Hallo,
eine Photovoltaikanlage benötigt ja zum Betrieb Netzstrom. Was macht die Anlage bei Stromausfall? Die Zellen produzieren doch trotzdem Strom oder?
Was würde ohne Netzstrom nicht funktionieren und was wären die Folgen?
Danke für Infos, Paran
Hallo,
jede normale Anlage schaltet dann unverzüglich den Wechselrichter ab.
Er bekommt zwar weiterhin seine Spannung vom Dach, aber zieht keinen Strom und fördert auch nichts ins Netz.
Spezielle Wechselrichter sind für den Inselbetrieb ausgelegt, die arbeiten immer ohne Netzanschluss.
Und es gibt auch notstromfähige Wechselrichter, das ist aber nur mit einem Akku als Pufferspeicher sinnvoll. Diese benötign weitere Technik im Haus, die die notstromberechtigten Verbraucher dann umschaltet.
Naja es kommt auf die Anlage an, wie die konstruiert ist.
Die Zellen stellen erstmal eine Spannung bereit, die bis zu einer bestimmten maximalen Belastung stabil ist, darüber bricht sie dann zusammen. Wenn man nichts abnimmt, ist das der Zelle erstmal egal, die Spannung liegt an den Anschlüssen an, und sonst passiert nichts weiter. Strom Produzieren, darf man sich nicht so vorstellen, wie Wasser in ein gefäß kippen, das irgendwann überläuft. Beim Strom läuft nichts über, Wird kein Strom abgenommen, passiert einfach nichts weiter.
Aber auch, daß die Anlagen generell auf Netzstrom angewiesen sind, ist so nicht richtig. Es gibt „Inselsysteme“ die komplett ohne Netzanschluss auskommen. Systeme die auf Netzanschluss ausgelegt sind, brauchen das Netz erstmal nur für zwei Dinge:
- Um den Strom in das Netz einzuspeisen. Es ist nämlich aufgrund der Gesetzgebung Finanziell günstiger den Strom in das Netz einzuspeisen, und sich dann den Strom den man braucht wieder von dort zu holen, als den Strom den man produziert selbst zu verbrauchen.
- Um sich mit dem Netz zu Synchronisieren. Wechselstrom funktioniert nämlich nur, wenn alle Geräte da in der gleichen Phasenlage sind. Sonst gibt es Chaos. Also muss die Solaranlage oder genauer der Wechselrichter erst nachschauen, wie die Phasenlage beim Netz ist, um sich dann darauf einzustellen. Hat er kein Netz, macht er nichts, um dann wenn das Netz wieder zur Verfügung steht kein durcheinander zu haben.
nebenbei man stelle sich vor: Aufgrund eines Fehlers in einer Leitung wird ein Häuserblock zur Reparatur Stromlos gemacht, die Arbeiter fangen zum basteln an, und da speist eine Solaranlage von der anderen Seite her plötzlich Strom in das System ein. Also ganz gut, daß die Dinger abschalten.
Andererseits ist es durchaus denkbar, daß es Solaranlagen gibt, die bei Stromausfall zwar vom Netz getrennt werden, aber weiter ihre eigenen Akkus mit Solarstrom füllen, der dann in das Netz eingespeist wird, sobald wieder ein solches da ist. Denkbar ist natürlich auch ein System, daß bei Stromausfall selbstständig auf Inselbetrieb umstellt, und das Eigene Haus weiter versorgt. Technisch zwar Aufwändiger und damit teurer als einfache Anlagen, Möglich aber durchaus. Ob es Hersteller gibt die sowas anbieten entzieht sich meiner Kenntnis.
Das war mal und gilt nur noch für ältere Anlagen. Aktuell bekommst du bei einer neuen Anlage maximal 12 Cent pro kWh.
Notstromfähige Anlagen gibt es - Exoten. Wobei das durchaus interessanter werden wird. Es gibt ja auch immer mehr Leute, die sich einen Stromspeicher neben den Wechselrichter stellen.
Ohne den wäre es sinnlos - bei jeder Wolke wäre der Strom sonst weg.
Wie bereits angesprochen ist dieser Satz so erstmal falsch. Die Solarzellen auf dem Dach liefern eine Spannung die dann weiterverarbeitet werden KANN. wegen dieser „Sie brauchen beim Neu-Hausbau mindestens x% erneuerbarer Energie, die Sie zur Verfügung stellen müssen“ Sache bauen sich halt viele diese Solarpanels aufs Dach. Soweit, soschlecht.
