Photovoltaik bei Stromausfall – was funktioniert wirklich?

Eine Photovoltaikanlage auf dem Dach erzeugt Strom aus Sonnenlicht. Trotzdem bedeutet das nicht automatisch, dass im Haus auch bei einem Stromausfall weiterhin Strom verfügbar ist.

Normale netzgekoppelte Photovoltaikanlagen sind auf das öffentliche Stromnetz abgestimmt. Fällt dieses aus, schalten sich die Wechselrichter in der Regel ebenfalls ab. Das dient unter anderem der Sicherheit des Stromnetzes. Wer sein Haus oder einzelne Verbraucher auch während eines Netzausfalls versorgen möchte, benötigt dafür eine entsprechend ausgelegte Anlage.

Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten: von einer einfachen Notstromversorgung über ein Ersatzstromsystem bis hin zu einer vollständig vom öffentlichen Netz unabhängigen Insellösung.

Netzgekoppelte Photovoltaikanlage

Die meisten Photovoltaikanlagen auf Wohnhäusern arbeiten netzgekoppelt. Der erzeugte Solarstrom wird zunächst im eigenen Haus genutzt. Überschüsse können ins öffentliche Netz eingespeist werden.

Solange das Stromnetz funktioniert, ist dieses Prinzip unkompliziert und zuverlässig. Bei einem Netzausfall sieht es jedoch anders aus: Der Wechselrichter verliert seine Netzreferenz und schaltet sich normalerweise ab. Auch wenn draußen die Sonne scheint und die Module Strom erzeugen könnten, steht dieser Strom dann nicht automatisch im Haus zur Verfügung.

Eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage arbeitet normalerweise synchron zum öffentlichen Stromnetz. Spannung und Frequenz des Netzes dienen dabei als Referenz.

Würde eine PV-Anlage während eines Netzausfalls unkontrolliert weiter Strom in das öffentliche Netz einspeisen, könnten Leitungen unter Spannung stehen, obwohl sie eigentlich abgeschaltet sein sollten.

Deshalb müssen Anlagen erkennen, wenn das öffentliche Netz ausfällt, und sich sicher davon trennen. Erst wenn die Anlage technisch dafür ausgelegt ist, ein eigenes Inselnetz aufzubauen, kann sie während eines Stromausfalls weiterarbeiten.

Ein Batteriespeicher allein reicht nicht

Ein häufiger Irrtum ist, dass ein vorhandener Batteriespeicher automatisch für Strom bei einem Netzausfall sorgt.

Das ist nicht zwingend der Fall.

Auch ein Batteriespeicher benötigt einen geeigneten Wechselrichter und eine technische Umschalteinrichtung. Das System muss das Gebäude sicher vom öffentlichen Stromnetz trennen und anschließend ein eigenes kleines Stromnetz aufbauen können.

Ob eine bestehende Anlage dazu in der Lage ist, hängt deshalb nicht nur vom Speicher ab, sondern vom gesamten System.

Notstrom – Versorgung einzelner Verbraucher

Bei einfachen Notstromlösungen steht im Fall eines Stromausfalls häufig nur eine bestimmte Steckdose oder ein begrenzter Stromkreis zur Verfügung.

Damit können beispielsweise wichtige kleinere Verbraucher versorgt werden:

• Kühlschrank und Gefrierschrank
• Beleuchtung
• Router und Kommunikationstechnik
• Ladegeräte
• eventuell Heizungssteuerung und Umwälzpumpe

Der Vorteil liegt in der vergleichsweise einfachen Technik. Allerdings steht nicht automatisch im gesamten Haus Strom zur Verfügung.

Vor der Planung lohnt es sich, zunächst zu überlegen, welche Geräte bei einem Stromausfall tatsächlich benötigt werden.

Ein Kühlschrank, einige LED-Leuchten und ein Router benötigen deutlich weniger Leistung als ein Elektroherd, ein Durchlauferhitzer oder eine Wärmepumpe.

Je kleiner die notwendige Leistung ist, desto einfacher lässt sich eine sinnvolle Notversorgung planen.

