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Photovoltaik als Inselanlage: Autarkie und Notversorgung mit Solarstrom

Mit einer sogenannten Inselanlage, bestehend aus einer PV-Anlage und einem Stromspeicher, kann man theoretisch komplett unabhängig vom öffentlichen Stromnetz leben. In der Praxis ist dies aber nicht wirtschaftlich und schwer umzusetzen, weil man dafür eine relativ große Photovoltaik-Anlage mit sehr großem Stromspeicher benötigt. Hier erfahren Sie alles Wichtige zu PV-Inselanlagen sowie zur Unterscheidung zwischen Notstrom und Ersatzstrom. Außerdem finden Sie alle Infos zu Wirtschaftlichkeit und Kosten.

Die Idee: 100 % Autarkie mit einer Solaranlage

Immer mehr Menschen denken darüber nach, mit einer PV-Anlage und einem Stromspeicher komplett unabhängig vom öffentlichen Stromnetz zu leben. Das ist mit einer sogenannten Inselanlage theoretisch auch möglich, praktisch aber ziemlich unwirtschaftlich und schwer umzusetzen.

Eine Solar-Inselanlage ist im Gegensatz zu netzgebundenen Solar-Anlagen, auch Einspeiseanlagen genannt, nicht an das öffentliche Stromnetz gekoppelt. Überschüssiger Solarstrom wird folglich nicht ins öffentliche Netz eingespeist, sondern im Stromspeicher für eine spätere Nutzung zwischengespeichert. So möchte man ein Maximum an Autarkie erreichen.

Damit dies funktioniert, bedarf es allerdings einer relativ großen bzw. leistungsstarken Photovoltaik-Anlage (> 10 kWp) mit sehr großem Speicher. Für die Menge an Solarmodulen, die benötigt würde, um ein ganzes Haus autark mit Solarstrom zu versorgen, sind die Dächer der meisten Eigenheime aber in der Regel zu klein und auch der Speicher benötigt viel Platz. Daher werden PV-Inselanlagen meistens nur in Gegenden eingesetzt, in denen es schlichtweg keine öffentliche Stromversorgung gibt oder in Häusern, die nur temporär bewohnt werden.

Neben der Inselanlage gibt es noch die Einspeiseanlage sowie die Null-Einspeiseanlage als Unterarten der Photovoltaik-Anlagen. Die Einspeiseanlage funktioniert ohne Stromspeicher, indem sie den überschüssig erzeugten Strom ins öffentliche Netz einspeist, die Null-Einspeiseanlage dagegen besitzt wie die Inselanlage einen Speicher, in dem der Überschuss gespeichert wird. Der Unterschied zwischen der Null-Einspeiseanlage und der Inselanlage liegt darin, dass die Inselanlage komplett autark arbeitet und keine Verbindung zum Stromnetz besteht.

Einspeiseanlage

Null-Einspeiseanlage

Inselanlage

Kein Stromspeicher

Mit Stromspeicher

Mit Stromspeicher

Überschüssiger Strom wird ins Netz eingespeist

Überschüssiger Strom wird in Speicher zwischengespeichert

Überschüssiger Strom wird in Speicher zwischengespeichert

Verbindung mit dem öffentlichen Stromnetz

Verbindung mit dem öffentlichen Stromnetz

Nicht an das öffentliche Stromnetz gekoppelt

Theoretische Inselanlage für Einfamilienhäuser

Eine Inselanlage in einem normalen Einfamilienhaus zu installieren ist, wie bereits erwähnt, in der Theorie möglich, praktisch aber nicht wirklich wirtschaftlich. Die Idee, komplett unabhängig vom öffentlichen Stromversorger zu sein, mag zwar verlockend klingen, rechnet sich finanziell gesehen aber einfach nicht. Weil eine Inselanlage einen sehr großen Speicher und eine höhere Nennleistung benötigt, ist sie deutlich teurer als eine Einspeiseanlage. Für eine Inselanlage müssen Sie außerdem über eine umfangreiche Dachfläche für die Solarmodule und auch ausreichend Platz für den großen Stromspeicher verfügen.

