Scheint die Sonne, haben wir Strom. Bei schlechtem Wetter springt der Solarspeicher ein. Doch hält das schlechte Wetter an, geht selbst dem größten Akku irgendwann der Saft aus. Und deshalb gibt es die Inselanlage mit der cleveren Netzumschaltung. Ähnlich einem automatischen Rückschlagventil sorgt der Off-Grid Wechselrichter mit Netzanschluss dafür, dass in deinem Haus niemals das Licht ausgeht. Die Inselanlage mit automatischer Netzumschaltung spart richtig viel Energie durch optimalen Eigenverbrauch. Und zwar genehmigungsfrei, ohne schädliche Rückwirkung auf das Netz. In den folgenden Abschnitten erfährst du alles über:
“Die Inselanlage mit Netzanschluss” für den Eigenverbrauch
Was macht die Inselanlage mit Netzanschluss so besonders, und wie funktioniert sie? Nehmen wir diesen PV-Anlagentyp etwas genauer unter die Lupe:
Zunächst scheint der Aufbau ähnlich dem einer “On-Grid Einspeise-Anlage mit Speicher” zu sein. In der Tat. Es gibt einen Anschluss ans öffentliche Netz, es gibt Solarspeicher, und natürlich gibt es Solarmodule. Der Unterschied liegt im Detail:
On-Grid
Bei der On-Grid “Einspeiseanlage” führt der Netzanschluss vom Zähler direkt ins Hausnetz. Ein On-Grid Wechselrichter besitzt keinen separaten Anschluss für den eingehenden Netzanschluss. Das öffentliche Netz ist direkt am Hausnetz angeschlossen. Zwischen öffentlichem Netz und Hausnetz besteht eine direkte Netzkopplung. Deshalb auch die Bezeichnung “On-Grid”.
Off-Grid Hybrid
Bei der Off-Grid “Inselanlage mit Netzunterstützung” sieht es anders aus. Der Wechselrichter verfügt über einen separaten Netzanschluss – den sog. “AC-IN” Eingang. Öffentliches Netz und Hausnetz sind in jeder Situation voneinander getrennt. Daher die Bezeichnung “Off-Grid”. Eine Rückwirkung auf das Netz ist ausgeschlossen, weil kein Strom ins öffentliche Netz zurückfließen kann.
Der On-Grid Wechselrichter (links) “pumpt” den erzeugten Solarstrom in das öffentliche Netz. Diesen Vorgang nennt man Einspeisung. Das öffentliche Netz ist für diesen Zweck direkt ans Hausnetz angekoppelt. Der Fachmann spricht hierbei auch von “direkter Netzkopplung”. Diese direkte Netzkopplung ist für den Energieanbieter nicht ohne Risiko. Wird z.B. zu viel Strom ins Netz gepumpt, oder mit einer falschen Frequenz gepumpt, kann das “schädliche Rückwirkungen” auf das Stromnetz und die Netzstabilität haben. Genau deshalb ist diese Art der Netzkopplung anmelde- und genehmigungspflichtig.
Anders die Insel-Hybrid Variante (rechts): Durch den separaten “AC-IN” Anschluss besteht durch die automatische Netzumschaltung in jeder Situation eine vollständige Trennung zwischen öffentlichem Netz und Hausnetz. Gefahren durch “schädliche Rückwirkungen” ins öffentliche Netz bestehen nicht, weil das Gerät konstruktionsbedingt keinen Strom zurück ins öffentliche Netz einspeisen kann. Die Anmeldepflicht solcher Anlagen ist somit obsolet (*2).
Diese Eigenschaften machen die Inselanlage mit Netzunterstützung zur idealen PV-Lösung für energiebewusste Hausbesitzer. Hier die Vorteile der Hybridlösung noch einmal zusammengefasst:
- Maximaler Eigenverbrauch: Inselanlagen besitzen immer einen Solarspeicher. Deshalb kann die produzierte Solarenergie optimal für den Eigenbedarf genutzt werden.
- Genehmigungsfrei: Die Inselanlage hat keine direkte Netzkopplung, und ist deshalb nicht anmeldepflichtig.
