Stromversorgung bei Stromausfall

Mit dem kauf einer PV-Anlage ist häufig auch die Idee verbunden, dass im Falle eines Stromausfalles das Haus immer noch mit Stom versorgt werden kann. Bei einer Anlage, welche regulär and das Stromnetz angeschlossen ist, funktioniert das nicht ohne Weiteres. Zwar können die meisten Wechselrichter ein eigenes Stromnetz aufbauen, jedoch muss dazu das Hausnetz zunächst vom öffentlichen Stromnetz getrennt und in einen temporären Inselbetrieb überführt werden. Erst dann fließt wieder Strom. Es gilt daher: Eine PV-Anlage versorgt das Haus bei einem Stromausfall nicht automatisch mit Strom. Das ist zwar zunächst kontraintuitiv, da man je gerade bei einem Stromausfall die PV-Anlage gut gebrauchen kann, macht aber aus Sicherheitsgründen Sinn. Da bei der Wiederherstellung der öffentlichen Stromversorgung eine unkonntrollierte Einspeisung der PV-Anlage eine Gefahr darstellen würde haben alle Wechselrichter eine Abschaltfunktion für den Fall eines Stromausfalls. Deswegen überprüft jeder Wechselrichter, der an das öffentliche Netz angeschlossen ist immer, ob die Standardfrequenz und die -Spannung anliegt (50 Herz bei 230 Volt). Sobald diese Bedingungen nicht mehr erfüllt sind schaltet der Wechselricher automatisch ab.

Mit der passenden technischen Infrastruktur können jedoch einfach die Voraussetzungen geschaffen werden, um einen weitere Betrieb der PV-Anlage und damit der Stromversorgung zu gewährleisten. Diese Infrastruktur besteht im wesentlichen aus einem Netztrennschalter, welche das Hausnetz vom öffentlichen Netz trennt. Am einfachsten ist ein sogenannter Netztrennschalter. Dieser muss manuell betätigt werden, erfordert also, dass man vor Ort ist und im Zweifel auch nicht mitbekommt, wenn die Stromversorgung über das öffenltiche Netz wieder funktioniert. Darüber hinaus benötigt man einen sogenannten Insel-Wechselrichter, welcher fähig ist ein eigenes Stromnetz aufzubauen. Diese Wechselrichter werden hauptsächlich auf Schiffen oder auf Hütten ohne Netzanschluss verwendet. Eine alternative dazu sind automatische Netztrennschalter, diese trennen bei einem Netzausfall automatisch das Hausnetz vom öffentlichen Stromnetz und stellen die Verbindung nach dem Aufbau des Netzes auch wieder her. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist, dass bei vielen Modellen kein spezieller Insel-Wechselrichter benötigt wird, sondern der Automatik Schalter den Netzaufbau steuert.

Was hierbei allerdings klar sein sollte: Durch das umschalten auf einen reinen PV-Betrieb kann es sein, dass nicht mehr alle elektrischen Verbraucher im Haus mit Strom versorgt werden können, da die entsprechende Leistung fehlt. Es ist als ratsam sich bei einer solchen Lösung zu überlegen, welche Verbraucher man benötigt und wie viel Strom diese verbrauchen. Anschließend kann man die Leistung der Anlage entsprechend dimensionieren.

#Varianten der Stromversorgung bei Stromausfall 1. Steckdose am WR Eine in einen Wechselrichter integrierte Steckdose ist die günstigste Variante um auch bei einem Stromausfall energie zu haben. Sie ermöglicht den einfachen Anschluss von Geräten ohne zusätzliche Verkabelung, was Platz spart vor allem und die Installationskosten reduziert. Dies kann ein praktisches Merkmal für diejenigen sein, die ein einfaches und leicht zu installierendes Solarenergiesystem wünschen. Außerdem wird für diese Art der Stromversorgung kein Speicher benötigt. Das bedeutet aber auch, dass die Stromversorgung nur funktioniert, wenn die PV-Anlage Strom produziert. Darüber hinaus schränkt es auch die Flexibilität und die Anzahl der Geräte ein, die gleichzeitig angeschlossen werden können und man benötigt einen speziellen Wechselrichter, welcher eine Steckdose besitzt, man ist also auf wenige Modelle beschränkt.

