Solar-Inselanlage für das Einfamilienhaus nutzen
Wie unser letzter Beitrag “Solarenergie weltweit” zeigt, ist die Beliebtheit von Solaranlagen in den letzten Jahren weiter gestiegen. Photovoltaikanlagen auf vielen Dächern zu finden und ermöglichen es, die Energieversorgung teilweise in die eigene Hand zu nehmen. Das senkt Stromkosten. Noch besser für den Geldbeutel und die Umwelt wäre eine vollständig autarke Variante, privat grünen Strom zu produzieren und damit den ganzen Energiebedarf zu decken. Mit sogenannten Solar-Inselanlagen ist das theoretisch möglich und wird in einigen Bereichen genauso gehandhabt. Wie die Insellösung funktioniert und für welchen Einsatz wir eine autarke PV-Anlage empfehlen können, liest du jetzt.
Basiswissen: On-Grid vs. Off-Grid Solar
In diesem Beitrag werden dir die Begriffe On-Grid und Off-Grid begegnen. Die zwei Bezeichnungen definieren die Netzkopplung des Systems. On-Grid-Anlagen, wie ein Balkonkraftwerk oder die Dachanlage, werden auch als Steckersolar oder Einspeiseanlagen bezeichnet. Diese Varianten sind mit dem Netzstrom verbunden, können also abseits der Eigenproduktion extern Strom beziehen bzw. überschüssigen Solarstrom ins Netz zurückspeisen. Off-Grid-Systeme (sog. Insellösung) sind nicht mit dem öffentlichen Stromnetz kombiniert und funktionieren unabhängig davon. Bei diesem Typ ist es nicht möglich, eine externe Energieversorgung zu nutzen, denn Off-Grid, wie Inselanlagen, bedeutet 100% Autarkie.
So funktioniert es
Im Aufbau grundsätzlich unterscheiden sich solare Inselanlagen nicht von der netzgekoppelten Variante. Beide bestehen aus mehreren Solarpanels, deren leistungsstarke Solarzellen Licht in Energie transformieren. Dazu wird ein Wechselrichter für die Umwandlung von Gleichstrom in Haushaltsstrom (Wechselstrom) benötigt und ein Laderegler als regulative Schnittstelle zwischen den Solarmodulen, dem Solarspeicher und angeschlossenen Verbrauchern. Wir empfehlen Laderegler und Wechselrichter nicht separat zu verbauen, sondern auf hochwertige Kombigeräte zu setzen. Diese Möglichkeit ist platzsparender und ermöglicht eine einfachere Kontrolle der Funktionen. Um möglichst verlustarme, besser noch verlustfreie Energieströme zu gewährleisten, sollten die installierten Geräte unbedingt für Inselanlagen ausgelegt sein.
Im Gegensatz zu einer netzgekoppelte Solaranlage ist ein Solarspeicher für Inselanlagen keine optionale Entscheidung, sondern ein unverzichtbares Muss.
Energieversorgung dank Solarspeicher
Der wohl wichtigste Bestandteil einer Inselanlage ist der Solarspeicher. Dieser nimmt den überschüssigen Strom nach Direktverbrauch auf, speichert ihn ab und stellt die Energie für einen späteren Gebrauch zur Verfügung. Auch bei einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage ist eine Speicherfunktion von großem Vorteil, da sie den Eigenverbrauch steigert, so die Autarkie gegenüber dem öffentlichen Netz erhöht und damit die Stromkosten nachhaltig senkt.
Bei einem Off-Grid-System ist die Anlage jedoch dafür verantwortlich, die Energieversorgung zu 100% zu decken, ohne auf den öffentlichen Netzstrom zurückgreifen zu können. Bedeutet konkret: Eine Inselanlage ohne Batteriespeicher würde nur in den Sonnenstunden mit Direktstrom funktionieren und jede über den Bedarf produzierte Energie ist verschenkt, da sie weder gespeichert noch eingespeist werden kann.
Das gleiche Problem der Energieversorgung entsteht bei einer Unterdimensionierung des Solarspeichers. On-Grid-Anlagen können bei einem leeren Speicher die benötigte Energie aus dem öffentlichen Netz beziehen. Off-Grid-Systeme können das nicht und sind daher auf die gespeicherte Energie angewiesen. In diesem Fall bedeutet ein leerer Speicher nicht die Entstehung von Kosten durch Stromzukauf, sondern schlichtweg keinen Strom mehr nutzen zu haben. Um in den Sonnenstunden genug Solarstrom zu speichern und die Versorgung auch für Zeiten ohne Sonne (Nächte oder bewölkte Tage) sicherzustellen, muss der Batteriespeicher mit einer sehr hohen Speicherkapazität gewählt werden.