Wenn man DIESE Grundkonstruktion aber eben für den Betrieb bei Stromausfall nutzen möchte braucht man eben die angesprochenen Pufferbatterien die im Normalfall wenn man im Notbetrieb sagen wir mal Kühlschrank, WLAN Router incl. Telefon (über die sinnhaftigkeit wenn der Stromausfall großflächiger ist lassen wir mal weg), Computer, Radio und 2-3 Lampen betreiben will braucht man so ca. eine Palette voll Akkus. DAS kostet dann eben oft richtig zusätzlich Geld weshalb das viele Häuslebauer aus verständlichen Gründen eher weglassen. Ohne eben diese Pufferbaterien und die entsprechende Elektronik samt Umschaltung gehen halt alle Lichter aus und erst wieder an wenn der Netzstrom wieder da ist. Man kann natürlich auch den Strom direkt von den zellen abgreifen udn daran ggf. noch was anschliessen, aber wenns mal ausfällt ist das denke ich mal das Letzte woran man DANN denkt 
Deshalb: Vorsorgen kann sich lohnen je nach Anwendungsfall.
Das stimmt so nicht wirklich.
Zuerst produzieren die Zellen eine Spannung, welche von der aktuellen Sonneneinstrahlung, und vom abgenommenen Strom, abhängig ist. Fliesst kein Strom, gibt es dann eine Sättigungsspannung, welche nicht weiter ansteigt. Somit sollte jetzt klar sein, was passiert, wenn kein Strom abgenommen wird.
Nun wollen aber die Verbraucher eine konstante Spannung. Man braucht also eine Schaltung, welche aus der variablen Zellenspannung eine konstante Spannung macht.
Hier gibt es dann einen Trick, bekannt als MPP: Die Leistung ist bekanntlich Strom x Spannung.
Für jede Wert der Sonneneinstrahlung gibt es einen Arbeitspunkt aus Strom und Spannung, welche die grösste Leistung erbringt. Bei MPP regelt man dies so, dass man immer am optimalen Arbeitspunkt liegt.
OK, nun haben wir eine konstante Spannung von 12V oder 24V. Diese Spannungen sind bei PKWs (12V) und LKWs (24V) sehr verbreitet. Man bekommt also Problemlos Leuchtmittel für diese Spannungen. Zudem sind diese Spannungen auch bei Campinganhängern und Booten üblich. Es gibt also ein grosses Angebot an Kühlschränken, Kaffeemaschinen usw. auf dem Markt. Zudem auch Batterien für diese Spannungen.
Das Problem ist, dass man bei grösseren Leitungslängen, recht dicke Drähte benötig, wegen dem Spannungsabfall. Bei 24V hat man etwa den 10-fachen Strom, verglichen mit 230V, was schon einmal den 10-fachen Drahtquerschnitt erfordert. Hinzu kommt das Problem mit dem Spannungsabfall. 10V sind bei 230V noch keine 5% Verlust, bei 24V aber schon um die 40%. Die Kabel müssten dann also etwa den 20-fachen Querschnitt bezogen auf 230V haben, da müsste man dann Kupferbalken im Haus verlegen.
OK, das will man nicht wirklich, bzw. funktioniert nur bei Leitungslängen bis einigen Metern und nicht zu leistungsstarken Verbrauchern. Als Insellösung im Campinganhänger funktioniert dies aber ganz gut.
Nun baut man sich einen Inverter, welcher aus der Modulspannung eine 50Hz Wechselspannung und die hierzulande üblichen 230V macht. Damit hat man Zugriff auf den normalen Markt für Elektrogeräte.
Für eine Insellösung reicht dies und da braucht man auch keine Netzspannung, bzw. hat diese gar nicht zur Verfügung.
Nun macht aber eine Insellösung ohne Akku keinen Sinn.
Licht möchte man wenn es dunkel ist und die meisten mögen keine saure Milch im Frühstückskaffe! Das nächste Problem ist schlechtes Wetter, dann liefern die Panels kaum Leistung, der Akku muss also gross genug sein um Tage oder sogar Wochen überbrücken zu können. Nun sind Akkus aber teuer. 
Nun sollten solche grossen Akkus aber auch wieder schnell aufgeladen werden können, nach 14 Tagen Regenwetter folgen nicht zwingend 4 Wochen Sonnenschein. Also müssen auch die Panels entsprechend gross sein, was alles nochmals teurer macht.
Zudem wird das so auch unwirtschaftlich. Auslegen muss das alles so, dass es im Winter, bei kurzer Tageslänge und weniger Sonnenstrahlung, funktioniert. Im Sommer sind dann aber die Akkus schnell geladen und man Produziert hauptsächlich Überschussenergie, bzw. kämw mit kleineren Panels zurecht.
