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PV-gestützte Backup-Systeme: Solarstrom auch bei Netzausfall

Fällt der Strom aus, dann muss auch die PV-Anlage unverzüglich vom Netz getrennt werden. Damit steht der Solarstrom auch im eigenen Haus nicht mehr zur Verfügung – egal, wie stark die Sonneneinstrahlung gerade ist. Dies schreibt die Sicherheitsnorm DIN V VDE V 0126.1.1 vor: Sie fordert bei Ausfall des Netzes die sofortige Abschaltung einspeisender Wechselrichter, um Menschen, die am vermeintlich spannungslosen Netz arbeiten, nicht zu gefährden. Mit einem Backup-System können sich Betreiber von PV-Anlagen gegen solche Stromausfälle schützen.
Mit sogenannten Backup-Systemen sind Betreiber von PV-Systemen auch bei Netzausfall gerüstet: Fällt das Versorgungsnetz aus, kommt der Strom fürs Haus – je nach Einstrahlungsverhältnissen – entweder von der heimischen PV-Anlage oder aus einer Batterie. Damit werden wichtige Verbraucher im Haus wie etwa der Kühlschrank weiterhin mit elektrischer Energie versorgt. Einige Solar-Wechselrichterhersteller haben entsprechende Backup-Lösungen in ihren Produktportfolios. Die SMA Solar Technology AG bietet z.B. ein vorkonfiguriertes Komplettsystem an. Es ergänzt PV-Anlagen um einen Batterie-Wechselrichter mit angeschlossenem Speicher. Bestehende PV-Anlagen können mit einem Backup-System nachgerüstet werden, sofern PV-Wechselrichter von SMA im Einsatz sind. Außerdem gut zu wissen: Der Systemwirkungsgrad der PV-Anlage bleibt auch mit Backup-System vollständig erhalten.

Komplettpakete für unterschiedliche Leistungsbereiche

SMA bietet die Backup-Systeme in vier unterschiedlich leistungsstarken Komplettpaketen an: Sunny Backup System S, M, L und XL. Die S-Variante wurde speziell für den unteren Leistungsbereich entwickelt und eignet sich für kleinere Hausdachanlagen bis etwa 5kWp. Bei den Systemen handelt es sich um vorkonfigurierte Pakete, inklusive aller notwendigen Komponenten wie Batterien und Verkabelung. Die maximale Leistung des Batterie-Wechselrichters, mit der Stromverbraucher batteriegestützt betrieben werden können, beträgt für das System S bis zu 2.200W im Dauerbetrieb.

Ein System – vier Kernkomponenten

Eine um das Sunny Backup System S erweiterte PV-Anlage besteht im Wesentlichen aus vier Komponenten: Dem Batterie-Wechselrichter Sunny Backup 2200, der Automatic Switch Box S, dem Batteriesatz und natürlich dem jeweiligen PV-Wechselrichter. Der Batterie-Wechselrichter übernimmt mehrere Aufgaben: Er überwacht die Batterie, wandelt bei Bedarf Batteriestrom in Wechselstrom für das Hausnetz und ist als Netzbildner verantwortlich für dessen Spannung, Frequenz und Phasenverschiebung, falls das öffentliche Netz ausfällt. In der Automatic Switch Box S laufen alle AC-Leitungen zusammen. Außerdem befindet sich hier das Relais, das den PV-Strom bei ausgelöster Freischaltstelle direkt ins Hausnetz leitet. Die Batterie dient als Energiequelle im Falle eines Netzfehlers, falls die aktuelle PV-Leistung dafür nicht ausreichen sollte. Ihre Kapazität ist ausgelegt für die Versorgung der wichtigsten Stromverbraucher während der Nachtstunden oder bei geringer PV-Leistung. Nicht zuletzt muss auch der PV-Wechselrichter in das Backup-System eingebunden werden.

Eigenverbrauch von Solarstrom fördern

Ein weiterer Vorteil des Backup-Systems liegt darin, dass hiermit künftig auch der seit 2009 geförderte Eigenverbrauch von Solarstrom unterstützt werden kann. Denn mithilfe von Speichersystemen ist es möglich, den Verbrauchszeitpunkt des Solarstroms frei zu wählen – unabhängig vom Zeitpunkt der Erzeugung. Der mengenmäßige Anteil des im Haushalt selbst genutzten Solarstroms lässt sich auf diese Weise deutlich erhöhen (siehe Interview auf S.46). Mit einem Backup-System als Ergänzung zur heimischen PV-Anlage kann nahezu jeder Anlagenbetreiber in eine zukunftsorientierte Energieversorgung einsteigen.

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