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Neben den großen PV-Anlagen auf den Hausdächern, gibt es noch andere Anwendungsmöglichkeiten, um die solare Energie zu nutzen. Das können kleinere Anwendungen sein, als einen gesamten Haushalt mit Strom zu versorgen. Dementsprechend fallen die PV-Anlagen auch kleiner aus und die Anschaffungskosten sind im Idealfall auch niedriger, es kommen dann oft Inselanlagen zum Einsatz.
Inselanlagen – wie praktisch sind sie?
Der große Unterschied zwischen einer Inselanlage und einer „normalen“ PV-Anlage ist der Netzanschluss. Bei den PV-Anlagen, die üblicherweise auf den Hausdächern angebracht sind, haben in der Regel immer einen Netzanschluss. Bei Inselanlagen ist dieser Anschluss an das öffentliche Netz nicht vorhanden. Überschüssiger Strom wird also nicht in das Netz eingespeist. Andersherum bedeutet, dass aber auch, es kann kein zusätzlicher Strom aus dem Netz bezogen werden. Es handelt sich bei den solaren Inselanlagen also um ein autarkes System. Also eine vom Netz unabhängige, eigenständige Stromversorgung. Deswegen spricht man auch von Off-Grid beziehungsweise On-Grid Anlagen. On-Grid, weil sie an das Netz angeschlossen sind und Off-Grid, da sie abseits des Netzes fungieren.
Eine Inselanlage besteht allerdings, genau wie die PV-Anlage auf dem Dach, aus Solarmodulen, einem Laderegler, einem Wechselrichter und häufig auch einer Batterie. Die Batterie ermöglicht es, Strom zwischenzuspeichern. Damit kann dann zum Beispiel auch abends noch eine Lampe mit Strom versorgt werden.
Inselanlagen gibt es in fertigen Sets zu kaufen, diese enthalten alle benötigten Bestandteile und können ganz einfach selber zusammengebaut werden und in Betrieb genommen werden. Je nach Leistung variieren hierbei allerdings die Kosten.
Dadurch, dass Inselanlagen Strom generieren und keinen Netzanschluss benötigen, sind sie ideal für abgelegenere Orte, wie Berg- oder Jagdhütten. Häufig ist der nächste Netzanschluss einfach zu weit weg und die Anbindung wäre einfach zu teuer. Genau, wenn das der Fall ist, bieten Inselanlagen eine Alternative.
Im Sommer erbringen die Solaranlagen den meisten Stromertrag. Damit bieten solare Inselanlagen eine ideale Stromversorgung für Schrebergärten. Aufs Jahr verteilt betrachtet, wird die meiste Zeit an Sommertagen dort verbracht. Also genau dann, wenn der benötigte Strom auch vorhanden ist. Bereits kleine Anlagen reichen aus, um die wenigen Elektrogeräte in einem typischen Schrebergarten mit Strom zu versorgen.
Insgesamt, macht es also überall da Sinn, wo nicht zwangsläufig jeden Tag Strom benötigt wird, oder der Stromverbrauch überschaubarer ist. Wer seinen Schrebergarten mit Strom versorgen möchte, damit der Rasenmäher und Lichterketten funktionieren, braucht keine riesige PV-Anlage mit Stromspeicher und einem zusätzlichen Stromnetzanschluss. Entscheidend ist jedoch, dass die Inselanlagen richtig dimensioniert werden, damit die benötigte Menge an Strom dann auch produziert werden kann.
Wer mit seinem Boot oder auch mit seinem Wohnmobil unterwegs ist, benötigt Strom. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um diese Stromversorgung sicherzustellen. Eine davon wäre die Stromgewinnung durch Solarzellen. Das hat den besonderen Vorteil, dass man unterwegs, unabhängig seine Geräte versorgen kann.
Die Solarzellen können dabei auf dem Dach des Wohnmobils angebracht werden. Bei Booten können sie an der Reling oder auch auf dem Deck montiert werden. Da auch diese Anlagen abseits vom Stromnetz arbeiten, spricht man hier ebenfalls von Inselanlagen.
Inselanlagen ermöglichen es auch Teilbereiche des Hauses mit Solarstrom zu versorgen. Das kann im Garten der Fall sein, wenn die Teich- oder Poolpumpe mit Strom versorgt werden soll. Gerade bei größeren Teichen sind die Pumpen große Stromverbraucher. Hier bietet sich eine kleine Inselanlage an, die das ganze Jahr über Strom generiert.
Mit einer Inselanlage jedoch das gesamte Haus zu versorgen, ist meistens nicht wirtschaftlich. Würde das Haus ausschließlich mit einer Inselanlage mit Strom versorgt werden, dann spricht man von einem Energie-autarken Haushalt.
