Q & A
Was heißt schwarzstart-fähig
Schwarzstartfähig bedeutet, dass eine PV-Anlage – genauer gesagt der Wechselrichter – bei einem Stromausfall am nächsten Morgen, wenn die Sonne scheint, von alleine und ohne externes Stromnetz wieder starten kann. Bisher konnten das herkömmliche netzgekoppelte String-Wechselrichter nicht, da sie lediglich über ein Kabel zum Sicherungskasten für die Netzeinspeisung verfügen und somit keinen Netzstrom zum Starten hatten.
Deshalb kamen Hybrid-Wechselrichter auf den Markt, an die man einen Speicher, also Akkus, anschließen kann. Solange noch ausreichend Energie im Akku vorhanden ist, kann der Hybrid-Wechselrichter am nächsten Morgen eigenständig hochfahren. Vorsicht: Der Hybrid-Wechselrichter ist jedoch nicht primär dafür ausgelegt, dauerhaft im Inselbetrieb zu laufen. Er besitzt in der Regel keine Leistungskomponenten, die für einen dauerhaften Inselbetrieb ausgelegt sind, was zu Überlastungen führen kann. Außerdem könnte die Nutzung auf diese Weise die Garantie erlöschen lassen.
Der Hauptzweck des Hybrids besteht darin, Strom zu speichern und den Eigenverbrauchsanteil zu erhöhen, indem man den eigenen PV-Strom auch in der Nacht nutzt. Er ist jedoch kein Notstromgenerator – für solche Zwecke gibt es spezielle Wechselrichter mit Transformator (Eisenkern und Kupferwicklungen), die für den Inselbetrieb geeignet sind. Realistische Ziele für den Eigenverbrauch liegen bei etwa 50 %, was bedeutet, dass man die Stromrechnung halbieren kann. Falls man große Verbraucher wie eine Poolpumpe im Sommer oder eine Wärmepumpe im Winter hat, kann die Eigenverbrauchsquote noch weiter gesteigert werden.
Einfacher String - Einspeise Wechselrichter. Quelle: Sofar Handbuch
Inselfähig – Smart Grid?
Es gibt Gegenden, in denen es keinen Stromanschluss gibt – z.B. entlegene Fischerhütten, Almhütten oder Berghütten. In den sonnenreichen Monaten, von März bis Oktober, ist in unseren Breitengraden ein Inselbetrieb ohne öffentlichen Stromanschluss möglich. Für Autarkie-Fans, die sich am liebsten vom öffentlichen Netz trennen möchten, habe ich jedoch schlechte Nachrichten: Im Dezember und Januar erzielen wir in Mitteleuropa nur 5 % des PV-Jahresertrags. Ein vollständiger Inselbetrieb ist in dieser Zeit nicht möglich, da der Speicher leer bleibt, was für den Akku schädlich ist, wenn er leerstehen muss.
Daher bevorzuge ich eher das Smart Grid, d.h. intelligente Netze, bei denen Strom dann eingekauft wird, wenn er günstig ist, und verkauft wird, wenn man ihn selbst nicht benötigt. Auf diese Weise kann man die PV-Anlage noch ertragreicher machen. Für Inselanlagen und größere Energiespeichersysteme (ESS), z.B. in der Landwirtschaft oder im Gewerbe, verwenden wir in der Praxis meist drei oder mehr Victron-Wechselrichter mit Niedrigvoltspeichern (48V), die dann trafobasiert die erforderliche Leistung erbringen.
Notstromfähig?
Eine PV-Anlage wird durch einen Energiespeicher notstromfähig, d.h., das Haus wird über den Lastausgang des Wechselrichters mit Strom aus dem Speicher versorgt. Von allein fließt der Strom aus den Akkus jedoch nicht ins Haus. Bei vielen Hybrid-Wechselrichtern (z.B. Fronius, Huawei, SolarEdge) müssen dafür teure Umschaltboxen installiert werden. Andere Systeme (wie Sofar, Sonnenkraft, Victron) haben diese automatische Notstromumschaltung bereits integriert, um die österreichischen TOR-Normen bzw. die Ausführungsvorschriften des Netzbetreibers zur Nulleinspeisung bei Netzausfall zu erfüllen.
Es gibt vier Arten, wie man den Notstrom an das Haus anschließen kann: a) Gar nicht – weil aus technischen Gründen keine ausreichend dicke Leitung (meist 5 x 6 mm²) mehr zum Sicherungskasten gelegt werden kann.
b) Das gesamte Haus anschließen – dies ist der Normalfall, es sei denn, große Verbraucher wie eine Wärmepumpe sprechen dagegen, da sie den Speicher unbeabsichtigt leeren könnten. In diesem Fall bauen wir:
c) Einen manuellen Notstrom-Umschalter ein – dieser bleibt bis zum Stromausfall auf „Netz“. Bei einem Stromausfall kann man manuell auf „Notstrom“ umschalten, was den Vorteil hat, dass man den Stromverbrauch bewusst steuern und sparen kann. Im Urlaub kann der Schalter auf Automatik gestellt werden, damit wichtige Geräte zu Hause weiterlaufen.
d) Bewusst einige Stromkreise oder Geräte auswählen, die im Notstromfall funktionieren müssen – häufig sind dies Kühlschrank, Gefrierschrank und Heizungssteuerung. Man kann auch Internet, Licht oder ein Aquarium hinzufügen. Diese werden dann über einzelne FI/LS-Kombi-Automaten an den Notstromkreis angeschlossen oder durch einen separaten FI-Schalter mit den Notstrom-LS im Sicherungskasten gesteuert, um die maximale Amperezahl im Akku-/Notstrombetrieb nicht zu überschreiten.
