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«Wichtige Hinweise zum Betrieb einer Inselanlage»
Eine Photovoltaikanlage ist umweltfreundlich und zuverlässig und gilt damit als besonders nachhaltig. Nicht umsonst wird Sonnenenergie – auch im Rahmen der Solarthermie – als elementarer Grundpfeiler der Energiewende betrachtet. Heute bestehen verschiedenste Lösungen, um den erzeugten Solarstrom zu nutzen – etwa kann man ihn ins Netz einspeisen, wofür man eine Einspeisevergütung erhält. Neben der verbreiteten Bereitstellung für das öffentliche Versorgungsnetz kann man Photovoltaik ohne Einspeisung an das Hausnetz anschließen. Allerdings gilt es dann, einiges zu beachten. Denn die Sicherheit des öffentlichen Stromnetzes als Rückfallebene fehlt.
Was ist eine Inselanlage?
Während Solarthermie Sonnenenergie in Wärme umwandelt, erzeugt Photovoltaik, oder kurz PV, Strom aus Sonnenstrahlung. In der PV-Anlage auf dem Hausdach wird mittels kristalliner Prozesse elektrische Spannung erzeugt und dann über Wechselrichter und andere Vorrichtungen auf eine technisch nutzbare Spannung transformiert. Der Standardfall ist die Einspeisung des solar erzeugten Stroms in das öffentliche Versorgungsnetz. Auch eine anteilige Eigennutzung ist nicht unüblich, wobei dann meist weiterhin eine Verbindung zum Stromnetz besteht. Diese bringt Sicherheit, wenn weniger Energie erzeugt als benötigt wird. Auch werden Überschüsse eingespeist und so ein finanzieller Ertrag generiert.
Anders sieht es dagegen bei der so genannten Inselanlage aus, bei der man Photovoltaik ohne Einspeisung an das Hausnetz anschließt. Man spricht von einer Inselanlage, wenn das Hausnetz völlig eigenständig und ohne Kontakt zur öffentlichen Stromversorgung agiert. Der auf dem Hausdach erzeugte Strom wird mittels Speicherakkus „eingelagert“ und bei Bedarf aus diesen Speichern abgerufen und genutzt. Ähnlich einer Insel im Meer ohne Zugang zum Festland versteht sich die Inselanlage in Bezug auf die Photovoltaikanlage ebenfalls als völlig losgelöst und damit ohne Kontakt zur sonstigen Stromversorgung.
Solarstrom selbst verbrauchen ohne Einspeisung – geht das überhaupt?
Zunächst stellt sich die Frage, ob eine Solaranlage ohne Einspeisung überhaupt betrieben werden kann. Zwar erleichtern die Netzeinspeisung und der damit verbundene Stromanschluss einiges. So kann bei zu wenig Solarenergie immer auf die öffentliche Versorgung zurückgegriffen werden. Außerdem erhält man für diese Option eine Einspeisevergütung. Allerdings funktioniert aus technischer Sicht auch die alleinige Nutzung von Solarstrom ganz ohne die Rückfallebene der öffentlichen Stromversorgung. Allerdings muss das gesamte System dann so konzipiert werden, dass es auch tatsächlich zuverlässig funktioniert.
Wann ist eine Photovoltaik ohne Einspeisung sinnvoll?
Sinnvoll ist ein autarkes Hausnetz mit Solaranlage immer dann, wenn beispielsweise überhaupt kein öffentliches Stromnetz zur Verfügung steht. Das kann beispielsweise bei abgelegenen Weilern, oder auch bei Ferienhäusern im Grünen der Fall sein. Auch eine nur zeitweilige Nutzung eines Gebäudes kann für eine PV-Anlage ohne Einspeisung sprechen, wenn der öffentliche Netzanschluss schlicht in Relation zur Nutzungsdauer zu teuer wäre. Ein geringer Strombedarf und gleichzeitig die Möglichkeit zu einer hohen, möglichst gleichmäßigen Stromerzeugung sind Grundvoraussetzungen, um eine Inselanlage aus praktischen Gesichtspunkten lohnenswert erscheinen zu lassen.
Was beachten, wenn man Photovoltaik ohne Einspeisung an das Hausnetz anschließen möchte?
Soll eine PV-Anlage autark, also ohne Netzeinspeisung funktionieren, kommt es auf einige elementare Komponenten bzw. Sachverhalte oder vielmehr Beziehungen an. Passen sie zum Gesamtkonzept, lässt sich eine Inselanlage erfolgreich betreiben:
Der Strombedarf
Die erste relevante Kenngröße im eigenen Hausnetz ist der vorhandene Strombedarf für die Photovoltaikanlage. Je höher der Eigenverbrauch, umso höher auch die Anforderung an die eigene Stromerzeugung. Besonders gut lässt sich Solarstrom selbst verbrauchen, wenn der Strombedarf möglichst gleichförmig und ohne auffällige Leistungsspitzen auftritt. Das lässt sich zumindest bedingt steuern, wenn beispielsweise Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen oder der Betrieb zeitunabhängiger Elektrogeräte, z.B. einer Waschmaschine, von sonstigen zeitabhängigen Verbrauchern losgelöst werden. Nächtliche Fahrzeugladezyklen führen dazu, dass die ansonsten verbrauchsarme Zeit genutzt wird und der Tagesverbrauch moderat ausfällt. Ein solcher Ausgleich wirkt sich positiv auf die erforderliche Technik aus, da die Bemessung immer nach dem Maximalbedarf vorgenommen werden muss, da die „Notversorgung“ aus dem öffentlichen Netz im Inselbetrieb nicht vorhanden ist.
