Photovoltaik bei Stromausfall – Notstrom vs. Ersatzstrom

Es klingt eigentlich zu gut, um wahr zu sein: Während ein großflächiger Blackout die Stromversorgung einer gesamten Region lahmlegt, liefert eine Photovoltaikanlage weiterhin Energie. Das Problem: Die Realität sieht anders aus. Zumindest dann, wenn man sich als PV-Anlagenbesitzer nicht gezielt darauf vorbereitet. Dieser Artikel erklärt Ihnen, warum eine Photovoltaikanlage bei Stromausfall keinen Strom liefert und was Sie tun können, damit die Energie trotzdem fließt.
> Liefert die PV-Anlage bei Stromausfallweiterhin Strom?
> Wie kann die PV-Anlage im Blackout weiterhin Strom liefern?
> PV-Anlage bei Blackout: Worauf ist im Vorfeld zu achten?

Liefert die PV-Anlage bei Stromausfallweiterhin Strom?

Die Ausgangslage sieht folgendermaßen aus: Photovoltaikanlagen für Privathaushalte sind tatsächlich so konzipiert, dass sie sich automatisch abschalten, sobald der Strom ausfällt. Genauer gesagt betrifft die Abschaltung den Wechselrichter, ohne diesen der von der PV-Anlage erzeugte Gleich- nicht in Wechselstrom umgewandelt werden kann. Die Technik produziert also noch Energie, im Haushalt nutzbar ist diese allerdings nicht mehr.

Damit der Wechselrichter seine ihm angedachte Funktion erfüllen kann, muss er sowohl mit dem Hausnetz als auch mit dem öffentlichen Netz verbunden sein. Fällt nun der öffentliche Bereich aus, funktioniert der Richter nicht mehr und die gesamte Anlage fährt runter. Geregelt ist die Abschaltung bei Stromausfall im VDE 4105-AR 2018.

Was ist der VDE?

Der Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik ist ein technisch-wissenschaftlicher Verband, der 1893 gegründet wurde. Er besteht aus fünf Fachgesellschaften und ist für die Erarbeitung von Normen und Sicherheitsstandards zuständig.

Wie kann die PV-Anlage im Blackout weiterhin Strom liefern?

Die technischen Grundlagen für eine weitere Lieferung von Strom trotz Blackout existieren, im Privatbereich ist ein entsprechendes Setup allerdings sehr ungewöhnlich. Man kennt derartige Vorkehrungen eher von wichtigen öffentlichen Einrichtungen wie etwa Krankenhäusern oder Gebäuden mit einer anderen kritischen Infrastruktur wie z.B. Rechenzentren.

Das wichtigste Element ist in diesem Zusammenhang ein Stromspeicher. Auf diesen kann das Hausnetz zugreifen, wenn das öffentliche Netz ausgefallen ist. Vorausgesetzt natürlich, das Bauteil enthält überhaupt Strom. Wer also sichergehen möchte, auch im Fall eines Blackouts über Stromreserven zu verfügen, der muss unbedingt einen Speicher in sein System integrieren und diesen „aufnahmebereit“ machen.

Um im Privatbereich Sonnenstrom trotz Blackout nutzen zu können, gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: Notstrom oder Ersatzstrom. Worin die beiden sich unterscheiden, wird im Folgenden näher erläutert.

So funktioniert das Notstromsystem

Ein Notstromsystem charakterisiert sich dadurch, dass es nicht die komplette Versorgung des gesamten Haushalts garantiert, sondern lediglich einige wenige – dafür aber wichtige – Verbraucher mit Energie versorgt. Die Rede ist etwa von Kühlschränken, Kühltruhen oder Ladegeräten.

Zentrales Element des Notstromsystems ist eine separate Steckdose, die in der Nähe des Stromspeichers montiert und mit diesem verbunden wird. Fällt das öffentliche Netz aus, lässt sich die Steckdose manuell aktivieren und der Strom fließt wieder.