Muss ich eine Inselanlage anmelden?
Deutschland liebt die Bürokratie auch in puncto Photovoltaikanlagen und Zubehör. Zukünftige Besitzer*innen einer Inselanlage können hier allerdings aufatmen, denn Off-Grid-Systeme unterliegen in der Regel (Freiflächen ausgenommen) keiner Meldepflicht. Weder beim Finanzamt, der Bundesnetzagentur noch dem Netzanbieter muss eine Inselanlage registriert werden. Grund hierfür ist die fehlende Kopplung mit dem öffentlichen Netzanbieter, da die private Insel-Photovoltaikanlage nicht in die allgemeine Energieversorgung eingreifen kann.
Vielfalt der Solar-Inselanlagen
Die vielfältigen Optionen, im Privaten Sonnenkraft in Strom umzuwandeln, macht Solar so beliebt. Ob auf dem Balkon oder dem Garagendach, kleine Solartaschen oder große Varianten, PV-Systeme lassen sich sehr individuell an die vorhandenen Gegebenheiten anpassen. Insellösungen bieten eine ebenso große Bandbreite, eine autarke Energieversorgung zu gewährleisten. Dabei muss es nicht gleich die 100% Stromversorgung eines ganzen Haushaltes sein, sondern findet vor allem in kleineren Dimensionen, wie dem öffentlichen Bereich, der Landwirtschaft und vor allem bei Reisebegeisterten Anwendung.
Besonders beliebt ist die Insellösung für Wohnmobile und Hausboote. Die Solar-Inselanlagen bieten so die Möglichkeit Strom unterwegs zu produzieren, zu speichern und ganz individuell zu nutzen. Damit entfällt die Gebundenheit an feste Standorte mit Anschluss an die öffentliche Energieversorgung und lange Wartezeiten zum Aufladen von Akkus bleiben aus. Die autarken Energiesysteme entlasten und erweitern die Bordelektronik und aufgrund der begrenzten Einsatzzeit ist keine Überdimensionierung notwendig, um den Verbrauch abzudecken. Im mobilen Einsatz ist unbedingt auf einen Solarspeicher zu achten, der größeren Temperaturschwankungen sowie mechanischen Einflüssen standhalten kann.
Für die Versorgung einer durchschnittlichen Gartenlaube reicht eine Inselanlage mit ca. 1 kWp Leistung aus. Für Standorte wie diese, bei denen eine Anbindung an öffentliche Netz nicht gegeben und ohne hohe Kosten nicht möglich ist, eignet sich die Insellösung perfekt. Dazu zählen neben Gartenanlagen auch Berghütten abseits jeglicher öffentlicher Energieversorgung oder kleine Ferienhäuser (z.B. Tiny Houses), die einen eher geringeren Strombedarf aufweisen.
Immer öfter werden kleine Inselanlagen im öffentlichen Bereich eingesetzt, um Bushaltestellen, Automaten oder Infotafeln mit Energie zu versorgen. Diese Verbraucher benötigen relativ wenig Strom, die eine Insellösung sehr gut abdecken kann. Eine weitere Möglichkeit, Off-Grid-Anlagen zu nutzen, liegt in der Landwirtschaft. Abgelegene Stallungen, Scheunen und Garagen sowie Weidezäune können zuverlässig mit Solarstrom betrieben werden, ohne in der Stromrechnung zu Buche zu schlagen oder auf eine öffentliche Netzanbindung angewiesen zu sein.
Ein Einfamilienhaus mit Inselstrom versorgen
Solarstrom über Inselanlagen zu gewinnen, bringt das Maximum an Autarkie, verursacht für die entsprechenden Verbraucher keine weiteren Stromkosten und kann selbst bei einem Blackout die Energieversorgung dank Speicher aufrechterhalten. Jetzt stellt sich die Frage, ob die Insellösung auch für einen ganzen Haushalt ausreichend ist.