- Preiswert: Off-Grid Hybrid Anlagen sind preisgünstiger als On-Grid Anlagen. Hintergrund ist u.a. der einfacherer Aufbau des Inverters, weil zum Beispiel auf komplexe Einspeisetechnik verzichtet wird.
- Ausfallsicher: Trotzdem besitzt die Inselanlage eine Netzunterstützung für den Bedarfsfall. Bei schlechtem Wetter wird das Haus unterbrechungsfrei mit Strom versorgt.
Notstrombetrieb
Ein großflächiger Blackout ist gar nicht so unwahrscheinlich. Es gibt eine Reihe seriöser Fachleute, die ein solches Szenario auch in Deutschland für durchaus möglich halten. Mit einer “Inselanlage mit Netzunterstützung” bist du auf der sicheren Seite. Der Notstrommodus ist ein cleveres Feature von Off-Grid Hybrid Wechselrichtern – erlaubt er doch die unterbrechungsfreie Stromversorgung des gesamten Hauses.
Im Grunde genommen handelt es sich bei der “Inselanlage mit Netzunterstützung” um eine umweltfreundliche solarbetriebene Notstromanlage mit automatischer Netzumschaltung, mit der man auch Strom sparen kann.
Wo ist der Haken?
OK – wo Sonnenlicht ist, da ist auch Schatten. Wo liegen also die Nachteile einer solchen Lösung?
- Nachteil 1: Man kann keinen Strom ins öffentliche Netz einspeisen. Es gibt deshalb keine Einspeisevergütung nach dem “Erneuerbare Energien Gesetz” (EEG).
- Nachteil 2: Die Anlage ist nicht förderfähig. Es gibt deshalb keinen Zuschuss vom Staat.
Schauen wir uns diese zwei Nachteile etwas genauer an:
- Keine Einspeisevergütung: Aktuell liegt die Einspeisevergütung bei 8,2 Cent pro Kilowattstunde (*3). Die Stromkosten liegen Stand 11/22 bei > 40 Cent (Neukundenvertrag lt. Verivox). Für die kommenden Jahre rechnen Experten mit steigenden Energiekosten. Aufgrund der hohen Strom-Bezugskosten und der niedrigen Einspeisevergütung ist Einspeisung ökonomisch nicht sinnvoll (1). Die erzeugte Solarenergie kann viel sinnvoller komplett selbst verbraucht werden.
- Keine Förderung: Die Förderhöhe für eine PV Anlage bis 10kW liegt bei einmaligen 700 €. Allein die Kosten für den anmeldegerechten Anschluss der Anlage dürften je nach ausführender Firma klar darüber liegen. Dazu kommt, dass Off-Grid-Anlagen generell preiswerter sind als On-Grid-Anlagen. Das liegt zum einen an technischen Parametern – aber auch an der durch die Solar-Lobby künstlich erhöhte Nachfrage nach On-Grid Anlagen. Eine gut kalkulierte netzunterstützte Inselanlage kann mit einem deutlich geringerem Budget errichtet werden. Das entspricht unterm Strich einer deutlichen Einsparung gegenüber der On-Grid-Anlage. Auf die 700 Euro vom Staat kann deshalb getrost verzichtet werden
Zwischenfazit
Was heißt das nun konkret für die Planung deiner PV-Anlage?
- Eine klassische On-Grid “Nur Einspeise Anlage” ohne Speicher hat sich vor dem Hintergrund der hohen Energiekosten sowie der geringen Einspeisevergütung überlebt (1).
- Eine On-Grid Anlage mit Speicher ist keine schlechte Option. Dem gegenüber stehen jedoch die hohen Kosten, sowie die Anmeldepflicht und der damit verbundene “Papierkram”.
- Die “Inselanlage mit Netzunterstützung” (Offgrid Hybrid Anlage) ist die ideale Lösung für Eigenheimbesitzer. Sie ist preiswert, benötigt keine Anmeldung (*2), und du kannst durch maximalen Eigenverbrauch richtig viel Energiekosten sparen.
