Ungeachtet der grundsätzlichen technischen Möglichkeit, Inselanlagen zu installieren, werden wir diese in diesem Artikel nicht beleuchten, da wir uns an dieser Stelle darauf konzentrieren, was in einem (dauerhaft) bewohnten Haus gesetzlich möglich ist. Und das sind eben Notstrom oder Ersatzstrom – wobei es sich hierbei um eine Form der Inselversorgung handelt.
Unterschied Notstrom Ersatzstrom in Kürze:
- Mit Notstrom funktionieren bei Netzausfall ausschließlich die installierten Steckdosen, der Rest des Hauses inkl. aller ans Hausnetz angeschlossenen Verbraucher werden nicht mit Strom versorgt.
- Bei Ersatzstrom hingegen wird das komplette Hausnetz aus der Batterie gespeist und nach kurzer Umschaltzeit funktioniert Ihre hausinterne Stromversorgung so lange weiter, bis der gespeicherte Solarstrom aufgebraucht ist.
- Natürlich sollten Sie auch bei Ersatzstrom darauf achten, nicht zu viele große Stromverbraucher weiterlaufen zu lassen, wenn sie nicht dringend notwendig sind, um die Batterie nicht zu schnell zu entleeren.
- Sie können leider nicht in jedem Haus Ersatzstrom installieren. Dies ist ausschließlich in sogenannten TN-S-Netzen möglich, wie sie seit ca. 2005 Standard sind.
- Notstrom funktioniert hingegen in jedem Hausstromnetz.
Was ist Notstrom und was ist Ersatzstrom?
PV-Module generieren nur tagsüber und nur bei Sonnenschein Strom. Wenn es also in der Nacht oder an einem wolkigen Tag zu einem Stromausfall kommt, dann können Sie nicht damit rechnen, dass Ihre PV-Anlage Ihr Haus weiterhin mit Strom versorgt. Und wenn der Ausfall auf Probleme im Stromnetz zurückzuführen ist, wird Ihre Photovoltaikanlage keine zusätzliche Energie bereitstellen, weil sie sie nicht speichern kann. Für eine netzunabhängige Stromversorgung ist Notstrom in Gegenden mit seltenen und kurzen Strom- bzw. Netzausfällen wie Deutschland im Grunde vollkommen ausreichend.Was ist Notstrom?
Wenngleich oft synonym benutzt, sind Notstrom und Ersatzstrom nicht das gleiche. Für eine Notstromversorgung benötigen Sie neben den PV-Modulen einen notstromfähigen Wechselrichter. Im Rahmen der AC-Installation werden dann zusätzlich ein FI-Schalter, sowie eine Schukosteckdose bzw. eine Steckdosenleiste installiert, über die, falls der Netzstrom einmal wegbleibt, die wichtigsten Verbraucher im Haus weiterversorgt werden können. Fällt das Netz tagsüber an einem sonnigen Tag aus, versorgt der Wechselrichter diese Steckdose(n) mit dem Solarstrom weiter, den Ihre PV-Anlage gerade generiert. Fällt der Strom jedoch in der Nacht aus oder an einem regnerischen oder wolkigen Tag, reicht das nicht. Dann benötigen Sie zusätzlich zum Wechselrichter mit Notstromfunktion auch einen notstromfähigen Batteriespeicher. Mit dieser Ausstattung ist es dem Wechselrichter dann bei Netzausfall möglich, auf den Batteriespeicher zuzugreifen. Bei der Notstromvorrichtung handelt es sich um eine relativ kostengünstige Ergänzung für Ihre PV-Anlage. Innerhalb weniger Sekunden kann sich der Wechselrichter automatisch mit der Notstromsteckdose verbinden. Aus dieser Steckdose beziehen Sie dann je nach Kapazität des Wechselrichters Strom mit einer Spannung von 3 kW oder 5 kW. Das ist ausreichend für kleinere Verbraucher wie ein Ladegerät oder eine Tischlampe.Was ist Ersatzstrom?