Genutzt wird jene Energie, die sich zum Zeitpunkt des Ausfalls im Speicher befindet. Eine nachträgliche Füllung über die Photovoltaikanlage ist nicht möglich. Die wichtigsten Punkte im Überblick:

Kein Betrieb des Wechselrichters
Kein Betrieb der PV-Anlage
Kein Nachladen des Stromspeichers
Versorgung über eine einzige Steckdose
Strommenge ist begrenzt
Empfohlen für den Betrieb wichtiger Anlagen (Kühlgeräte, Licht, Ladestationen…)

Tipp vom Profi:

Um garantiert immer genug Strom für einen Notbetrieb im Speicher zu haben, können Sie eine Entladegrenze festlegen. Der Speicher wird im täglichen Betrieb maximal bis zu diesem Punkt geleert, ein gewisses Maß an Energie bleibt gelagert. Um im Alltag deshalb keine Nachteile zu haben,sollte der Speicher etwas größer sein als eigentlich notwendig wäre. Mit einem Plus von 20 % sollten Sie auf der sicheren Seite sein.

So funktioniert das Ersatzstromsystem

Verglichen mit dem Notstromsystem bietet das Ersatzstromsystem eine deutlich umfassendere Stromversorgung. Zentral ist auch hier ein Stromspeicher. Dazu kommt ein spezieller Wechselrichter. Die wichtigste Eigenschaft der beiden Komponenten: Sie müssen ersatzstromfähig sein. Das heißt im Grunde nichts anderes, als dass die Stromverbraucher bei einem Netzausfall physisch tatsächlich vom öffentlichen Netz getrennt werden können.Das war in früheren Zeiten eine sehr spezifische Anforderung, für moderne Geräte allerdings nun kein Problem mehr, da sie genau dafür konzipiert wurden.

Ersatzstromfähig = Schwarzstartfähig

Neben der Bezeichnung „ersatzstromfähig“ wird Ihnen bei der Recherche rund um den passenden Wechselrichter vermutlich auch der Terminus „schwarzstartfähig“ unterkommen. Lassen Sie sich davon nicht verwirren, die beiden Begriffe sind Synonyme. Sie beschreiben ein und dieselbe Eigenschaft. Nämlich jene, ein eigenes Stromnetz aufzubauen.

Kommt es zu einem Stromausfall, wird der Wechselrichter zunächst streng nach Protokoll vom öffentlichen Netz getrennt. Nach einer kurzen Unterbrechung startet er seinen Betrieb allerdings neu. An die Stelle des ausgefallenen Netzes tritt nun der Stromspeicher. Er versorgt die komplette Wohneinheit mit Strom.

Der große Vorteil bei dieser Variante: Da man es hier mit einem sogenannten Inselbetrieb zu tun hat, wird die fortgesetzte Stromproduktion durch die PV-Anlage ebenso ermöglicht wie das Aufladen des Speichers – vorausgesetzt natürlich, es ist genügend Tageslicht dafür vorhanden.

Besonders wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass das Ersatzstromsystem für den automatischen Re-Start des Wechselrichters einen nicht unerheblichen Teil jenes Sonnenstroms benötigt, der sich im Speicher befindet. Achten Sie also darauf, auch hier eine entsprechende maximale Entladetiefe festzulegen. Ein Wert zwischen 25 % und 35 % ist empfohlen.

Die wichtigsten Punkte im Überblick:

Nachbeladung des Speichers bei passenden Verhältnissen
PV-Anlage und Wechselrichter starten nach kurzer Unterbrechung automatisch neu
Ideal für Weiterbetrieb der wichtigsten Verbraucher im Haushalt
Große Verbraucher wie Ofen oder Herd leeren den Speicher zu schnell
In der Theorie dauerhafte Versorgung des Haushalts mit Ersatzstrom
In der Praxis limitiert auf die tatsächlich verfügbare Leistung der PV-Anlage

Tipp vom Profi:

Obwohl das Ersatzstromsystem grundsätzlich die gesamte Versorgung aufrecht erhält, empfiehlt es sich, für die Dauer des Ersatzbetriebs auf die Verwendung großer Verbraucher – wie etwa Ofen oder Herd – zu verzichten. Sie würden den Speicher zu schnell leeren. Wer auf diese großen Stromfresser verzichtet, kann die anderen Verbraucher für eine sehr lange Zeit betreiben.