In unserem Solar-Wiki erfährst du in der Kategorie “Konzeption mit vielen praxisnahen Tipps und Tricks, wie Du eine “Inselanlage mit Netzunterstützung” konzipierst und aufbaust. Möchtest du deine Solaranlage selber aufbauen? HIER findest du wertvolles Knowhow zum Selbermachen. Du suchst eine schlüsselfertige Lösung? Dann lies einfach weiter…
Schau auch in den Beitrag “Ist die Errichtung einer Solaranlage ohne Genehmigung möglich?” . Hier werden rechtliche Fragen rund um das Thema “Erneuerbare Energien Gesetz” (EEG) und “Niederspannungsanschlussverordnung” (NAV) behandelt.
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Legende:
*1) Diese Aussage bezieht sich auf die Situation eines Einfamilienhauses bis zu 10 kW Peak. Einspeisen kann sich durchaus lohnen – allerdings erst ab der Größenordnung ab etwa 15 kW Peak. Unterhalb dieser Schwelle sind die Amortisationszeiten zu lang.
*2) Im Beitrag “Ist die Errichtung einer Solaranlage ohne Genehmigung möglich?” werden rechtliche Fragen rund um das Thema “Erneuerbare Energien Gesetz” (EEG) und “Niederspannungsanschlussverordnung” (NAV) behandelt.
*3) Die Einspeisevergütung für Anlagen bis 10 kWp und Teileinspeisung beträgt aktuell 8,2 Cent pro kWh. Für Anlagen bis 10 kWp und Teileinspeisung beträgt die Einspeisevergütung aktuell 13 Cent pro kWh. Für Anlagen größer 10 kWp beträgt die Einspeisevergütung 7,1 (Teileinspeisung) bzw. 10,9 (Volleinspeisung) Cent pro kWh. Basis für die Berechnung der Vergütungssätze ist zwar das “Erneuerbare Energien Gesetz” – die Zahlen hierfür errechnen sich jedoch nicht gerade transparent aus unterschiedlichen Angaben des EEG 2023. So findet man unterschiedliche Angaben in verschiedenen Quellen (z.B. 8,6 Cent anstatt 8,2 Cent). Verlässliche Informationen sind u.a. auf der Seite des Verbraucherschutzes im Beitrag “EEG 2023: Das ändert sich für Photovoltaik-Anlagen” zu finden.
Das Solarbringer Wiki bietet eine Menge Hintergrundwissen, und erklärt Schritt für Schritt den Aufbau deiner eigenen Inselanlage mit Netzunterstützung:
- Solar Wiki
- Grundlagen: Wie funktioniert eine Solaranlage?
- Grundlagen: Das Solarproblem
- Grundlagen: Wo bleibt der Solarspeicher?
- Grundlagen: PV-Anlage mit Solarspeicher
- Einspeisen und Eigenbedarf
- Einspeisen: Die klassische On-Grid Anlage
- Einspeisen: Das “Wasserexperiment” mit der On-Grid Anlage
- Eigenbedarf: Die Inselanlage (Off-Grid System)
Hallo zusammen,
wenn ich mich nicht irre, vertreibt doch die Firma Vic-Sonnspeicher Anlagen nach diesem Konzept, oder? Ich glaube, es gibt die gesetzliche Vorgabe, dass die Umschaltung zwischen eigenem und öffentlichem Netz sehr sehr schnell erfolgen muss, ansonsten ist es keine legale Konstruktion.
Gruß
Stefan
Antwort auf Seepferdchen – Thema “DEYE Hybrid Wechselrichter und Lastverhalten”: Der Deye Hybrid Wechselrichter ist generell einspeisefähig – deshalb gibt es mit dem DEYE mehrere Varianten zum Aufbau einer “Inselanlage mit Netzunterstützung”.
A) Nulleinspeisung. Hierbei wird der Grid-Eingang des Wechselrichters mit dem öffentlichen Netz verbunden, und in der Inverter-Konfiguration “Zero Export to Grid” gewählt. Diese Variante ist allerdings grundsätzlich genehmigungspflichtig.