Für Ersatzstrom im eigentlichen Sinne sind neben ersatzstromfähigem Wechselrichter und Batteriespeicher in aller Regel zusätzliche elektrotechnische Arbeiten im Zählerschrank erforderlich. Diese sind nötig, damit der Wechselrichter das Hausnetz als geschlossenes System vom öffentlichen Stromnetz trennen kann. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer allpoligen Trennung. Das sorgt dafür, dass der Wechselrichter nach der Trennung Ihres Hausnetzes vom Versorgernetz als Verteilsystem aktiviert wird. Mit einer kurzen Verzögerung zwischen Erkennen des Stromausfalls und Aktivieren des Ersatzstrombezugs wird Ihr Hausnetz automatisch aus dem Batteriespeicher gespeist. Vorausgesetzt natürlich, der Speicher ist – zumindest teilweise – geladen. Wie lange Sie Ihr Haus komplett autark mit Ersatzstrom versorgen können, hängt von den Entladekapazitäten Ihres Stromspeichers einerseits und von der Anzahl und Spannung der zu versorgenden Stromverbraucher andererseits ab.Notstrom und Ersatzstrom – Unterschiede und Gemeinsamkeiten
Werfen wir einen Blick auf die Unterschiede und Gemeinsamkeiten von Ersatzstrom- und Notstromversorgung. Eine der wenigen Gemeinsamkeiten besteht darin, dass sowohl bei Ersatzstrom als auch bei Notstrom die Installation eines Wechselrichters mit entsprechender Funktion zwingend erforderlich ist. Im Unterschied zur Ersatzstromversorgung reicht das für eine Notstromversorgung am Tag, vorausgesetzt die Sonne scheint, aus. Für eine Notstromversorgung in der Nacht, bei Regen, Wolken oder anderen Wetterkapriolen, benötigen Sie auch für Notstrom zusätzlich einen notstromfähigen Batteriespeicher, wie er für Ersatzstrom unverzichtbar ist. Speziell der Batteriespeicher kann natürlich die Kosten für Ihre PV-Anlage in die Höhe treiben. Außerdem stellt der Speicher gleichzeitig auch die Schwachstelle des ganzen Systems dar: Ist der Speicher leer, funktionieren im gerade genannten Szenario weder Notstrom- noch Ersatzstromversorgung. Sie sollten darum darauf achten, dass Ihr Batteriespeicher immer mindestens zu 30% geladen ist. Je mehr wichtige Verbraucher, desto voller sollte der Speicher bei Netzausfall natürlich sein. Im Unterschied zum Notstrom ist Ersatzstrom nicht in jedem Haus umsetzbar. Das dürfte wahrscheinlich einer der wichtigsten Unterschiede zwischen Ersatzstrom und Notstrom sein, den Sie kennen sollten. Für die Installation einer Ersatzstromversorgung muss es sich bei Ihrem Hausstromnetz um ein sogenanntes TN-S-Netz handeln, bei dem Neutralleiter und Schutzleiter separiert sind, wodurch es als sicherer gilt als andere TN-Systeme.[1]Gut zu wissen:
TN-S-Netze sind seit etwa 2005 Standard. Bis circa 1995 waren sogenannte TN-C-Netze üblich, bei denen ein einzelner Leiter die Funktion von Neutral- und Schutzleiter gleichzeitig übernommen hatte. In den 10 Jahren dazwischen, wurden sowohl TN-C- als auch TN-S-Systeme installiert.
Sofern Ihr Eigenheim also nicht von nach 2005 ist oder Sie bei einer älteren Immobilie keine Sanierung vorgenommen haben, bei der die komplette Elektrik erneuert wurde, können Sie nicht davon ausgehen, dass es sich bei Ihrem Hausnetz um ein ersatzstromfähiges TN-S-Netz handelt.
Notstromfähigkeit und Ersatzstromfähigkeit bei den PV-Komponenten erklärt
Sowohl Batteriespeicher als auch die meisten Wechselrichter, die notstromfähig sind, sind auch ersatzstromfähig bzw. umgekehrt. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Schwarzstartfähigkeit oder Inselfähigkeit. Das bedeutet, Ihr PV-System ist in der Lage, Ihr Eigenheim autark und autonom mit Strom zu versorgen. Natürlich nur so lange, wie in der Batterie Stromreserven vorhanden sind. Das heißt, Sie können – und sollten! – Ihren not- bzw. ersatzstromfähigen Wechselrichter so programmieren, dass er den Batteriespeicher nie vollständig entlädt, wenn Sie im Alltag – beispielsweise nachts oder an einem wolkigen Tag – Strom aus Ihrem Speicher nutzen. So haben Sie immer eine Notstromreserve zur Verfügung, um sich im Falle eines Netzausfalles weiterversorgen zu können. Pi mal Daumen sollte Ihr Batteriespeicher immer über eine Ladung von 30% seiner Kapazität verfügen, um im Ernstfall in die Notstrom- oder Ersatzstromversorgung übergehen zu können.