Quelle: Sofar Hybrid Wechselrichter Handbuch mit Speicher, normaler und kritischer Last, Smart Meter und Monitoring
Wie groß soll mein Speicher sein?
Meine einfache Grundregel für Einfamilienhäuser mit Hybrid-Wechselrichter – Beispiel: Standardanlage mit 24 Modulen und einem 10 kW Wechselrichter – lautet, mindestens einen 10 kWh-Hochvolt-Akku zu verwenden. Falls eine Wärmepumpe betrieben wird, kommen je nach Größe ein bis zwei zusätzliche Akkumodule hinzu, d.h. insgesamt 15 oder 20 kWh. Dies deckt in 95 % der Fälle den Bedarf ab. Gibt es besondere Gründe für mehr Speicher, wie lange Notstromlaufzeiten aufgrund eines großen Aquariums, sensibler Anlagen oder Kühlungen, kann ein größerer Speicher sinnvoll sein. In solchen Fällen greifen wir jedoch häufig auf alternative Lösungen zurück.
Wie kann ich mein Elektroauto zu Hause laden?
Die meisten Einfamilienhäuser verfügen über einen 4 kW-Hausanschluss, der mit 25A abgesichert ist. Damit kann man mit Wechselstrom (AC) maximal mit 16A, also 11 kW, laden. Der nächstgrößere Anschluss wäre 8 kW mit 35A, was theoretisch das Laden mit 22 kW ermöglichen würde. Allerdings unterstützen die meisten Elektroautos diese Ladeleistung noch nicht (bis auf einige Ausnahmen) – es ist auch nicht unbedingt notwendig, da jedes Elektroauto mit 11 kW über Nacht vollständig geladen werden kann.
Es empfiehlt sich, eine Wallbox oder intelligente Ladekabel zu verwenden, um sicherzustellen, dass die vollen 11 kW tatsächlich genutzt werden können. Das einfache Anschließen an eine Kraftsteckdose reicht nicht aus, da die meisten Elektroautos nur mit einphasigen Ladegeräten von 2–3 kW ausgestattet sind. Um mit 11 kW zu laden, werden jedoch alle drei Phasen benötigt.
Ist mein Dach geeignet?
Die Installation einer Photovoltaikanlage ist auf den meisten Hausdächern möglich, sofern Ihre Dachfläche größtenteils von Schatten frei ist. Schattenquellen können benachbarte Gebäude, Bäume oder Schornsteine auf Ihrem Dach sein. Zusätzlich sollte Ihr Dach in gutem Zustand sein (Haltbarkeit noch 20 bis 30 Jahre) und Ihre Dachfläche mindestens 20 Quadratmeter freie Fläche bieten.
Auch wenn Ihr Dach nicht nach Süden ausgerichtet ist, kann z.B. eine West-Ost-Ausrichtung vorteilhafter sein.
Die gängigste Methode zur Installation von Photovoltaikmodulen auf schrägen Dächern ist die Aufdach-Montage, bei der die Solarmodule auf den vorhandenen Dachziegeln angebracht werden. Eine alternative Option ist die Indachmontage, bei der die Solarmodule die Dachziegel ersetzen und eine zusätzliche Dachabdeckung nicht erforderlich ist.
Wenn Sie ein Flachdach haben, besteht die Möglichkeit, die Module mithilfe eines Flachdach-Montagesystems zu erhöhen. Diese Anhebung der Solarmodule ermöglicht es, vergleichbare Erträge wie auf Schrägdächern zu erzielen, und in den meisten Fällen ist keine Durchdringung des Dachs erforderlich. In Bürogebäuden werden Photovoltaikanlagen auch oft an den Fassaden angebracht, obwohl diese Montagevariante in der Regel für Einfamilienhäuser nicht geeignet ist. Größere Photovoltaikanlagen werden normalerweise auf Freiflächen installiert und auf dem Boden aufgestellt.
Welche Montagesysteme gibt es?
AUFDACH-MONTAGESYSTEME
Für ein typisches Einfamilienhaus mit einem schrägen Dach ist die gängige Methode die Aufdachmontage mit einem speziellen Aufdach-Montagesystem. Bei dieser Methode werden die Solarmodule mithilfe von Dachhaken und Schienen auf den bereits vorhandenen Dachziegeln installiert. Ein Aufdach-Montagesystem ist für Dächer mit einer Neigung zwischen 20 und 60 Grad geeignet. Um sicherzustellen, dass die Photovoltaikanlage während ihrer voraussichtlichen Betriebsdauer von 20-25 Jahren nicht entfernt werden muss, ist es wichtig sicherzustellen, dass Ihr Dach sich in gutem Zustand befindet und in absehbarer Zeit keine Sanierung benötigt.