2. Notstrom Eine weitere Möglichkeit, um eine teilweise Stromversorgung weiterhin zu gewährleisten ist der sogenannte Notstrom. Bei dieser Variante wird eine Batterie benötigt. Diese liefert den Strom für den Haushalt. Da die verfügbare Energie durch die Kapazität des Speichers begrenzt ist, sollten nur wichtige Geräte damit betrieben werden. Diese Geräte werden mithilfe eines separaten Schaltkreises mit dem Batteriespeicher verbunden. Es wird also individuell festgelegt, welchen Geräten eine entsprechende Priorität zukommt. Wichtig zu beachten: Der Notstrom wird nicht durch die PV-Anlage erzeugt, sondern durch die noch im Speicher vorhandene Energie.

Wer sich also aus seiner PV-Anlage mit Notstrom versorgen will, benötigt einen notstromfähigen Batteriespeicher, der zum Zeitpunkt des Stromausfalls genügend geladen sein muss, um die Zeit bis zur Wiederaufnahme des Netzbetriebs zu überbrücken. Theoretisch ist es möglich, den Wechselrichter der PV-Anlage über den Notstromkreis zu betreiben, sodass tagsüber wieder Strom aus der PV-Anlage gewonnen werden kann. In der Praxis ist dies jedoch schwierig umzusetzen, da der Betrieb des Wechselrichters nur innerhalb bestimmter Netzparameter möglich ist, die der Strombetrieb aus der Batterie in der Regel nicht erfüllt. 3. Ersatzstrom Die Ersatzstromversorgung funktioniert anders als die Notstromversorgung. In diesem Fall startet der (Hybrid-)Wechselrichter einige Sekunden nach einem Stromausfall (und nach der Trennung vom öffentlichen Netz) automatisch wieder mit Strom aus der PV-Anlage, ohne dass ein manueller Eingriff erforderlich ist. Die PV-Anlage kann dann wie gewohnt genutzt werden. Es sind keine separaten Stromkreise erforderlich, und die Ersatzstromversorgung muss nicht manuell aktiviert werden. Allerdings verfügen nicht alle Wechselrichter über diese Funktion, und es ist ein Hybrid-Wechselrichter mit der so genannten Schwarzstartfähigkeit erforderlich.

Wenn der Batteriespeicher geladen ist, können alle Verbraucher im Haushalt wie gewohnt mit Strom versorgt werden, bis der Speicher leer ist. Außerdem ist es technisch möglich, den Speicher auch bei einem Netzausfall mit Strom aus der PV-Anlage aufzuladen. Da die meisten PV-Dachanlagen jedoch nicht genug Solarstrom produzieren, um den Haushalt vollständig zu versorgen, empfiehlt es sich, auch in diesem Fall nur die wichtigsten Verbraucher einzuschalten.

Es ist zu beachten, dass auch das erneute Einschalten des Wechselrichters Strom verbraucht. Wenn der Wechselrichter für den Neustart auf die Batterie angewiesen ist, ist eine Notstromversorgung nicht möglich, wenn das Speichersystem diesen Notstrom nicht bereitstellen kann. Dieses Problem kann vermieden werden, indem die Entladetiefe des Batteriespeichers so eingestellt wird, dass immer genügend Energie für einen Wechselrichter-Neustart gespeichert ist. Dabei ist jedoch zu beachten, dass eine Verringerung der Entladetiefe zu wirtschaftlichen Einbußen führt, da sie die im Alltag verfügbare Kapazität des Speichers verringert.