Solare Inselanlagen

Solare Inselanlagen sind eine spezielle Form der Photovoltaikanlagen. Sie dienen vor allem zur Energieversorgung von Gebäuden ohne Anschluss an das Stromnetz.

Es sind also (kleine) Inseln der Stromversorgung, die nur mit einer Solaranlage oder auch in Kombination mit anderen erneuerbaren Energieformen versorgt werden.

In diesem Artikel beschreiben wir die Besonderheiten der Inselanlage, ihre Komponenten und geben einen Überblick über die Vor- und Nachteile sowie Erweiterungen.

Was ist eine Inselanlage?

Der Einsatz einer Inselanlage ist sinnvoll, wenn ein Anschluss an das Stromnetz nicht möglich oder nicht wirtschaftlich ist.

Eine abgelegene Insel, Berghütte, ein Garten- oder Ferienhaus, ein (Haus-)Boot oder ein Wohnwagen haben in der Regel keinen Anschluss an das öffentliche Stromnetz. Um diese Gebäude oder Fahrzeuge mit Strom zu versorgen, brauchen sie einen Dieselgenerator oder eine Solaranlage. Der Betrieb eines Dieselgenerators verursacht laufende Kosten für den Antrieb und ist mit Wartungsaufwand verbunden. Außerdem sind seine Emissionen schlecht für die Umwelt und für das Klima.

Mit einer Solaranlage bauen Sie eine emissionsfreie Stromversorgung auf, die, wie auf einer Insel, ein oder mehrere Gebäude mit Strom versorgen kann. Werden mehrere Gebäude von einer PV-Anlage mit Strom versorgt, spricht man von einem Inselnetz.

Eine Solar-Inselanlage können Sie direkt nach der Installation in Betrieb nehmen. Sie ist nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen und unabhängig vom Anschluss durch einen Netzbetreiber. Eine Genehmigung oder eine Anmeldung der Solaranlage bei der Bundesnetzagentur sind nicht erforderlich. Mit einer Inselanlage erzeugen Sie Ihren eigenen Strom und sind völlig autark, aber auch abhängig von der Sonneneinstrahlung und der Sonnenscheindauer.

Der Unterschied zur Einspeiseanlage und zur Nulleinspeisung

Bei PV-Anlagen unterscheiden wir drei verschiedene Arten:

• Einspeiseanlage
• Nulleinspeiseanlage
• Inselanlage

Die Einspeiseanlage ist der Standard und die gebräuchlichste Form einer Solaranlage. Sie speist den Strom, der nicht im Gebäude verbraucht wird, in das öffentliche Netz ein.

Dafür erhalten Sie als Anlagenbetreiber vom Netzbetreiber eine Einspeisevergütung nach dem EEG. Reicht der Strom der PV-Anlage für Ihren Haushalt nicht aus (z. B. zur Abdeckung des Bedarfs in der Nacht), beziehen Sie zusätzlich Strom aus dem Netz.

Bei der Nulleinspeisung ist die Anlage so konfiguriert, dass eine Einspeisung in das Stromnetz technisch nicht möglich ist. Diese Anlagen benötigen zwingend einen Stromspeicher bzw. müssen mit einem größeren Speicher ausgestattet sein, um ausreichend Strom aus der Solaranlage nutzen zu können.

Bei diesem Anlagentyp erhalten Sie zwar keine Einspeisevergütung, Sie müssen dann im Gegenzug aber auch keine Photovoltaik-Steuern für den Solarstrom zahlen und sparen sich damit den bürokratischen Aufwand mit dem Finanzamt.

Die Anmeldung der Solaranlage bei der Bundesnetzagentur und Ihrem Verteilnetzbetreiber sind dennoch notwendig, da Sie nach wie vor an das Stromnetz angeschlossen sind. Wenn Ihre PV-Anlage nicht genügend Strom produziert, können Sie auch in diesem Fall Strom aus dem Netz beziehen.

Inselanlagen haben hingegen keine Verbindung zum Stromnetz. Damit entfällt für Sie die Möglichkeit, Strom aus dem Netz zu beziehen, falls die Stromerzeugung der PV-Anlage nicht ausreicht. Sie sind, was die Stromerzeugung angeht, Selbstversorger. Anmeldungen für diese Anlagen sind nicht erforderlich, da sie völlig unabhängig vom Stromnetz sind.

