Autarke Stromversorgung ohne Netzanschluss
Ist kein Anschluss an ein öffentliches Stromnetz vorhanden oder das Anschließen zu aufwendig bzw. zu teuer, bietet sich eine Inselanlage an. Mit einer auch Off Grid oder Solar Home System bezeichneten PV-Anlage ist es möglich, den individuellen Bedarf an Strom vor Ort selbst zu decken. Typisch sind Inselanlagen zum Beispiel in Ferienhäusern, Berghütten und entlegenen Regionen – oder unterwegs.
Solaranlage-Konfigurator:
Jetzt Ihre Solaranlage konfigurieren und unverbindliche Angebote erhalten!
Funktion und Komponenten einer Photovoltaik-Inselanlage
Eine PV-Inselanlage funktioniert nicht grundsätzlich anders als eine netzgekoppelte PV-Anlage. Dennoch gibt es einiges zu beachten: Im Unterschied zu einer ans öffentliche Netz angeschlossenen Photovoltaikanlage braucht eine Inselanlage immer einen Laderegler und eine Batterie.
Der Laderegler passt das Ladeverfahren an die jeweilige Batterie an und verhindert damit ein lebensverkürzendes Überladen. Moderne Laderegler arbeiten mit MPPT-Technologie (Maximum Power Point Tracking) und steigern den Solarertrag gegenüber älteren PWM-Reglern spürbar. Geräte mit 12-V-Spannung können über ein geeignetes 12-V-Bordnetz versorgt werden – in der Praxis meist aus der Batterie und über Laderegler bzw. DC-Absicherung. Dazu gehört alles, was auch an einer 12-V-Bordsteckdose („Zigarettenanzünder“) angeschlossen werden kann – wie Ladeadapter fürs Notebook, Navigationsgeräte, Kühlboxen, LED-Leuchten, Ladegeräte, Navigationsgeräte, Kühlboxen, Wasserpumpen und Camping-Fernseher; Hochleistungsgeräte wie Wasserkocher, Mikrowelle oder Haartrockner nur mit passend ausgelegter Batterie, Verkabelung und Absicherung.
Bei energiehungrigen Geräten wie Heizofen, Toaster, Elektrogrill, Kühlschrank und Waschmaschine sieht das anders aus. Da nicht auf Netzstrom zugegriffen werden kann (und die Sonne oft gerade dann nicht scheint, wenn man sie braucht), muss für das reibungslose Funktionieren genügend Solarstrom in einer Batterie, genannt Stromspeicher, gesammelt werden. Bleiakkumulatoren sind robust und hinsichtlich ihrer Zyklusfestigkeit (wie oft kann geladen und entladen werden) und der Leistungsfähigkeit auf den Einsatz in der Inselanlage optimiert. Für regelmäßig genutzte Inselanlagen setzt sich heute LiFePO₄-Lithiumtechnologie (Lithium-Eisenphosphat) durch – diese Akkus sind wartungsärmer, deutlich leichter und bieten erheblich mehr Ladezyklen.
Im nächsten Schritt verwandelt der Wechselrichter den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom für die 230/240-V-Verbraucher um. Bei Wechselrichtern für Inselanlagen, den sog. Inselwechselrichtern, richtet sich die Leistung nach der Ausgangsleistung.
Zusammengefasst werden für eine Inselanlage – je nach Größe und Aufbau – typischerweise folgende Komponenten benötigt:
- Solarmodule
- Generatoranschlusskasten
- Verkabelung
- Laderegler
- Energiespeicher
- Inselwechselrichter
Berechnung der Batteriegröße
Bei einer Inselanlage muss ziemlich genau abgeschätzt werden, wie viel Strom zu welchen Zeiten benötigt wird. Schließlich kann nicht benötigter Strom nicht in das öffentliche Netz eingespeist werden. Bedarf und Leistung sollen so gut wie möglich aufeinander abgestimmt sein. Dabei geht man am besten in folgenden Schritten vor:
- Berechnung des Strombedarfs: Alle Verbraucher (Leistungsaufnahme in Watt) und ihre mögliche Betriebszeit pro Tag abschätzen und multiplizieren (Ergebnis in Wattstunden bzw. Kilowattstunden pro Tag). Errechneten Bedarf um 10 bis 15 % erhöhen, um Leitungsverluste oder Ladeverluste abzudecken.
- Abschätzung der Spitzenleistung (Watt Peak): Danach Berechnung der Leistung der Photovoltaikanlage (in Watt bzw. Kilowatt) nach benötigter Arbeit (aus 1).
- Berechnung der Batteriegröße: Tagesverbrauch (aus Schritt 1) multiplizieren mit der Anzahl der Tage, für die die Stromversorgung sichergestellt sein soll (üblicherweise 3 Tage). Zusätzlich wieder eine Reserve einrechnen. Teilt man nun den Bedarf (in Watt- bzw. Kilowattstunden) durch die Spannung der Batterie, meist 12 V, erhält man die notwendige Kapazität (in Amperestunden). Diese muss im Falle von Bleibatterien noch verdoppelt werden, weil die Batterie dauerhaft nicht komplett entladen werden darf. Lithium-Batterien können tiefer entladen werden.