Auch für E-Auto Besitzer könnte das attraktiv sein. Um das Auto mit günstigem Solarstrom zu versorgen ist es sinnvoll über eine solare Inselanlage nachzudenken. Diese kann beispielsweise auf einem Carport oder dem Garagendach angebracht werden und von dort aus direkt das E-Auto versorgen. Der Strom kann in einer Batterie zwischen gespeichert werden, wenn das E-Auto tagsüber nicht da ist. Der Vorteil ist hierbei, dass die Inselanlage gezielt den Strom für das Auto produziert und dieses dann mit nachhaltigem Strom versorgt ist. Eine Solare-Inselanlage ist auch immer noch möglich, wenn bereits eine PV-Anlage mit Netzanschluss vorhanden ist. In dem Fall gibt es im Prinzip zwei unabhängige Systeme. Eine Off-Grid Anlage für das E-Auto kann also unabhängig von einer On-Grid Anlage für den Rest des Hauses existieren.
Allerdings kann das Haus auf Inselbetrieb umgeschaltet werden. Das kann sinnvoll sein, wenn es zu einem Stromausfall im öffentlichen Stromnetz kommt. Ist das der Fall, schaltet sich auch die Solaranlage auf dem Dach ab. Mit dem Ersatzstromsystem wird der Wechselrichter neu gestartet. Dadurch wird das gesamte System vom Prinzip her auf eine Inselstromversorgung umgestellt. Dafür müssen jedoch vorher bereits die benötigten Komponenten verbaut worden sein. Ob jedoch ein Ersatzstromsystem oder ein Notstromsystem die sinnvollere Lösung ist, ist individuell zu entscheiden.
Zunächst einmal muss geklärt werden, wofür die Inselanlage benötigt wird. Soll sie nur dazu dienen, dass hin und wieder ein Nachmittag im Schrebergarten verbracht wird oder handelt es sich um die Stromversorgung auf einem Boot? In dem Fall wird jeden Tag eine Menge Strom benötigt. Ebenfalls ergeben sich Fragen, zu welchen Jahreszeiten der Strom benötigt wird. Wird nur im Sommer auf der Berghütte Zeit verbracht oder wird auch im Winter Strom benötigt? Auch das hat Einflüsse auf die Planung, denn im Winter gibt es deutlich weniger Sonnenstunden, als im Sommer.
Zunächst sollte also der Strombedarf ermittelt werden, dafür muss die Leistung der verwendeten Geräte mit der geschätzten Nutzungszeit multipliziert werden. Die einzelnen Ergebnisse der Geräte solltest du dann zusammen addieren und durch tausend teilen. Das Ergebnis ist das der Verbrauch in Kilowattstunden. Den brauchst Du, um die passenden Solarmodule zu finden.
Diese Fehler bei der PV-Planung kannst du vermeiden
Verbrauchst du den Strom im Winter, solltest und deine Anlage definitiv ein bisschen größer auslegen. Ansonsten wird am Ende zu wenig Strom produziert. Da je nach Region nur bis zu vier Sonnenstunden am Tag durchaus normal sind. Generell sollte der errechnete Wert großzügig aufgerundet werden, da auch im Sommer selten die vom Hersteller angegebenen Werte erreicht werden. Damit am Ende genügend Strom vorhanden ist, kann auch jederzeit eine Person vom Fach zur Rate gezogen werden. Diese können häufig besser einschätzen, wie groß die Anlage dimensioniert werden sollte.
Es kommt also stark darauf an, für welche Zwecke die Inselanlage benötigt wird. Auch in der Auswahl der Solarmodule, sollte das berücksichtigt werden. So gibt es für Boote zum Beispiel spezielle Salzwasser geschützte Module.
Die Sonne ist unbeständig. So kann es drei Tage in Folge wenige Sonnenstunden geben, und das auch im Hochsommer. Damit bleibt der erwartete generierte Strom aus. Bei netzunabhängigen Solaranlagen führt das an dieser Stelle zu einem Stromproblem. Um das zu umgehen, kann die Anlage größer angesetzt werden, aber auch das hilft im Falle von fehlendem Sonnenlicht nur eher weniger. Wirtschaftlich gesehen lohnt es sich eher auf ein Hybridsystem zu setzen.
Eine Hybrid-Inselanlage ist immer noch ein autarkes System. Jedoch wird neben der Sonne noch eine weitere Quelle genutzt, um Strom zu erzeugen. Das kann eine weitere erneuerbare Energie sein. Da würde sich die Windenergie oder auch Biogas anbieten. Kleinwindkraftanlagen sind zwar noch nicht so weit entwickelt wie Solarzellen, dennoch können sie auch bereits jetzt schon kombiniert werden.