Die Maximalleistung der Solaranlage
Um die Photovoltaik ohne Einspeisung sinnvoll zu betreiben, muss auch die Solaranlage selbst ausreichend leistungsfähig dimensioniert sein. Photovoltaik ist abhängig von der Strahlungsintensität der Sonne, die aber leider nicht zuverlässig in einem konstanten Maß vorhanden ist. Deshalb muss die Anlage so dimensioniert werden, dass ihre Maximalleistung den Bedarf deutlich übertrifft, um so im Mittel des zu erwartenden Ertrags den Verbrauch zuverlässig zu decken. Deshalb fallen Anlagen ohne Einspeisung immer größer aus, als Systeme, die auf einen solar erzeugten Beitrag zur öffentlichen Versorgung hin ausgerichtet sind.
Der Stromspeicher
Im Inselbetrieb muss der Speicher der Solaranlage zwar nicht übermäßig groß dimensioniert sein. Denn es ist ja ohnehin mit einem mehr oder weniger dauerhaften Verbrauch der Energie zu rechnen. Allerdings sollte der Akku so vorgesehen werden, dass Übererträge besonders sonniger Tage für weniger intensive Sonnentage „zwischengeparkt“ werden können. Je zahlreicher die dauerhaft auf Energie angewiesenen Verbraucher ausfallen, umso größer sollte der Speicher der Photovoltaikanlage ausfallen, um eine bestmögliche Versorgungssicherheit zu bieten.
Gebäude, die sich besonders gut für Photovoltaik ohne Einspeisung eignen
Nun stellt sich die Frage, welche Gebäudetypen einen vergleichsweise geringen Eigenverbrauch bei trotzdem möglichst hohem Ertrag der PV-Anlage versprechen. Prädestiniert, um Photovoltaik ohne Einspeisung an das Hausnetz anzuschließen, sind – wie bereits angesprochen – Ferienhäuser, aber auch Wochenendhäuser oder sonstige nur temporär genutzte Objekte. Andererseits bieten auch nur von Singles oder Paaren genutzte Objekte gute Voraussetzungen, um Solarenergie ohne Netzanbindung zu nutzen. Das bedeutet, die noch recht neuen Tiny-Houses bieten ebenfalls hervorragenden Chancen für Inselanlagen. Wechselrichter und Speicher lassen sich für den zu erwartenden niedrigen Verbrauch gut im kleinen Gebäude unterbringen und das große Kostenpaket des Netzanschlusses entfällt vollständig.
Wann Sie auf eine Photovoltaikanlage ohne Einspeisung verzichten sollten
Auf eine Solaranlage ohne Netzeinspeisung verzichten sollte man dagegen, wenn der Stromverbrauch insgesamt sehr hoch ausfällt. Dann wäre die für einen sicheren autarken Betrieb nötige Kollektorfläche und Speichergröße so groß, dass ein sinnvoller Nutzen in der Gesamtbetrachtung nicht mehr gegeben ist. Auch extrem schwankende Verbrauchswerte lohnen nur selten, da die Bemessung der Inselanlage immer nach dem maximalen Bedarf erfolgt. Ist dieser aber nur selten vorhanden, geht viel Solarstrom ungenutzt verloren, wenn der Speicher voll ist und der Bedarf weiterhin niedrig ausfällt. Fehlen konstante Verbraucher, leider die Effizienz und zumindest die finanzielle Rentabilität erscheint rasch negativ.
Fazit: Mit der richtig konzipierten PV-Anlage ohne Einspeisung erfolgreich sein
Man kann heute problemlos Photovoltaik ohne Einspeisung nutzen und an das Hausnetz anschließen. Mitunter ist es sogar einfacher, weil beispielsweise auch die komplizierte Anmeldung der Photovoltaikanlage bei der Bundesnetzagentur entfällt. Vor allem aber bringt eine solche Inselanlage die vollständig autarke Energieversorgung. Wichtig ist hierbei, dass Verbrauch und Anlage zueinanderpassen. Andernfalls erfolgt entweder die kostenintensive Überdimensionierung, oder die Versorgung ist unsicher und Bedarfsspitzen können nicht abgedeckt werden. Eine zuverlässige und gewissenhafte Konzeption zeigt rasch, ob die Inselanlage im Einzelfall sinnvoll ist oder nur mit einigem Aufwand umgesetzt werden kann. Gerade für besondere Gebäude zeigt sie sich aber häufig lohnenswert, so dass Solarenergie ohne den Umweg über das öffentliche Versorgungsnetz direkt gespeichert und verbraucht werden kann.