Komponenten einer Solar-Inselanlage

Mit einer Ausnahme besteht eine solare Inselanlage aus den gleichen Komponenten wie jede andere PV-Anlage auch:

• PV-Modul(e) mit Unterkonstruktion zur Ausrichtung/Montage
• Kabel
• Laderegler
• Wechselrichter
• Batterie

Der Laderegler ist die einzige Besonderheit, die nur bei Inselanlagen zum Einsatz kommt. Er überwacht den Ladezustand der Batterie und regelt das System, indem er die Spannung der Solarmodule an die Batterie anpasst. Darüber hinaus registriert der Laderegler den Zustand der PV-Anlage und warnt, wenn Grenzwerte über- oder unterschritten werden. Er misst zum Beispiel Ladezustand und -strom der Batterie sowie ihre Spannung und Temperatur.

Für diesen Anlagentyp werden spezielle Wechselrichter angeboten, mit anderen Funktionen und Anforderungen als Geräte für netzgebundene PV-Anlagen. Sie müssen die Wechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hz unabhängig vom Netz erzeugen können. Das können Wechselrichter, die für den Netzanschluss ausgelegt sind, in der Regel nicht. Inselfähige Wechselrichter haben weitere Funktionen integriert, wie ein Batterieladeregler.

Vor- und Nachteile

Betrachten wir die Eigenschaften der Inselanlagen, fallen eine Reihe von Vor- und Nachteilen auf:

Mit der Ergänzung der Inselanlage durch eine kleine Windkraftanlage können Sie die Abhängigkeit der Stromerzeugung von der Sonneneinstrahlung verringern. Damit reduziert sich auch das Risiko eines Stromausfalls, wenn für längere Zeit zu wenig Sonne scheint.

Wann lohnt sich eine Inselanlage?

Bei einem Haus oder einer Hütte, die weit ab vom öffentlichen Netz liegen, muss man mit einer Inselanlage nicht auf eine Stromversorgung verzichten. In diesen Fällen ist ein Anschluss an das Stromnetz sehr teuer oder nicht umsetzbar.

Bei Ferien- oder Gartenhäusern, die nur zeitweise genutzt werden, kann sich eine PV-Anlage mit Batterie für die Stromversorgung eher lohnen, als ein Anschluss an das Stromnetz. Hier fallen keine laufenden Kosten z. B. für die Grundgebühr bei einem Stromversorger an, wenn kein Strom verbraucht wird.

Eine Solar-Inselanlage ist aber nicht immer ein vollständiger Ersatz für den Anschluss an das Stromnetz. Sie kann keine hundertprozentige Stromversorgung sicherstellen. Das ist nur bei einem geringen Verbrauch oder einer entsprechend großen Batterie möglich.

Auslegung der Komponenten einer PV-Inselanlage

Für die Planung einer solchen Anlage ist es notwendig, den Stromverbrauch, also die maximale Leistungsaufnahme der vorhandenen Geräte und ihre Nutzungsdauer gut zu kennen. Daraus können Sie den täglichen Strombedarf errechnen.

Die Leistung der PV-Anlage sollte um mindestens 20 Prozent höher liegen als der Verbrauch. Hierbei müssen Sie noch den Aufstellort, die Neigung und Ausrichtung der Photovoltaik-Module berücksichtigen. Bei einem geringen Platzangebot können Module mit einem höheren Wirkungsgrad eine Alternative sein.

Die Speicherkapazität der Batterie sollte so groß gewählt werden, dass sie den errechneten Energiebedarf für zwei bis drei Tage ohne Sonneneinstrahlung abdecken kann.

Kosten

Der Preis für eine netzunabhängige Solaranlage hängt von der erforderlichen Leistung der PV-Module, der nutzbaren Batteriekapazität und weiteren Anforderungen ab. Entscheidend ist der zu erwartende Verbrauch.

Hierfür werden Komplettsets für ein Gartenhaus oder Kleingarten in unterschiedlicher Größe angeboten. Der Vorteil ist, dass die Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Die Preise fangen schon bei 150 Euro an, mit 100 Watt und 12 V, und reichen bis 15.000 Euro mit 7 kW Leistung und Lithiumspeicher.

Fazit

Eine solare Inselanlage ist eine emissionsfreie Alternative zu Dieselgeneratoren für die Stromversorgung in entlegenen Regionen ohne Stromanschluss.

Durch die gesunkenen Preise und das Angebot an Komplettsets können Sie auch ein Garten- oder Ferienhaus mit einer Inselanlage mit ausreichend Strom versorgen.

Die Stromversorgung reicht jedoch nicht für einen hohen Verbrauch oder für eine längere Zeit ohne Sonneneinstrahlung, da die Möglichkeit, Strom aus dem öffentlichen Netz zu kaufen, entfällt.