B) Galvanische Trennung vom öffentlichen Netz: Der Grid-Eingang des Wechselrichters bleibt frei. Es gibt also keine galvanische Verbindung zwischen Wechselrichter und öffentlichem Netz. Dieses Konstrukt entspricht einer klassischen Inselanlage. Allerdings würdest Du Dir damit das Problem einhandeln, dass das Licht im Haus ausgeht, wenn die Batterie leer ist. Deshalb baust Du zwischen Hausnetz und Netz einen Zweiwege-Umschalter ein. Schaltstellung 1: Dein Haus ist am Netz, und nutzt keinen Solarstrom. Schalterstellung 2: Dein Haus ist am Load-Ausgang des Wechselrichters, und nutzt kein Netzstrom. Ist die Anlage gut dimensioniert, kannst Du den Sommer problemlos auf Schalterstellung 2 verbringen. Kommt der Herbst, schaltest Du auf Schalterstellung 1 um.
Die manuelle Umschaltung in Variante B ist natürlich nicht sehr komfortabel -aber auch das lässt sich optimieren: Du nutzt für die Umschaltung einen automatisches Leistungsschütz. Das Schütz steuerts Du über den Dry-Relaiskontakt des Wechselrichters. Sobald die Batterie notleidend wird, schließt sich im DEYE der Dry-Kontakt. Das Schütz schaltet Dein Haus in den Netz-Modus. Ist die Batterie wieder aufgeladen, öffnet sich der Dry-Kontakt, und Dein Haus bezieht wieder Solarstrom. Die Schaltschwelle kann im Inverter konfiguriert werden.
Wichtige Hinweise:
• Es muss sichergestellt sein, dass der Inverter zu keinem Zeitpunkt galvanisch mit dem Netz verbunden ist
• Der verwendete Umschalter muss eine Nullstellung besitzen, und DIN- und VDE gerecht sein. Keine Chinaware!
• Mit der beschriebenen Anschlussvariante bist Du juristisch auf der sicheren Seite. Sollte Dein Netzbetreiber das anders sehen, wirst Du Dein Recht allerdings vor Gericht erstreiten müssen, denn es existieren bisher keine Präzedenzfälle zum Thema „galvanisch getrennte Insel mit existierendem Netzanschluss“. Sollte es soweit kommen, ist Dir die Unterstützung der Community sicher.
Hallo,
wie kann man mit dem Deye Hybridwechselrichter ein Off-Grid-System mit Netzunterstützung aufzubauen? Ich habe das Gerät im verlinkten Shop gesehen und schlussfolgere, dass es da eine Lösung gibt.
Antwort auf Mike’s Frage zur Leistungsangabe von Wechselrichtern: Hallo Mike, in der Regel bezieht sich die Leistungsangabe auf Invertern auf die maximale Leistung auf der Lastseite. Mit einem 5kW Inverter kannst Du also eine Last von maximal 5kW betreiben. Aus Deiner Beschreibung entnehme ich, dass Du einen sog. Hybrid-Inverter besitzt. Ein solcher Inverter besteht im Grunde aus 3 Einzelgeräten: Der Laderegler, der die PV-Leistung auf die Batterieseite transformiert, der eigentliche Inverter, welcher die Batterie-Gleichspannung in die Netz-Wechselspannung transformiert, sowie der eingangsseitige Netztransformator, welcher das Gerät befähigt, die Batterie mit Netzstrom aufzuladen. Diese 3 Komponenten sind integraler Bestandteil des Hybrid-Wechselrichters – jede der Einzelkomponenten ist in der Regel auf die Nennleistung des Inverters abgestimmt. Du kannst also gleichzeitig die Batterie mit 5kW Solarenergie aufladen, und die angeschlossene Last mit 5kW Batteriestrom versorgen. Jedoch kann der Inverter auf der Lastseite nicht mehr als 5kW leisten. Allerdings gibt es je nach Gerätetyp noch eine sog. Bypass-Schaltung, die den AC-Out Anschluss bei Überlast vom PV-Inverter trennt, und den AC-OUT Anschluss per internem Relais direkt mit dem AC-In Anschluss verbindet. Hat Dein Inverter einen Bypass Mode, kannst Du auch mehr als 5kW auf der Lastseite betreiben (die maximal mögliche Leistung hängt dann nur noch vom verwendeten Relais ab) – in diesem Fall schaltet der Inverter ab 5kW in den Bypassmode, und die gesamte Last wird aus dem Netz gezogen. Sinkt die Belastung unter 5kW, schaltet das Gerät wieder zurück in den PV-Invertermode. Hat Dein Gerät keinen Bypassmode, ist aber bei 5kW definitiv Schluss. Alle Details zu Deinem Wechselrichter solltest Du im mitgelieferten Datenblatt finden.