Wenn Sie mit einer vierköpfigen Familie in einem gewöhnlichen Einfamilienhaus leben, haben Sie in der Regel einen jährlichen Energieverbrauch zwischen 4.000 und 5.000 kWh. Wenn Sie nun das ganze Jahr über völlig autark leben möchten, würden Sie theoretisch eine PV-Anlage mit mindestens 10 kWp Leistung benötigen, eher mehr. Für eine solche Anlage bräuchten Sie dann aber schon etwa 60 m² Dachfläche für die entsprechenden PV-Module. Ein durchschnittliches Einfamilienhaus mit 110 m² Wohnfläche hat in etwa genau diese Dachfläche, aber Sie können nicht das komplette Dach mit Solarmodulen belegen.

Der Preis für eine solche Solaranlage liegt zwischen 18.000 und 30.000 Euro*. Diese Kosten beziehen sich aber nur auf die PV-Anlage. Dazu käme noch der Stromspeicher mit mindestens 15 kWh Speicherkapazität, auch hier eher mehr, damit Sie auch über die Wintermonate kommen. Ein solcher Speicher kostet aktuell rund 20.000 Euro. So müssen Sie bei einer Inselanlage + Speicher in etwa mit 38.000 bis 50.000 Euro rechnen. Zum Vergleich: eine normale PV-Anlage mit 8 kWp + Speicher würde für dasselbe Haus nur rund 25.000 Euro kosten.

*Alle Preise sind branchenübliche Durchschnittspreise. Die tatsächlichen Kosten hängen von vielen Faktoren ab, wie zum Beispiel wie der Qualität der Komponenten, und variieren deshalb je nach Anbieter.

Eine Inselanlage ist 2024 nicht wirtschaftlich

Es zeigt sich, dass der Betrieb einer PV-Inselanlage zum jetzigen Zeitpunkt keinesfalls wirtschaftlich ist. Wenn man sich darüber hinaus die durchschnittlichen Ausfallzeiten im deutschen Stromnetz von rund 10 Minuten pro Jahr anschaut, ist die Frage nach der Notwendigkeit einer komplett autarken Anlage durchaus berechtigt, denn die Stromversorgung in Deutschland ist eine der zuverlässigsten weltweit.

Abgesehen von den Szenarien, in denen z. B. ein Ferienhaus nur ein paar Wochen oder Monate im Jahr bewohnt wird und den Bereichen, in denen ein Anschluss an ein öffentliches Stromnetz fehlt, macht eine Inselanlage im Prinzip keinen Sinn. Um bei einem Stromausfall gewappnet zu sein, ist eine PV-Anlage mit Batteriespeicher und Notstromfunktion völlig ausreichend.

Sonne scheint auf Photovoltaikmodul

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Photovoltaik bei Stromausfall nutzen

Viele Menschen denken, dass ihre PV-Anlage bei einem Stromausfall weiterhin funktioniert und sie diese zur Überbrückung nutzen können. Leider ist das aber nicht ganz so einfach. Bei „normalen” Solar-Anlagen schaltet sich der Wechselrichter aus Sicherheitsgründen bei einer Unterbrechung der öffentlichen Stromversorgung ab, damit das Netz nicht weiter belastet wird und repariert werden kann.

Der Wechselrichter wird aber benötigt, um den auf dem Dach gewonnenen Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln und im Haus nutzen zu können. Wenn Ihre Photovoltaik-Anlage nicht zusätzlich mit einer Not- oder Ersatzstromfunktion ausgestattet ist, fährt sich die gesamte Anlage bei Stromausfall herunter und schaltet sich ab.

Falls es Ihnen also wichtig ist, dass Sie im Falle eines Stromausfalls weiterhin auf den Solarstrom aus Ihrer PV-Anlage zurückgreifen können, sollten Sie sich für eine PV-Anlage entscheiden, die notstrom- oder ersatzstromfähig ist. Beide Systeme können Sie im Notfall erst einmal mit Strom versorgen, unterscheiden sich aber in einigen Punkten, insbesondere im Ausmaß der Notstromversorgung.

