Was passiert, wenn der Strom ausfällt? Für viele ist genau das der Grund, warum sie sich für eine PV-Anlage mit Speicher interessieren. Unabhängigkeit. Nicht mehr darauf angewiesen sein, dass das Netz funktioniert. Aber wie autark kann man mit einer Solaranlage wirklich werden? Und funktioniert die Anlage überhaupt, wenn das Netz weg ist? Die Antwort ist nicht so einfach, wie die Werbung mancher Speicherhersteller vermuten lässt.
Warum die PV-Anlage bei Stromausfall normalerweise abschaltet
Das überrascht viele: Eine Standard-PV-Anlage ohne Speicher schaltet sich bei Stromausfall sofort ab. Der Wechselrichter braucht das Netz als Referenz für Frequenz und Spannung. Fällt das Netz weg, geht der Wechselrichter in den Sicherheitsmodus und stellt die Einspeisung ein. Das ist kein Fehler, sondern Vorschrift, damit kein Solarstrom ins tote Netz fließt und Techniker gefährdet, die an der Leitung arbeiten.
Auch mit Speicher ist Notstrom nicht automatisch dabei. Nur Speichersysteme mit Notstrom- oder Ersatzstromfunktion können das Haus bei Stromausfall weiter versorgen. Und es gibt da einen Unterschied, den man kennen sollte.
Notstrom, Ersatzstrom und Inselbetrieb: Drei Stufen
Diese drei Begriffe werden oft durcheinandergeworfen, meinen aber unterschiedliche Dinge.
Notstrom ist die einfachste Variante. Bei Stromausfall versorgt der Speicher eine oder mehrere ausgewählte Steckdosen. Typischerweise eine einzelne Phase, an der man einen Kühlschrank, ein Licht oder ein Ladegerät anschließen kann. Die Umschaltung passiert nicht automatisch, man muss die Notstromfunktion manuell aktivieren. Die Leistung ist begrenzt, meistens auf 1 bis 3 kW. Notstrom ist ein nettes Extra, aber keine Vollversorgung.
Ersatzstrom geht weiter. Bei Stromausfall trennt sich das Hausnetz automatisch vom öffentlichen Netz, und der Speicher plus PV-Anlage übernehmen die Versorgung des gesamten Hauses. Die Umschaltung dauert wenige Sekunden, in denen kurz der Strom weg ist (empfindliche Geräte wie Computer brauchen eine USV). Der Hybridwechselrichter steuert die Versorgung, und solange die Sonne scheint, laden die Module den Speicher nach. Nachts lebt das Haus vom Speicher allein.
Ersatzstrom braucht einen Hybridwechselrichter mit Inselfähigkeit und einen kompatiblen Speicher. Nicht jede Speicher-Wechselrichter-Kombination kann das. E3/DC, Fronius, SMA, Kostal und Huawei bieten Systeme mit Ersatzstromfähigkeit an, aber es muss bei der Planung berücksichtigt werden, eine nachträgliche Aktivierung ist oft nicht möglich, wenn die Hardware nicht dafür ausgelegt ist.
Inselbetrieb ist die dritte Stufe: Komplett netzunabhängiger Betrieb. Kein Netzanschluss, kein Fallback. Das funktioniert nur mit deutlich größerem Speicher, einem Hybridwechselrichter mit Schwarzstartfähigkeit (kann ohne Netzsignal hochfahren) und in der Regel einem zusätzlichen Generator als Backup für trübe Winterwochen.
Schwarzstartfähigkeit: Was das bedeutet
Ein normaler Wechselrichter braucht das Netz, um zu starten. Bei einem Ersatzstromsystem muss der Wechselrichter selbstständig ein eigenes Netz aufbauen, wenn das öffentliche Netz ausfällt. Das nennt sich Schwarzstart. Der Wechselrichter erzeugt eigenständig eine stabile 230-Volt-Wechselspannung mit 50 Hertz und versorgt das Hausnetz darüber.
Nicht jeder Hybridwechselrichter kann das. Wer Ersatzstrom will, muss bei der Planung explizit darauf achten und den Solarteur darauf ansprechen. Die Mehrkosten gegenüber einem System ohne Ersatzstrom liegen bei 500 bis 2.000 Euro, je nach System.
Wie viel Autarkie ist realistisch?