In der Theorie ist die Stromversorgung eines Einfamilienhauses mit Hilfe einer autarken PV-Anlage möglich. Dafür ist eine sogenannte Überdimensionierung notwendig. Das heißt, die Solaranlage muss deutlich mehr (Minimum das Doppelte) Strom produzieren, speichern und bereitstellen, als der eigentliche Bedarf des Haushaltes ist. Kurzum: Der Strom aus dem Solarspeicher darf nie vollkommen verbraucht werden. Außerdem muss die sonnenarme Winterzeit einkalkuliert werden, da in diesen Monaten der Strombedarf höher ist, aber die Sonnenstunden niedriger sind als im Sommer.
An diesem Punkt findet die Theorie für die meisten Haushalte bereits ein Ende. Die nötige Fläche ist schlichtweg nicht vorhanden, um eine so große Inselanlage zu installieren bzw. eine entsprechend hohe Anzahl Solarpanels zu montieren. Wird die Inselanlage jedoch nicht überdimensioniert, kann die Energieversorgung 24/7 im ganzen Jahr nicht aufrechterhalten werden und es besteht wieder die Notwendigkeit der externen Energiezufuhr. Auch finanziell gesehen, ist die Insellösung für ein Einfamilienhaus nicht lukrativ. Die vergleichsweise intensiven Kosten entstehen aufgrund der hohen Anzahl an leistungsstarken Solarpanels und dem großen Solarspeicher. Pauschal können wir zwar keinen Preis nennen, allerdings sollte mindestens der doppelte Preis zur netzgekoppelten Anlage grob veranschlagt werden.
Für einen besseren Überblick fassen wir jetzt die Vorteile und Nachteile der Insellösung für ein Einfamilienhaus einmal zusammen.
Vorteile
+ Maximum an Autarkie
+ kein zusätzlicher Strombedarf & Stromkosten
+ Notstromfunktion ist gegeben (Vorrat im Speicher entscheidend)
+ wenig bis keinen bürokratischen Aufwand
+ Teilhabe an Grüner Energieversorgung
Nachteile
– Überdimensionierung notwendig
– intensive Anschaffungskosten
– hoher Flächenbedarf für vollständige Energieversorgung
– kein finanzieller Zugewinn durch Einspeisung von Überschussstrom
– Problem bei defekter Inselanlage als einzige Stromquelle
– stetige Kontrolle Energiemanagement notwendig
– (meist) keine Förderung für Inselanlagen
– Speicher leer/defekt = kein Strom
– effizient “Haushalten” bei Insellösung immer nötig
– rechnet sich wirtschaftlich meist nicht
Das lohnt sich oder nicht?
Ob eine Off-Grid-Anlage als alleinige Energieversorgung finanziell tragbar und sinnvoll ist, wird zumindest für Hausbesitzer*innen eine klare Ja oder Nein Entscheidung. Um den Strombedarf eines Einfamilienhauses ganzjährig komplett autark zu decken, ist die Insellösung in aller Regel keine Option. Zu hoch ist die benötigte Fläche, zu groß sind die Anschaffungskosten und am Ende bleibt dennoch die Gefahr, bei andauernden Schlechtwetter-Bedingungen oder einem Defekt ohne Strom dazustehen. Eine Überlegung wert sind Insellösungen wahrscheinlich nur, wenn sich das Haus an einem abgeschiedenen Standort befindet und keine Möglichkeit einer Stromanbindung besteht. Dann ist eine vollkommen autarke Solaranlage meist ohnehin die einzige Option, Energie zur Verfügung zu haben.
Anders sieht es bei kleineren PV-Anlagen für die Gartenlaube, die Garage oder das im Sommer genutzte kleine Ferienhaus an abgelegener Stelle aus. Für den geringeren Bedarf kann eine Inselanlage durchaus eine clevere Lösung sein, um die Stromversorgung zuverlässig zu gewährleisten. Ebenso können wir Off-Grid-Systeme für Hausboote oder zum Verreisen mit dem Wohnmobil empfehlen, da die Inselanlagen hier auch vergleichsweise klein bleiben können, um den benötigten Strom zu liefern. Zudem genießen Reisende nach Installation von Anlage und Speicher die Möglichkeit, abseits von Stellplätzen grüne Energie für sich zu nutzen.
Ganz gleich ob netzgekoppelte PV-Anlage oder Insellösung, die vielfältigen Optionen Solarstrom privat zu gewinnen, halten für jeden das passende System bereit, um von grüner Energie zu profitieren!
Maria
Autorin bei Dein Solarspeicher Blog.