PV-Anlage bei Blackout: Worauf ist im Vorfeld zu achten?

Wie Sie nun wissen, ist nicht jede Photovoltaikanlage von Haus aus dazu geeignet, im Fall eines Blackouts die Stromversorgung aufrecht zu erhalten. Ganz im Gegenteil. Ohne entsprechende bauliche/technische Anpassungen, sind PV-Anlagen gar nicht dazu in der Lage eigenständig zu funktionieren. Fällt das öffentliche Netz aus, schalten Sie sich einfach selbst ab.

Deshalb ist es wichtig, das Setup entsprechend anzupassen und – falls möglich – bereits bei der Planung an die Möglichkeit eines Not- oder Ersatzstrombetriebs zu denken.

Folgende drei Punkte sind dabei besonders relevant:

Stromspeicher: Viele ältere PV-Systeme sind so aufgebaut, dass der produzierte Sonnenstrom entweder direkt selbst verbraucht oder ins öffentliche Netz eingespeist wird. Die Möglichkeit der Lagerung ist nicht vorgesehen. Es handelt sich dabei um sogenannte Totaleinspeiser. Damit das Not- oder Ersatzstromsystem aber überhaupt funktionieren kann, muss ein entsprechender Speicher vorhanden sein. Dieser sollte nicht nur über die notwendige Kapazität verfügen, sondern gleichzeitig auch ersatzstromfähig/schwarzstartfähig sein.
Komponenten: Nicht jeder Stromspeicher und nicht jeder Wechselrichter eignet sich für die Verwendung in einem Not- oder Ersatzstromsystem. Ein derartiger Betrieb ist nur mit den passenden Komponenten möglich. Sollten Sie unsicher sein, kontaktieren Sie unsere Experten. Die sind immer auf dem neuesten Stand und helfen Ihnen jederzeit gerne weiter.
Prüfung: Noch bevor Sie sich auf die Suche nach den passenden technischen Gerätschaften machen, sollten Sie prüfen lassen, ob Ihr aktuell bestehendes Setup überhaupt für die Installation eines Not- bzw. Ersatzstromsystems geeignet ist. Diesen Check muss klarerweise ein Profi durchführen. Beauftragen Sie deshalb unbedingt einen Fachbetrieb mit der Überprüfung Ihrer Hauselektrik.

Photovoltaik bei Stromausfall: Fazit

Ob nun ein Not- oder ein Ersatzstromsystem besser für den Betrieb während eines Blackouts geeignet ist, hängt von vielen Faktoren ab.

Das Notstromsystem sorgt für ein Abschalten von PV-Anlage und Wechselrichter bei einem Stromausfall. Der vorhandene Speicher wird in diesem Fall nicht mehr gefüllt. Das Not-System versorgt nur die wirklich wichtigen Verbraucher im Haushalt (Kühlschrank, Beleuchtung, Ladestationen…) so lange wie Strom verfügbar ist. Da bei dieser Option weniger Komponenten verbaut werden müssen als bei der Ersatzstromvariante, ist dies die günstigere Variante zu tun. Sie ist geeignet für den kurzfristigen Weiterbetrieb mehrerer Geräte.

Das Ersatzstromsystem auf der anderen Seite ist kraftvoller:Bei einem Stromausfall starten Wechselrichter und PV-Anlage automatisch neu, der Speicher wird nachgeladen. So gut wie alle Verbraucher im Haushalt können mit Ersatzstrom versorgt werden. Aufgrund der notwendigen Komponenten ist diese Variante die kostspieligere. Zudem muss die Eignung des bestehenden Systems für einen Ersatzstrombetrieb überprüft werden – und das kostet ebenfalls extra. Für ein Ersatzstromsystem müssen Sie also tiefer in die Tasche greifen, dafür können Sie im Idealfall die Weiterversorgung des gesamten Haushalts während eines Stromausfalls gewährleisten.

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