechungsfrei um?
Nicht zwangsläufig. Viele Ersatzstromsysteme haben eine kurze Umschaltzeit. Benötigt ein Gerät eine wirklich unterbrechungsfreie Versorgung, ist zusätzlich eine passende USV erforderlich.
6. Wie lange hält ein Batteriespeicher im Notstrombetrieb?
Das hängt von der nutzbaren Speicherkapazität, dem Verbrauch, der Wechselrichtereffizienz und der aktuellen Solarproduktion ab. Je weniger Geräte gleichzeitig laufen, desto länger reicht die gespeicherte Energie.
7. Kann ich mit Notstrom weiterhin kochen?
Das ist technisch möglich, wenn Wechselrichter und Batterie ausreichend Leistung bereitstellen. Backofen und elektrisches Kochfeld gehören jedoch zu den leistungsintensiven Verbrauchern. Für eine längere Überbrückung solltest du sie nur eingeschränkt nutzen.
8. Kann meine Wärmepumpe im Notstrombetrieb weiterlaufen?
Das hängt vom Anschluss, der benötigten Leistung, den Anlaufströmen und dem Ersatzstromsystem ab. Bei dreiphasigen Wärmepumpen ist normalerweise ein echtes dreiphasiges Ersatzstromnetz erforderlich. Der elektrische Heizstab sollte häufig separat betrachtet oder gesperrt werden.
9. Kann ich Notstrom bei einer bestehenden PV-Anlage nachrüsten?
Oft ist eine Nachrüstung möglich. Unter Umständen muss jedoch der Wechselrichter ausgetauscht oder ein zusätzliches Batteriesystem installiert werden. Vor dem Kauf muss geprüft werden, welche vorhandenen Komponenten im Inselbetrieb weiterarbeiten können.
10. Funktioniert ein Balkonkraftwerk bei Stromausfall weiter?
Ein normales Balkonkraftwerk schaltet bei einem Netzausfall ebenfalls ab. Einzelne Speichersysteme für Steckersolargeräte besitzen einen separaten Insel- oder Notstromausgang. Damit können ausgewählte Geräte direkt versorgt werden. Eine Einspeisung in das ausgefallene Hausnetz ist dadurch nicht automatisch möglich.
Fazit: Notstrom mit PV-Anlage muss als Gesamtsystem geplant werden
Notstrom mit einer PV-Anlage ist auf unterschiedliche Weise möglich. Für eine einfache Grundversorgung reicht unter Umständen eine separate Notstromsteckdose. Möchtest du Kühlschrank, Heizung, Licht und Internet automatisch versorgen, bietet sich ein eigener Ersatzstrombereich an. Für besonders hohe Ansprüche kommen leistungsfähige ein- oder dreiphasige Full-Backup-Systeme infrage.
Entscheidend ist nicht nur die Größe des Batteriespeichers. Ebenso wichtig sind die Ausgangsleistung, Anzahl der Phasen, Umschaltzeit, PV-Nachladung, Schwarzstartfähigkeit und Kompatibilität aller Komponenten.
Plane zuerst, welche Geräte im Notfall wirklich wichtig sind. Anschließend kann eine Elektrofachkraft prüfen, welche Lösung technisch und wirtschaftlich zu deiner PV-Anlage passt. Im Wandelt Onlineshop findest du Produkte aus den Bereichen Photovoltaik und Elektroinstallation und kannst bei technischen Fragen die Beratung der Elektro-Profis nutzen.