Wirtschaftlich wird es, wenn man Zugang zu Netzstrom hat. Dann kann man den Überschuss ins Stromnetz einspeisen und bei zu geringer Produktion, z.B. bei schlechtem Wetter oder Nachts, die nötige Energie einfach aus dem Netz beziehen.
Früher war die Vergütung für die Einspeisung ins Netz höher als das was man für gekauften Strom bezahlen musste. Da machte es Sinn die ganze Solarproduktion ins Netz einzuspeisen und den ganzen Stromverbrauch aus dem Netz zu beziehen. Heute ist es mit den Prisen umgekehrt und es macht mehr Sinn den ganzen selbst produzierten Solarstrom auch selbst zu verbrauchen und nur die Überschüsse in Netz einzuspeisen. Grundsätzlich ist dies aber nur eine Frage der Zähleranordnung und der Verrechnung.
Nun gibt es durch die Netzeinspeisung aber ein Problem. Bei Reparaturen am Stromnetz, muss man oft den Strom in der Strasse oder dem Quartier abschalten, damit alles Stromlos ist und für die Arbeiter keine Lebensgefahr besteht.
In diese Situation, würde deine Solaranlage aber fleissig ins Netz weiter einspeisen!
Hier liegt also das eigentliche Problem. Die einfachste technische Lösung ist es, wenn dein Inverter ohne Netzspannung auch abschaltet, dann ist auch die Leitung in der Strasse spannungsfrei. Allerdings sitzt du dann, wie alle anderen auch im Dunkeln und bist stromlos.
Im Prinzip könnte man auch einfach einen Schalter bei deinem Hausanschluss einbauen und dein Hausnetz so von der Strassenzuleitung abkoppeln, wenn da keine Spannung mehr anliegt und die Anlage als Insellösung weiter zu Betreiben. Dies wäre technisch auch nicht aufwändiger als den Inverter abzuschalten.
Allerdings bekommst du dann im Haus ein Problem. Dein Inverter hat nur eine Begrenzte Leistung. wenn jetzt gerade am Kochen bist und auch noch die Waschmaschine, das Bügeleisen usw. in Betrieb sind, klappt dein Inverter zusammen und du sitzt trotzdem im Dunkeln. Das bringst also auch nicht. Damit es funktioniert müsste man in deinem Haus zwei Versorgungsnetze bauen. Eines welches am Inverter fest angeschlossen ist und als Notstrom-Versorgung funktioniert und ein zweites, welches nur mit dem Netzstrom läuft. Das wird dann aber aufwändig und somit teuer. Günstig würde es nur, wenn man eine, heute noch, teure Hausautomation hat, welche jeden Verbraucher im Haus einzeln zu- und abschalten kann. dann bestünde das Management mit der Notversorgung nur aus etwas zusätzliche Software.
Ein kleines Problemchen gibt es dann noch, wenn das Stromnetz wieder mit deinem Inverter zusammengekoppelt wird. Da wir Wechselstrom haben, müssen der Inverter und das Stromnetz zuerst synchronisiert werden, bevor man sie wirklich zusammenschliessen kann, sonst gibt bei einer Phasenverschiebung einen Kurzschluss. Aber das ist bei den entsprechenden Invertern schon gelöst und in unserem Fall bräuchte man nur noch ein Steuersignal vom Inverter, welches den Trennschalter zwischen dem Hausnetz und der Versorgung aus der Strasse steuert.
Solche Systeme sind aktuell für die Zukunft angedacht und befinden sich in der Entwicklung. Der Grundgedanke ist aber ein Strommanagement, welches hilft Verbrauchsspitzen zu reduzieren. Dies vergünstigt den Netzausbau, steigert die Zuverlässigkeit (wenn die Technik wirklich funktioniert) und macht Kraftwerke für den Spitzenbedarf überflüssig, bzw. ist die einzige Möglichkeit mit der variablen Energieerzeugung von Wind- und Solar-Kraftwerken ein stabiles Netz zu erhalten.
Bei einem solchen System wäre dann eine Notversorgung nur ein wenig zusätzlich e Software.
MfG Peter(TOO)
Hallo,
bei Stromausfall also Netzausfall geht die normale Solaranlage aus. Es ist generell moeglich, Solaranlagen zu erstellen, die ohne Netzstrom laufen, Inselanlagen in Wohnmobilen oder Wochenendhaeusern. Auch automatische Umschaltung von Netzeinspeisung auf Notstrom ist realisierbar, mit Zusatzausstattung.
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Lesefutter zB
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Gruss Helmut
Hallo,
vielen Dank Euch, jetzt weiß ich Bescheid.
Gruß, Paran