Der Autarkiegrad gibt an, wie viel Prozent des Strombedarfs man selbst deckt. Die Zahlen, je nach System:
Ohne Speicher: 25 bis 35 Prozent Autarkie. Tagsüber reicht die PV-Anlage, abends und nachts kommt der Strom vom Netz. Im Winter fast nichts, im Sommer fast alles.
Mit Speicher (10 kWh): 55 bis 70 Prozent. Der Speicher überbrückt die Abend- und Nachtstunden. Im Sommer erreicht man Tage mit 100 Prozent Autarkie, im Winter bleibt die Abhängigkeit vom Netz.
Mit Speicher, Wärmepumpe und intelligentem Energiemanagement: 70 bis 80 Prozent. Die Wärmepumpe nutzt tagsüber den Solarstrom und speichert Wärme im Pufferspeicher. Das HEMS optimiert die Verbrauchssteuerung.
100 Prozent Autarkie ist theoretisch möglich, erfordert aber einen massiv überdimensionierten Speicher (60 bis 100 kWh für ein Einfamilienhaus), eine sehr große PV-Anlage und gegebenenfalls einen Diesel- oder Gasgenerator als Winter-Backup. Die Kosten dafür stehen in keinem Verhältnis zum Nutzen. Die letzten 20 Prozent von 80 auf 100 kosten mehr als die ersten 80. Das ist wirtschaftlich selten sinnvoll, es sei denn man lebt abseits des Stromnetzes.
Inselanlagen: Für Orte ohne Netzanschluss
Wo kein Netzanschluss verfügbar oder zu teuer ist, sind Inselanlagen die Lösung: Berghütten, abgelegene Ferienhäuser, Gartenhäuser, Tiny Houses auf dem Land.
Eine Inselanlage besteht aus PV-Modulen, einem Inselwechselrichter (der kein Netz braucht), einem großzügig dimensionierten Speicher und einem Laderegler. Die Dimensionierung muss den gesamten Bedarf abdecken, inklusive Puffer für schlechte Tage. Als Backup dient oft ein kleiner Benzin- oder Dieselgenerator.
Die Kosten für eine Inselanlage sind pro kWh erzeugt deutlich höher als bei einer netzgekoppelten Anlage, weil der Speicher überproportional groß sein muss. Für ein kleines Gartenhaus mit LED-Licht, Kühlschrank und Handyladung reicht ein System ab 1.000 bis 2.000 Euro. Für ein bewohntes Ferienhaus mit Warmwasser und Heizung wird es schnell fünfstellig.
Die Grenzen der Autarkie im Winter
Das ist der Punkt, den viele nicht hören wollen. Im Dezember und Januar erzeugt eine PV-Anlage in Deutschland nur 10 bis 15 Prozent ihres Jahresertrags. An einem trüben Wintertag in Norddeutschland kommen aus einer 10-kWp-Anlage vielleicht 5 bis 10 kWh. Ein Haushalt mit Wärmepumpe braucht an so einem Tag 30 bis 50 kWh. Die Lücke ist groß, und kein bezahlbarer Speicher kann sie überbrücken.
Deshalb ist das Stromnetz auch für PV-Betreiber mit Speicher weiterhin unverzichtbar. Im Sommer produziert man deutlich mehr als man braucht und speist ein. Im Winter kauft man zu. Über das Jahr gesehen liegt der Autarkiegrad bei 60 bis 80 Prozent, im Sommer bei fast 100, im Winter bei vielleicht 20. Dieses Muster ist normal und kein Zeichen einer schlecht geplanten Anlage.
Für wen sich Notstrom oder Ersatzstrom lohnt
Wer in einer Gegend lebt, in der Stromausfälle selten sind, für den ist Notstrom ein nettes Zusatzfeature, aber kein Kaufargument. Wer medizinische Geräte zu Hause hat, die auf durchgehende Stromversorgung angewiesen sind, sollte Ersatzstrom einplanen. Und wer generell ein Sicherheitsbedürfnis hat und für Krisenszenarien vorsorgen will, bekommt mit einer ersatzstromfähigen PV-Speicher-Kombination eine der sinnvollsten Maßnahmen auf dem Markt.
Was man aber realistisch einschätzen sollte: Bei einem zweitägigen Stromausfall im Januar, wenn kaum Sonne scheint und der Speicher nach einer Nacht leer ist, hilft auch die beste Ersatzstromfunktion nur begrenzt. Für die typischen Ausfälle von ein paar Stunden bis einem halben Tag ist Ersatzstrom dagegen eine echte Absicherung.