Hinweis:
Am Markt sind auch Kombigeräte erhältlich, sogenannte Batteriewechselrichter, bei denen der Wechselrichter bereits in die Batterie integriert ist. Wenn darum die Rede von ein- oder dreiphasigen Batteriespeichern ist, dann sind in der Regel diese Systeme gemeint. Bei Klarsolar verbauen wir ausschließlich DC-gekoppelte Speichersysteme mit Hybridwechselrichtern. Das erlaubt eine höhere Flexibilität bei der Komponentenauswahl einerseits. Andererseits gelten Kombigeräte auch als nicht besonders leistungsstark bzw. haben oft einen höheren Eigenverbrauch, als zwei separate Komponenten.
Unterschied einphasiger und dreiphasiger Notstrom
Den größten Unterschied zwischen der ein- und der dreiphasigen Notstromversorgung macht die Leistung. Mit 3-phasigem Notstrom können Sie bei Stromausfall Großverbraucher wie Ihre Heizungsanlage, Ihren E-Herd und eine mögliche Wallbox weiterbetreiben. 1-phasiger Notstrom versorgt kleinere Haushaltsgeräte wie Wasserkocher, einen Fön oder Ihr Ladegerät für mobile Endgeräte.
Ihr Hausnetz – egal, ob TN-C oder TN-S – ist immer dreiphasig. Wenn Sie sich für einphasigen Notstrom entscheiden, wird Ihr Wechselrichter an eine der drei Phasen angeschlossen. Er misst jedoch weiterhin den Verbrauch aller drei Phasen und gibt so viele kW Strom wie alle drei Stromkreise verbrauchen an die eine Phase ab, an die er angeschlossen ist.
Verbraucht diese Phase aber nicht den gesamten Strom selbst, fließt der "Überschuss" nahtlos weiter in Richtung öffentliches Netz. Hierzu muss er durch den bidirektionalen Zähler, der wiederum die Ladungsdiskrepanz der drei Stromkreise erfasst. Registriert er Unterschiede, versorgt er die Phasen, die ebenfalls Strom verbrauchen, automatisch mit dem eingespeisten Strom.
Ist der Wechselrichter beispielsweise an die 1. Phase angeschlossen, die aber gerade keinen Strom zieht, weil die 2. zwei kW und die 3. ein kW Strom verbrauchen, entnimmt der Wechselrichter drei kW aus dem Batteriespeicher. Diese fließen über die 1. Phase durch den Zähler. Der registriert, dass er über die 1. Phase Stromzufuhr erhält und über die 2. und 3. Phase Strombezug und gleicht die Diskrepanz in der Versorgung der beiden anderen Phasen dann entsprechend aus. Ihr Verbrauch beträgt bilanziell 0 kW.
Beim dreiphasigen Gerät wird jede der drei Phasen des Wechselrichters mit jeweils einer Phase des Hausnetzes verbunden. So gibt er gleichmäßig Strom ans Hausnetz ab. Handelt es sich beispielsweise um einen 3 kW Wechselrichter, gibt er parallel ein kW an die 1. Phase, eins an die 2. und eins an die 3. Phase ab. (Ein 9 kW Modell gibt dann analog hierzu je 3 kW pro Phase ab.)
Wird nun, wie oben, auf der ersten Phase kein Verbrauch registriert, fließt dieses eine kW ungenutzt durch den Zwei-Wege-Stromzähler. Dieser merkt, dass die zweite Phase doppelt so hohen Strombezug hat, wie der Wechselrichter über die 2. Phase liefert und leitet dann das überschüssige kW aus der ersten Phase zurück in die 2. Phase. Die dritte Phase wird in diesem Beispiel mit genau der einen kW Strom aus dem Speicher versorgt, die sie auch verbraucht. Am Ende liegt also auch hier am Ende kein Verbrauch von externem Strom vor.
Weil dreiphasige Versorgung gleichmäßiger verläuft, ist sie für Anlagen ab 5 kWp und für Ersatzstrom unverzichtbar, um die Stabilität und Sicherheit des Hausnetzes zu gewährleisten.