Antwort auf die Frage von EL zum Thema “Inverter und Klimaanlage”. So wie Du das Szenario beschreibst, geht es Dir nur um die Versorgung der Klimaanlage mit Solarstrom. Um allen Diskussionen aus dem Weg zu gehen, wäre es das Einfachste, ein separates Kabel vom Inverter zur Klimaanlage zu ziehen, und das Ganze per Leistungsumschalter manuell zu schalten. Im Sommer läuft die Klimaanlage ausschließlich mit Solarstrom – im Winter ausschließlich mit Netzstrom. Bei diesem Anschlussschema ist der Inverter zu keinem Zeitpunkt galvanisch mit dem Netz verbunden – weder mittelbar noch unmittelbar. Es handelt sich also um eine klassische Inselanlage ohne Netzverbindung. Eine solche Inselanlage muss definitiv nicht angemeldet werden.
Guten Tag,
ich möchte gern wissen, worauf sich die Leistungsangabe auf off Grid Invertern bezieht. Habe einen 5 kva Inverter mit 1200 w Solarleistung und eine 48 v 4,8 kwh Batterie angeschlossen. Bezieht sich die 5 kva Angabe auf dem Inverter allein auf die Leistung der Solarpaneele, die er verarbeiten kann oder auf die Leistung der solarpaneele plus batterieleistung oder auf die Leistung von Solar plus Batterie plus Netzunterstützung? Oder anders gefragt: kann ich mit einem 5 kva Inverter beispielsweise auch 7 kw Lasten bedienen?
Besten Dank für die Rückmeldung
Ist es erlaubt eine OFF-Grid-Anlage (3 Module a 400 Watt und 3kWh Speicher) ohne Anmeldung zu installieren, um eine Split Klimaanlage (verbrauch ca. 800 Watt COP 3,5 zum Heizen im Winter und Kühlen im Sommer) im Wohnzimmer (Südseite) mit Strom zu versorgen? Muss man diese anmelden?
Die OFF-Grid-Anlage soll nur die Klimaanlage versorgen, mehr nicht. Im Haus ist ein Digitalzähler installiert, der in beiden Richtungen zählt. Auf dem Dach ist eine PV-Anlage bereits installiert und angemeldet. In den kalten Wintermonaten und aufgrund der Dachneigung sind die Module auf dem Dach meist verschneit und bringen keine Leistung.
Hallo Volker,
das Thema “Rechtssicherheit” wurde ja hier schon ausgiebig diskutiert. Der Tenor aller Fragen rund um Do-it-Yourself PV Anlagen ist immer der Gleiche: “Im Prinzip ja – aber… es kommt darauf an”. Dem Thema “Solar” mangelt es generell an Klarheit. Nicht nur in Fragen der genehmigungsfreien PV-Anlage.
Nehmen wir zum Beispiel die Frage der elektrischen Erdung. Dein Elektrikerfreund wird dir selbstverständlich zu einer VDE-gerechten Erdung raten. Dem Blitzschutzexperten geht das nicht weit genug. Der Solarateur hingegen wird dir von einer Erdung der Dachmontage abraten (Stichwort “Blitzautobahn”). Hersteller von Modulen und Invertern raten ebenfalls in Abhängigkeit der verbauten Technik von der Erdung ab (Hierzu wird es demnächst übrigens einen eigenen Artikel hier im Wiki geben). Wem also sollst Du glauben? Und wir reden hier nur von einem relativ trivialen Detail.