Neben Wind oder Biogas, gibt es noch die Möglichkeit den Solarstrom mit Blockheizkraftwerken zu kombinieren. Bei Blockheizkraftwerken wird Gas, Öl oder Holz verbrannt und dabei Strom und Wärme produziert. Sie sind auch an dunklen Tagen in der Lage, die Stromversorgung sicherzustellen. Alternativ zum Blockheizkraftwerk wäre auch eine Brennstoffzelle denkbar, die funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip.
Allerdings sollte hinterfragt werden, ob eine Hybrid-Inselanlage sinnvoll ist. Dient die Inselanlage nur für die Pool-Heizung oder dazu das Gartenhaus mit Strom zu versorgen, sollte hinterfragt werden, ob der Strom überhaupt an wolkenverhangenen und Wintertagen benötigt wird. Bei Berg- und Ferienhütten kann das Hybrid-System jedoch eine sinnvollere Lösung sein.
Um das Optimum aus den Solarzellen herauszuholen, kommt es immer auf die Ausrichtung der PV-Anlage an. So ist eine Südausrichtung sehr effektiv, während eine Nordausrichtung ungünstig ist. Dazu kommt noch das Problem mit der Verschattung. Soll die Anlage für einen Schrebergarten angeschafft werden, empfiehlt es sich nicht, die Module unter Bäumen zu platzieren, den diese werfen einen Schatten auf das Modul. Dadurch würde der Ertrag deutlich geschmälert. Grundsätzlich lassen sich die Module jedoch da anbringen, wo Platz ist und die Bedingungen günstig sind.
PV-Anlage – Welche Ausrichtung ist die Beste?
Neben der Himmelsrichtung ist allerdings auch der Neigungsgrad ein entschiedener Faktor. Um den bestmöglichen Stromgewinn zu erzielen, sollten die Module in einem 90 Grad Winkel zur Sonne stehen. In Deutschland bedeutet das, dass ein Neigungswinkel von 30 Grad ideal ist. Jedoch ist das nicht immer möglich. Werden die Solarmodule auf dem Deck eines Bootes verbaut, haben sie ein Neigungswinkel von 0 Grad. Aber auch flach montierte Solarmodule können noch gute Erträge erzielen.
Grundsätzlich können die Inselanlagen, genau wie bei einem Haus, auf ein Dach montiert werden, sofern eines vorhanden ist. Jedoch sollte besonders bei Gartenhäusern darauf geachtet werden, ob diese stabil genug sind, die zusätzliche Last zu tragen. Ist das nicht der Fall, können die Solarmodule auch immer auf dem Boden frei stehend platziert werden. Die Montage kann in dem Fall selber durchgeführt werden. Wer seine Anlage auf dem Dach montiert, benötigt eventuell Hilfe vom Profi. Grundsätzlich gilt jedoch, dass die fertigen Sets zum selber aufbauen geeignet sind. Auch wenn eine Fachperson bei der Planung hilft, können die Einzelteile selber montiert werden. Hier sparst Du dann die Montagekosten.
Bei PV-Anlagen gilt generell, dass sie beim Netzbetreiber gemeldet werden müssen. Da diese möglicherweise Strom in das öffentliche Netz einspeisen. Jedoch haben Inselanlagen keinen Zugang zum Netz und sind damit auch nicht meldepflichtig.
Jedoch ist zu beachten, dass es je nach Anwendungsort bestimmte Bauvorschriften gibt. Es kann passieren, dass diese gegen eine Inselanlage sprechen. In dem Fall solltest Du Dich unbedingt vorher beim Bauamt informieren, ob etwas gegen eine PV-Inselanlage spricht.
Inselanlagen werden in der Regel nicht gefördert. Da sie nicht der Öffentlichkeit dienen, bezuschusst der Staat diese PV-Anlagen nicht. Jedoch haben die Anlagen eine hohe Lebensdauer. Über einen bestimmten Zeitraum amortisieren sich auch Inselanlagen. Es lohnt sich also auch, ohne Förderungen in eine Inselanlage zu investieren.
Da eine Inselanlage nicht am öffentlichen Stromnetz angebunden ist, muss diese auch nicht beim Netzbetreiber gemeldet werden. Solaranlagen, die jedoch am Netz angebunden sind, müssen dementsprechend auch gemeldet werden.
Nicht zwangsweise ist eine Batterie notwendig. Wird der Strom direkt verbraucht und es werden keine Reserven benötigt, dann ist auch eine Batterie nicht notwendig. Wer sich das Mittagspeak allerdings nicht entgehen lassen will und den Strom abends benötigt, sollte über den Kauf einer Batterie nachdenken. Jedoch fallen durch die Batterie natürlich mehr Kosten an, deshalb sollte ein Kauf gut überlegt sein.
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