Notstrom steht für Notstrombetrieb

Wenn im Zusammenhang mit Photovoltaik-Anlagen von Notstrom gesprochen wird, ist in aller Regel damit gemeint, dass die Anlage bei einem Ausfall des öffentlichen Stromnetzes auf den im Stromspeicher vorhandenen Solarstrom zurückgreifen kann. Voraussetzung dafür ist, dass Ihre Solar-Anlage mit einem notstromfähigen Stromspeicher verbunden ist und dass dieser zum Zeitpunkt des Stromausfalls geladen ist. Außerdem funktioniert die Stromversorgung natürlich nur solange, bis der Speicher leer ist. Bis zu diesem Zeitpunkt werden Ihre wichtigsten Geräte notdürftig weiter mit Ihrem Solarstrom versorgt.

In den meisten Fällen wird für die Notstromversorgung eine einzelne Steckdose in der Nähe des Stromspeichers angebracht und mit diesem verbunden. Im Ernstfall kann diese über den Notstromschalter aktiviert werden und ist dann ausschließlich für die Versorgung mit Notstrom verwendbar.

Über das Notstromsystem können Sie zwar niemals Ihr komplettes Haus mit Strom versorgen, aber die wichtigsten Geräte wie etwa Kühlschrank und Licht funktionieren erst einmal weiter. Ausschlaggebend ist hierbei immer die Menge an Strom, die sich zum Zeitpunkt des Stromausfalls im Speicher befindet. Denn die PV-Anlage produziert bei deinem Stromausfall keinen zusätzlichen Strom und der Stromspeicher kann nicht nachbeladen werden.

Ersatzstrom steht für Inselbetrieb

Im Unterschied zum Notstromsystem bietet Ihnen die Ersatzstrom-Funktion eine wesentlich umfangreichere Stromversorgung im Fall eines Netzausfalls. Zwar wird der Wechselrichter bei einem Stromausfall automatisch vom Netz getrennt. Durch den Einbau zusätzlicher Komponenten für Ersatzstrom kann der Wechselrichter aber nach einer kurzen Unterbrechung einen Neustart ausführen.

Nach diesem Reset läuft die Photovoltaik-Anlage weiter. Die Stromversorgung ist dann nur von der Leistung des Stromspeichers bzw. des Wechselrichters begrenzt. In diesem Fall spricht man von einem Inselbetrieb, da die PV-Anlage durch den Ersatzstrom auch weiterhin eigenen Solarstrom erzeugen und den Speicher nachbeladen kann. Selbstverständlich nur, wenn die Sonne ausreichend scheint. Wenn die Strommenge im Speicher gänzlich aufgebraucht ist, endet auch die Ersatzstromversorgung.

Wichtig zu wissen ist es außerdem, dass sich immer eine Mindestmenge an Strom im Stromspeicher befinden muss, da eine kleine Strommenge für den Neustart des Wechselrichters benötigt wird. Aus diesem Grund sollte die maximale Entladetiefe des Speichers bei einer Inselanlage auf 20 bis 30 Prozent eingestellt sein. Darüber hinaus ist eine Solar-Anlage mit Ersatzstromversorgung deutlich teurer als eine netzgekoppelte Anlage und auch nicht in allen Haushalten möglich. Die Umsetzbarkeit der Installation muss hier im Einzelfall durch einen Fachbetrieb überprüft werden.

Wie kann DZ4 beim Thema Autarkie helfen?

Bei DZ4 haben Sie die Wahl: Sie können eine Solaranlage inklusive Stromspeicher entweder mieten oder kaufen. Wir arbeiten mit verschiedenen Herstellern und Errichtungspartnern zusammen. Mit nahezu allen Stromspeichern können Sie über das Jahr betrachtet Autarkiegrade von durchschnittlich 70 Prozent erreichen – auch ohne Not- oder Ersatzstromfähigkeit. Machen Sie einfach den DZ4 Solarcheck und fordern Sie eine kostenlose Beratung an.

Autorin

Halina Schmidt schreibt bei DZ4 seit 2021 über Photovoltaik-Anlagen, grünen Strom und die Energiewende.