Ersatzstrom und Notstrom – Unterschiede in a nutshell
Wenn Sie nach Komponenten für Notstrom oder Ersatzstrom suchen, müssen diese aufeinander abgestimmt sein. Während es sich bei "Notstrom" klassischer Weise um die Weiterversorgung einer Phase im Hausnetz handelt, werden bei "Ersatzstrom" alle – in der Regel drei – Phasen des Hausnetzes weiterversorgt. Der Unterschied zwischen Ersatzstrom und Notstrom liegt also in der elektrotechnischen Umsetzung der Stromversorgung. Bei Notstrom werden Steckdosen in Ihren Zählerschrank installiert, an die Sie eine Kleinstanzahl ausgewählter Verbraucher anschließen können. Man denke etwa klassischer Weise an den Kühlschrank oder die Gefriertruhe. Ein Herd bzw. Backofen beispielsweise benötigt aber alle drei Phasen, um zu funktionieren. Mit dreiphasigem Notstrom, also Ersatzstrom, läuft die hausinterne Stromversorgung wie gehabt weiter. Alle Elektrogeräte – inklusive Backofen – werden wie gewohnt weiter aus der Steckdose versorgt, an die Sie angeschlossen sind. Damit Ihr Notstrom oder Ersatzstrom wie gewünscht funktionieren kann, müssen sowohl der Wechselrichter als auch der Batteriespeicher notstrom- bzw. ersatzstromfähig sein. Beachten Sie bei der Wahl der Komponenten, dass der Gesetzgeber bei PV-anlagen über 5 kWp vorschreibt, dass im Rahmen der Netzsicherheit ein 3-phasiger Wechselrichter installiert werden muss.[2] Diesen bräuchten Sie für eine Ersatzstromversorgung aber sowieso zwingend und der Trend geht ohnehin dahin, dass Wechselrichter zunehmend nur noch 3-phasig sind und einphasige eher ein Auslaufmodell. Wichtig ist hier das Merkmal der Asymmetrie, damit alle drei Phasen immer nur mit der Menge Batteriestrom versorgt werden, die sie tatsächlich verbrauchen. Bei Klarsolar haben wir uns entschieden, nur noch Photovoltaikanlagen mit dreiphasigen Wechselrichtern zu bauen. So sind Sie vollkommen flexibel in Ihrer Wahl ob Sie Notstrom oder Ersatzstrom installieren möchten: Eine Ersatzstromversorgung findet innerhalb eines geschlossenen Systems statt. Ihr Haus wäre also in einem Straßenzug, in dem das Netz ausgefallen ist, das einzige hellerleuchtete Gebäude, in dem das Leben mit einigen wenigen Einschränkungen wie gewohnt weitergehen kann. Bei einer Notstromversorgung teilen Sie zwar das Leid Ihrer Nachbarn – aber geteiltes Leid ist bekanntlich ja halbes Leid – und sitzen weitestgehend im Dunkeln. Sie können sich aber im Anschluss an den Stromausfall die Mühe schenken, das Chaos eines unfreiwillig abgetauten Eisschranks beseitigen zu müssen.Notstrom oder Ersatzstrom – was ist die richtige Wahl?
Bei der Entscheidung zwischen Ersatzstrom und Notstrom müssen Sie eine Vielzahl von Dingen bedenken:- Ist eine richtige Ersatzstromversorgung in meinem Hausnetz installierbar?
- Bin ich gewillt, die Mehrkosten dafür zu tragen?
- Brauche ich bei durchschnittlich nicht einmal 15 Minuten Netzausfall in Deutschland pro Jahr wirklich Ersatzstrom oder ist Notstrom ausreichend?
Weitere Beiträge.
Ist es sinnvoll, seine PV-Anlage so groß wie möglich zu machen?
Size does matter! Zumindest bei PV-Anlagen. Je größer eine Photovoltaikanlage, desto schneller amortisiert sie sich sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch und desto höher fallen Ihre Ersparnis und Einnahmen aus. Außerdem wird Ihre Immobilie mit jedem Modul mehr zukunfts- und versorgungssicherer.
Ökobilanz von Photovoltaik: Wie umweltfreundlich ist Solarenergie?
Bei der Photovoltaikproduktion fallen circa 50 Gramm CO2/kWh an. Aufgewogen wird das durch die hohe Recyclingquote von 90% und die ökologische Amortisation von circa 3 Jahren.
Kann man mit Photovoltaik autark sein?
Mit Photovoltaik komplett autark zu sein, ist vielleicht im Hochsommer kurzfristig für wenige Tage möglich – wenn Ihre Anlage überproduziert und Ihr Speicher Sie nachts oder bei Regen versorgt. Im Winter hingegen ist dieses Maß an Autarkie nicht erreichbar. Dafür reicht die Kraft der Sonne in unseren Gefilden im Winter nicht aus, wodurch die Gesamtautarkie übers Jahr natürlich erheblich reduziert wird.
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