Besonders bei Pumpen, Motoren und Kompressoren sollte berücksichtigt werden, dass beim Einschalten kurzzeitig deutlich höhere Leistungen auftreten können.

Ersatzstrom – größere Teile des Hauses versorgen

Ein Ersatzstromsystem kann nach einem Netzausfall einen Teil oder sogar große Bereiche des Hauses weiter mit Strom versorgen.

Dafür trennt eine Umschalteinrichtung die Hausinstallation zunächst sicher vom öffentlichen Netz. Anschließend erzeugt der Wechselrichter ein eigenes Netz für das Gebäude.

Je nach System kann diese Umschaltung automatisch oder manuell erfolgen. Ist die Anlage entsprechend ausgelegt, können Photovoltaikmodule während des Stromausfalls weiterhin Energie erzeugen und einen Batteriespeicher nachladen.

Damit unterscheidet sich ein solches System deutlich von einer einfachen Batterie, die lediglich den bereits gespeicherten Strom zur Verfügung stellt.

Notstrom und Ersatzstrom sind nicht dasselbe

Im Alltag werden beide Begriffe häufig gleich verwendet. Technisch können sie jedoch unterschiedliche Systeme beschreiben.

Welche Funktionen tatsächlich vorhanden sind, hängt vom jeweiligen Hersteller, Wechselrichter, Batteriesystem und der Elektroinstallation ab. Deshalb sollte bei Angeboten immer konkret gefragt werden:

Welche Verbraucher funktionieren bei einem Netzausfall tatsächlich?

Die echte Insellösung

Eine Inselanlage arbeitet unabhängig vom öffentlichen Stromnetz.

Sie muss deshalb jederzeit selbst dafür sorgen, dass Erzeugung und Verbrauch zusammenpassen. Typischerweise gehören dazu: Photovoltaikmodule, Wechselrichter, Batteriespeicher und eine geeignete Steuerung.

Solche Anlagen findet man beispielsweise bei abgelegenen Hütten, Gartenhäusern oder technischen Einrichtungen ohne Netzanschluss. Für ein dauerhaft bewohntes Haus ist eine vollständige Insellösung deutlich anspruchsvoller.

Im Sommer produziert eine Photovoltaikanlage häufig deutlich mehr Strom als benötigt wird.

Im Winter ist die Situation genau umgekehrt: Die Tage sind kurz, die Sonne steht niedrig und längere Schlechtwetterperioden können die Solarproduktion stark reduzieren.

Eine vollständig autarke Anlage muss deshalb nicht nur für sonnige Tage funktionieren, sondern auch für mehrere Tage mit geringer Solarproduktion. Dafür wären entsprechend große Speicher oder zusätzliche Energiequellen notwendig.

Vier grundsätzlich unterschiedliche Lösungen

Die tatsächliche Funktion hängt immer von der konkreten Anlage und ihrer Auslegung ab.

Wie lange reicht ein Batteriespeicher?

Das lässt sich nicht allein anhand der Speicherkapazität beantworten. Entscheidend ist, wie viel Strom gleichzeitig verbraucht wird. Ein Beispiel:

Ein nutzbarer Speicher mit 10 Kilowattstunden könnte theoretisch zehn Stunden lang eine durchschnittliche Leistung von 1 Kilowatt liefern. Werden jedoch gleichzeitig mehrere große Verbraucher betrieben, kann der Speicher wesentlich schneller leer sein.

Auch Wechselrichterverluste, nutzbare Speicherkapazität und mögliche Nachladung durch die Photovoltaikanlage spielen eine Rolle.

Und was passiert nachts?

Ohne Batteriespeicher steht nachts kein Solarstrom zur Verfügung. Bei einem Ersatzstromsystem mit Batterie kann dagegen der tagsüber gespeicherte Strom genutzt werden. Am nächsten Tag können die Solarmodule den Speicher wieder laden – vorausgesetzt, das System ist für einen solchen Inselbetrieb ausgelegt und es steht ausreichend Sonnenenergie zur Verfügung.

Was passiert im Winter?