Oder nehmen wir die Frage der Dachstatik. Ein Dachdecker wird dir klarmachen, dass du mit einer PV Aufdachanlage das Tor zur Hölle öffnest, weil du mit diesem Eingriff sämtliche Gewährleistungsansprüche am Dach verlierst. Dein russischer Solarteur schraubt dir mit rustikalem Frohsinn jede beliebige Technik aufs Dach, solange du ihn dafür bezahlst. Ich wage zu behaupten, dass 99% aller PV-Dachmontagen in Deutschland mit nicht zertifizierten Montagesets erfolgen. Das ist bei den langwierigen und teuren Zertifizierungsprozessen in Deutschland auch nur logisch. Allein für verstellbare Dachhaken beträgt der Zertifizierungsstau in Deutschland nämlich mehrere Jahre. Es gibt schlicht und einfach für das gesamte PV-Thema nur wenige wirklich verlässliche Standards. Und existierenden PV Standards sind ausschließlich auf Einspeiseanlagen ausgerichtet. Inselanlage mit Netzunterstützung ohne Einspeisung? Fehlanzeige. Das ist für den Innovationsstandort Deutschland eben –> Zitat –> “alles Neuland”.
Mit der Rechtslage zum Thema Solar ist es genauso: Es kommt darauf an, wen du fragst. Frag einen Lobbyisten, und du wirst die Antwort eines Lobbyisten erhalten. Der Netzbetreiber wird selbstverständlich jeden Eingriff durch nicht zertifizierte Personen ablehnen, und auf die NAV verweisen. Weshalb sollte ein Profiteur der deutschen Stromlobby freiwillig seine Komfortzone verlassen? Jede amtliche Auskunft kann ohnehin nur auf die geltende Rechtslage verweisen, welche hier im Beitrag bereits recht ausführlich beleuchtet wurde.
Der Zählertausch hingegen ist ein formeller Akt mit plausiblem Hintergrund. Ein rückwärtsdrehender Ferrariszähler ist objektiv betrachtet unfair. Verbrauchst Du Strom, musst du ihn auch regulär bezahlen. Die meisten von Euch sollten bereits im Rahmen des turnusmäßigen Wechsels digitalen Zweirichtungszähler erhalten haben. Liegt dein Stromverbrauch über 6kWh im Jahr, hast du innerhalb von 3 Monaten Anspruch auf einen digitalen Zähler. Ohne einen digitalen Zähler raten wir von der Installation einer DIY PV-Anlage ab. Die Kombination von selbst installierter Inselanlage und potenziell rückwärtsdrehendem Ferrariszähler steht juristisch auf mehr als tönernen Füßen. Zum Glück gibt es einen einfachen Trick, um im Schnellverfahren einen digitalen Zähler zu erhalten: Kaufe dir im Baumarkt ein billiges Balkonkraftwerk, und melde es im Marktstammdatenregister an. Du wirst überrascht sein, wie schnell Du Post vom Netzbetreiber mit einem Terminvorschlag erhältst. Dieser Trick ist übrigens generell ein cooler Tipp für jeden, der über den Eigenbau einer PV-Anlage nachdenkt. Das Balkonkraftwerk legalisiert und legitimiert Dich automatisch als Stromproduzent. Dass Du nebenbei noch eine Inselanlage für die Gartenbeleuchtung aufgebaut hast ist ebenfalls legal und nicht zu beanstanden.
Viel Spaß beim Selbermachen – und Viele Grüße vom Solarbringer!
Ich habe auch schon lange vor, mir eine solche Hybridanlage aufzubauen. Ich bin selber Funkmechaniker von Beruf und habe 2 Elektromeister im Freundeskreis. Bei Nachfragen beim Netzbetreiber und auch beim Bundeswirtschaftsministerium bekam ich immer die Antwort, ohne Fachmann, ohne Anmeldung und Zählertausch (kostenpflichtig) geht das gar nicht. Worauf kann man sich denn nun verlassen?
Gruß Volker
Vielen Dank für den Hinweis. Punkt 3 der Legende war für das Verständnis des Artikels nicht mehr relevant, und wurde deshalb entfernt. Wir bedanken uns ausdrücklich bei allen aufmerksamen Lesern für Eure Hinweise.
In der Legende hat sich unter *3) ein Fehler eingeschlichen. Im zweiten Satz muss es “Volleinspeisung” heißen und nicht “Teileinspeisung”.
Bitte ändern. Danke.
😉