DACHHAKEN:
Für Ziegeldächer aller Art. Ein Dachhaken verbindet die Montageschiene mit dem Photovoltaikmodul.
MONTAGESCHIENEN:
Sie dienen den Photovoltaikmodulen als Stützpunkt. Um eine sichere Befestigung der Module zu gewährleisten, werden die Module normalerweise mithilfe von Modulklemmen auf den Montageschienen fixiert. Wenn die Module im Hochformat installiert werden, sind in der Regel lediglich zwei horizontale Montageschienen pro Modulreihe erforderlich. Bei der Landscape-Montage hingegen werden zusätzliche vertikale Montageschienen benötigt, um die Module zu sichern.
BLECHDACH:
Wenn Ihr Dach keine herkömmlichen Ziegeldachziegel hat, sondern stattdessen mit Trapezblech oder Wellblech bedeckt ist, werden in der Regel statt Dachhaken lange Schrauben, sogenannte Stockschrauben, verwendet. Diese Schrauben durchdringen das Blech und werden dann ähnlich wie Dachhaken an den Dachsparren befestigt.
Alternativ gibt es spezielle Montagesysteme für Wellblech und Trapezblech, bei denen kurze und kompakte Montageschienen direkt auf das Blech geschraubt werden.
FLACHDACH
Für diese Montage gibt es spezielle „Flachdachmontagesysteme“. Diese ständern die Module zusätzlich auf.
Was ist eine Freiland Montage?
Die Freiland-Montage ist die gängige Methode zur Installation von großen Photovoltaikanlagen. Bei dieser Vorgehensweise werden die Solarmodule typischerweise in mehreren Reihen angeordnet, meistens in südlicher Ausrichtung. Um sicherzustellen, dass die Module sich nicht gegenseitig beschatten, ist, ähnlich wie bei Flachdachanlagen, ein bestimmter Abstand zwischen den Reihen erforderlich. Oft werden auch mehrere Module übereinander montiert, um die Erträge auf der vorhandenen Fläche zu maximieren.
Warum Wind- und Schneelast?
SCHNEELAST: Eine leichte Schneebelastung auf den Photovoltaikmodulen stellt in der Regel kein Problem dar. Bei größeren Schneemengen hingegen kann ein erhebliches Gewicht auf der Oberfläche der Module lasten, was potenziell Schäden verursachen kann.
In Regionen mit sehr starkem Schneefall kann es daher notwendig sein, die Solarmodule auf dem Dach zusätzlich zu erhöhen, um das natürliche Abrutschen des Schnees zu erleichtern.
Um möglichen Problemen aufgrund von zu hohen Schneelasten vorzubeugen, ist es wichtig, die durchschnittliche lokale Schneelast in die Planung der Photovoltaikanlage einzubeziehen.
WINDLAST: Besonders bei Flachdachanlagen besteht die Gefahr von starkem Wind, da der Wind hier mehr Angriffsfläche hat und die Module verschieben oder sogar abheben kann. In Regionen mit hoher Windlast müssen Flachdachanlagen daher mit zusätzlicher Ballastierung versehen werden, um ihre Stabilität sicherzustellen.
Wie läuft eine Montage ab?
Die Montage von Photovoltaikmodulen auf einem Einfamilienhaus nimmt normalerweise nur einen Tag in Anspruch. Die Elektroinstallation erfolgt oft an einem separaten Tag.
Für die sichere Montage auf Schrägdächern ist in der Regel der Aufbau eines Gerüsts erforderlich. Bei Flachdächern kann oft auf ein Gerüst verzichtet werden, solange ausreichende Absturzsicherungen vorhanden sind.
Nach Abschluss der Montage erhalten Sie eine kurze Einweisung in Ihre Anlage. Zudem wird Ihnen erklärt, wie Sie die Leistung Ihrer Anlage mithilfe der Monitoring-Funktion Ihres Wechselrichters eigenständig überwachen können.
Wieviel Geld spare ich ein?
Wieviel Sie wirklich einsparen, hängt von vielen Faktoren ab und kann stark abweichen. Abgesehen von den Faktoren „Sonnenstunden“ ist auch die Ausrichtung, Neigung und Größe der Dachfläche entscheidend. Sprechen Sie daher mit uns – wir beraten Sie gerne.
Warum soll ich die gewonnenen Energie speichern?
Um die erzeugte Energie nicht gleich verbrauchen zu müssen, empfiehlt sich der Kauf einer Batterie-Speicher-Anlage (Stromspeicher). Wenn dieser vollständig geladen ist, wird der Überschuss in das öffentliche Netz eingespeist.
Eine Speicherung empfiehlt sich auch, wenn Sie ein Elektroauto mit Ihrem Strom laden möchten.