Insel- und Kombianlagen - Mini-Solaranlagen für daheim und unterwegs

(Gesamt-)Inhaltsverzeichnis

• Hauptseite mit Zusammenfassung etc.
• Photovoltaik und ihr möglicher Ertrag
• Stromverbrauch und Einspeisung im Haushalt
• Eigenverbrauch und seine Berechnung
• Nutzungsvarianten
  • Direkte Netzeinspeisung (Steckersolargerät SSG, „Balkonkraftwerk“)
  • Hausnetzeinspeisung mit Speicherbatterie
  • Inselanlage (mit Batteriespeicherung)
  • Kombination aus Hausnetzeinspeisung und Inselanlage
• Auswahl und Nutzung von Komponenten
• Beispiel-Konfigurationen

Inselanlage (mit Batteriespeicherung)

Alternativ zur Einspeisung ins Hausnetz kann man den von den Solarmodulen gelieferten Strom auch in einer Batterie speichern und bei Bedarf darüber Geräte unabhängig vom Hausnetz mit Strom versorgen. Diese Betriebsart wird als Inselanlage (engl. off-grid) bezeichnet und ist für die Nutzung ohne externes Stromnetz (also z.B. bei Stromausfall, beim Campen mit dem Wohnmobil oder Wohnwagen, auf Booten und für abseits gelegene Häuser oder Hütten) die einzig mögliche. Als Notstromversorgung bei Stromausfall sind Batterien allerdings nur bedingt geeignet, weil sie bei einem längeren Stromausfall (engl. blackout) zu wenig Kapazität haben (es seid denn, es scheint dann genug Sonne zum Nachladen), aber bei kürzeren Stromausfällen (engl. brownout) können sie sehr hilfreich sein.

Neben der Speicherbatterie wird hier zumindest ein Solar-Laderegler benötigt, welcher die PV-Module DC-seitig koppelt.

Verbraucher werden am Effizientesten mit dem Gleichstrom der Batterie betrieben. Sollte die Batteriespannung (z.B. 12 V oder 24 V) dafür nicht passen, können Gleichspannungswandler verwendet werden, die natürlich ausreichend dimensioniert und möglichst verlustarm sein sollten. Auch Geräte (wie z.B. Laptops und Radios), die ein externes Netzteil haben, lassen sich relativ leicht direkt mit Gleichstrom versorgen.

Zum Anschluss sonstiger Verbraucher, welche mit dem üblichen „Steckdosenstrom“ betrieben werden, braucht man einen ausreichend leistungsstarken Inselwechselrichter zur Umwandlung in 230 V Wechselstrom.
An diesen Wechselrichter muss man bei Stromausfall alle dann zu verwendenden Geräte (meist über eine Mehrfachsteckdose) anschließen. Man speist dann also nicht einfach ins stromlose Hausnetz ein, weil dazu die von außen kommende Stromleitung umgeschaltet werden und für eine geeignete Erdung gesorgt werden müsste, was nur ein Elektriker machen sollte.

Ähnlich wie die Batteriepufferung ist diese Nutzungsart flexibler, aber wegen der nötigen zusätzlichen Komponenten (v.A. der Batterie) auch deutlich teurer und auch etwas anfälliger und wartungsintensiver als die direkte Netzeinspeisung. Wirtschaftlich rentabel für die Nutzung zu Hause kann das bei den derzeitigen Preisen nur sein, wenn man eine geeignete Batterie schon aus anderen Gründen (z.B. für den mobilen Einsatz in einem Fahrzeug) hat und die zusätzliche Nutzungsart auch zeitlich alternativ dazu möglich ist.

Kombination aus Hausnetzeinspeisung und Inselanlage

Wenn die für die betreffenden Varianten nötigen Funktionen gleichzeitig installiert sind, kann man zwischen Netz-, Puffer- und Inselbetrieb auch bedarfsweise wechseln. Dabei wird der Ausgang der Solarmodule zwischen dem netzgekoppelten Wechselrichter und dem Solar-Laderegler umgeschaltet (oder ohne Schalter einfach umgestöpselt) bzw. am Ausgang der Batterie zwischen Netz- und Insel-Wechselrichter umgeschaltet.