Gerade bei der Planung einer Notstromversorgung sollte man sich nicht nur an einem sonnigen Sommertag orientieren. Im Winter kann die Photovoltaikerzeugung über längere Zeit deutlich geringer sein.

Eine PV-Anlage mit Batteriespeicher kann deshalb die Versorgung bei einem Stromausfall unterstützen, garantiert aber keine unbegrenzte Energieversorgung. Für die Planung sollte deshalb immer die Frage im Vordergrund stehen:

Welche Geräte müssen wirklich weiterlaufen – und wie lange?

Photovoltaik als Teil der Vorsorge

Eine notstromfähige Photovoltaikanlage kann die Versorgung eines Hauses bei einem Stromausfall deutlich verbessern. Sie ersetzt jedoch keine durchdachte Vorsorge.

Auch einfache Dinge bleiben sinnvoll: geladene Taschenlampen, Powerbanks, batteriebetriebene Radios oder andere Kommunikationsmöglichkeiten sowie ein sinnvoller Vorrat an notwendigen Alltagsgegenständen. Die Photovoltaikanlage ist dabei ein zusätzlicher Baustein.

Bestehende Solaranlage nachrüsten?

Ob eine vorhandene Photovoltaikanlage nachträglich not- oder ersatzstromfähig gemacht werden kann, hängt stark von den verbauten Komponenten ab. Entscheidend sind beispielsweise:

• Wechselrichter
• Batteriesystem
• Elektroverteilung
• Umschalteinrichtung
• Leistung der Anlage
• gewünschte Verbraucher

Teilweise können bestehende Systeme erweitert werden. In anderen Fällen ist ein Austausch einzelner Komponenten notwendig. Eine allgemeine Aussage ist deshalb kaum möglich.

Planung gehört in fachkundige Hände

Anlagen, die bei einem Netzausfall ein eigenes Stromnetz im Gebäude aufbauen, müssen zuverlässig verhindern, dass Strom in das abgeschaltete öffentliche Netz zurückgespeist wird. Technische Anschlussregeln unterscheiden daher klar zwischen Netzparallelbetrieb und Inselbetrieb.

Installation und Änderungen an der Hausverteilung sollten deshalb durch einen geeigneten Elektrofachbetrieb erfolgen. Bei der Planung lohnt es sich, nicht nur zu fragen:

„Hat die Anlage Notstrom?“, sondern konkreter:

• Welche Stromkreise werden versorgt?
• Wie hoch ist die mögliche Leistung?
• Kann die Photovoltaikanlage während des Stromausfalls weiter Strom erzeugen?
• Kann sie den Batteriespeicher im Inselbetrieb wieder aufladen?
• Wie erfolgt die Umschaltung bei Netzausfall und bei Rückkehr des Stromnetzes?

Diese Fragen sagen deutlich mehr über die tatsächliche Versorgungssicherheit aus als die reine Größe eines Batteriespeichers.

Kurz zusammengefasst

Eine normale netzgekoppelte Photovoltaikanlage liefert bei einem Stromausfall in der Regel keinen Strom. Auch ein Batteriespeicher allein bedeutet noch nicht automatisch Notstrom.

Wer bei Netzausfall weiterhin elektrische Energie nutzen möchte, benötigt ein dafür ausgelegtes System. Je nach Bedarf kann das eine einfache Notstromsteckdose, eine Ersatzstromversorgung für Teile des Hauses oder eine vollständig unabhängige Insellösung sein.

Die entscheidende Frage lautet deshalb nicht nur, wie viel Solarstrom ein Haus erzeugt, sondern welche Verbraucher bei einem Stromausfall tatsächlich weiter versorgt werden sollen.

Quellen & weiterführende Informationen

Für die Erstellung dieses Beitrags wurden unter anderem Informationen von öffentlichen Stellen und Verbraucherorganisationen berücksichtigt.

• Verbraucherzentrale – Batteriespeicher für Photovoltaikanlagen
• Verbraucherzentrale – Steckersolar, Speicher und Inselbetrieb
• Verbraucherzentrale – Marktstammdatenregister für Solaranlagen und Speicher

Rubrik Energie & Heizen

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