Beispielrechnung: Wochenendhaus oder Berghütte
So sehen die Schritte mit konkreten Werten aus – als Orientierung für ein typisches Wochenendhaus mit moderatem Strombedarf:
Beispiel: Strombedarf, Modulleistung und Batteriegröße
Der Unterschied zwischen den Batterietechnologien wirkt sich direkt auf die Systemgröße und -kosten aus:
| Merkmal | Bleiakku (AGM/Gel) | LiFePO₄-Lithium |
|---|---|---|
| Ladezyklen | ca. 300–800+ Zyklen (je nach Typ/DoD) | ca. 2.000–6.000+ Zyklen (qualitätsabhängig) |
| Entladetiefe (DoD) | max. 50 % | bis 80–90 % |
| Nutzbare Kapazität | Halbe Nennkapazität | Fast volle Nennkapazität |
| Gewicht | Schwer | Deutlich leichter |
| Wartung | AGM/Gel wartungsarm; Ladezustand und Anschlüsse prüfen | Wartungsarm; BMS/Anschlüsse prüfen |
| Anschaffungskosten | Günstig | Höher, dafür langlebiger |
| Empfehlung | Einfache, selten genutzte Systeme | Regelmäßig genutzte Inselanlagen |
Die perfekte Größe der Solarbatterie bestimmen Die Aufgabe eines Batteriespeichers liegt darin, den Solarstrom am Tage für den Verbrauch am… weiterlesen
Vor- und Nachteile im Überblick
| Typ | Vorteile und Nachteile |
|---|---|
| Inselanlage |
|
Wann ist eine Inselanlage die richtige Wahl?
Eine Inselanlage ist vor allem dort sinnvoll, wo kein Netzanschluss besteht oder der Anschluss unverhältnismäßig teuer wäre – bei Berghütten, Ferienhäusern in entlegener Lage, Gartenhäusern ohne Stromanschluss und mobilen Anwendungen wie Wohnmobil oder Boot. Wer dagegen bereits am Stromnetz angeschlossen ist, fährt mit einer klassischen netzgekoppelten PV-Anlage in der Regel wirtschaftlicher: Die Systemkosten sind niedriger, und Überschussstrom kann eingespeist werden.
Eine Inselanlage als Ergänzung zum bestehenden Netzanschluss – etwa zur Notstromversorgung einzelner kritischer Verbraucher – ist auch am Wohnsitz möglich. Als vollständiger Ersatz des Netzstroms ist sie dort jedoch in der Regel keine sinnvolle Lösung: Eine vollständig autarke Versorgung muss auch lange Schlechtwetterperioden überbrücken, was sehr große Speicherkapazitäten und überdimensionierte Module erfordert. Hinzu kommt: Ob ein Gebäude ohne Stromnetzanschluss zulässig ist, hängt vom örtlichen Bau-/Satzungsrecht und den Anschlussbedingungen ab; pauschal lässt sich das nicht bundesweit beantworten.
Welche Anlagenart passt zu Ihrer Situation?
Insel-, netzgekoppelte oder mobile Anlage?
Ob eine Insel- oder netzgekoppelte Anlage die wirtschaftlichere Lösung für Ihren konkreten Fall ist, lässt sich am besten mit einem regionalen Fachbetrieb klären – dieser kann den tatsächlichen Strombedarf berechnen und die Systemgröße passend dimensionieren. Hier finden Sie qualifizierte PV-Fachbetriebe in Ihrer Region.
Muss eine Inselanlage angemeldet werden?
Eine echte Inselanlage – also eine Photovoltaikanlage, die in keiner Weise mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden ist – muss weder beim Netzbetreiber angemeldet noch im Marktstammdatenregister (MaStR) der Bundesnetzagentur registriert werden. Voraussetzung ist, dass weder eine direkte noch eine indirekte Verbindung zum Hausstromnetz besteht: Auch eine manuelle Umschaltvorrichtung oder eine Notstromfunktion, die im Bedarfsfall mit dem Hausnetz koppelt, würde die Anmeldepflicht auslösen.
Typische Beispiele für anmeldefreie Inselanlagen sind Solarsysteme auf Wohnmobilen und Booten, autarke Anlagen auf Berghütten oder Ferienhäusern ohne Netzanschluss sowie Solarmodule für Gartenhäuser, die ausschließlich eine separate 12-Volt-Verbraucherinsel versorgen. Sobald Strom aus der Inselanlage über eine Steckdose oder einen festen Anschluss in ein mit dem öffentlichen Stromnetz verbundenes Hausstromnetz (eine angeschlossene Kundenanlage) fließen kann, gilt die Anlage rechtlich als netzgekoppelt – und die regulären Meldepflichten (innerhalb eines Monats nach Inbetriebnahme im MaStR) greifen.
Autarkiegrad, Eigenverbrauchsquote und solarer Deckungsanteil bei Solarenergie Keine Rechnung mehr vom Strom- und Brennstofflieferanten? Ist das mit einer eigenen Solaranlage… weiterlesen
