Ersatzstrom aus PV und Batteriespeicher planen: Anforderungen, Schutz und Reserven festlegen

Drei Begriffe, die im Angebot sauber getrennt gehören

Bevor Sie eine einzige technische Anforderung formulieren, müssen drei Begriffe geklärt sein, weil Anbieter sie unterschiedlich verwenden. Eine Notstromfunktion bezeichnet in der Praxis meist eine gesonderte Steckdose am Wechselrichter oder Speicher, die Sie im Netzausfall von Hand in Betrieb nehmen und an die Sie einzelne Geräte anstecken. Die Hausinstallation bleibt dabei tot.

Eine Ersatzstromfunktion versorgt dagegen Teile der Hausinstallation oder das gesamte Hausnetz weiter. Dafür muss die Anlage die Kundenanlage automatisch vom öffentlichen Netz trennen, ein eigenes Netz aufbauen und nach Netzrückkehr wieder synchron zurückschalten. Das ist ein grundlegend anderer Eingriff, weil er die feste Installation betrifft.

Der Inselbetrieb schließlich meint eine Anlage, die dauerhaft ohne Netzanschluss arbeitet. Im bewohnten Einfamilienhaus mit vorhandenem Netzanschluss ist das die Ausnahme. Legen Sie im Lastenheft ausdrücklich fest, welche der drei Betriebsarten Sie beauftragen — ein Angebot, das nur von Notstrom spricht, kann alles davon oder nichts meinen.

Warum eine Photovoltaikanlage im Stromausfall meist gar nichts liefert

Viele Eigentümer erfahren erst beim ersten längeren Ausfall, dass ihre Anlage stillsteht, obwohl die Sonne scheint. Der Grund ist eine Sicherheitsfunktion: Netzparallel betriebene Erzeugungsanlagen müssen sich bei Ausfall des Versorgungsnetzes selbsttätig abschalten. Diese Anforderung des Netz- und Anlagenschutzes verhindert, dass ein abgeschalteter Netzabschnitt von einer Hausanlage aus unter Spannung gesetzt wird — ein Zustand, der für Monteure des Netzbetreibers lebensgefährlich wäre.

Daraus folgt die zentrale Planungsaussage: Ersatzstrom entsteht nicht dadurch, dass Erzeugung und Speicher vorhanden sind, sondern dadurch, dass eine normgerechte Trennstelle zwischen Kundenanlage und Netz eingebaut wird. DIN VDE 0100-551 beschreibt für Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen genau diesen Punkt: Eine gleichzeitige Verbindung von Erzeugungseinrichtung und Versorgungsnetz muss bei Ersatzstrombetrieb sicher ausgeschlossen sein. Umgesetzt wird das durch eine Umschalteinrichtung mit Verriegelung, die alle aktiven Leiter einschließlich des Neutralleiters umschaltet.

Diese Umschalteinrichtung sitzt in der festen Installation, in aller Regel im Zählerschrank oder unmittelbar dahinter. Sie darf ausschließlich von einem Installationsunternehmen errichtet werden, das in das Installateurverzeichnis eines Netzbetreibers eingetragen ist — das ergibt sich aus der Niederspannungsanschlussverordnung, die in ihrem Paragrafen 13 Errichtung, Erweiterung, Änderung und Instandhaltung von Kundenanlagen diesen Betrieben vorbehält. Nach Paragraf 19 derselben Verordnung dürfen Eigenanlagen zudem nur so betrieben werden, dass Rückwirkungen auf das Netz und Störungen anderer Anschlussnehmer ausgeschlossen sind.

Der zweite oft übersehene Punkt: Schutz im Inselbetrieb

Im Normalbetrieb wirkt der Schutz gegen elektrischen Schlag über die automatische Abschaltung. Damit ein Fehlerstromschutzschalter auslöst und ein Leitungsschutzschalter im Fehlerfall abschaltet, braucht es einen definierten Bezug des Netzes zur Erde. Diesen Bezug liefert im Normalbetrieb das Versorgungsnetz.

Sobald die Kundenanlage getrennt ist und der Wechselrichter ein eigenes Netz aufbaut, muss dieser Bezug innerhalb der Anlage neu hergestellt werden — üblicherweise durch eine schaltbare Verbindung, die im Ersatzstrombetrieb ein System mit geerdetem Neutralleiter erzeugt. Wird das versäumt, führt die Anlage zwar Spannung, der Schutz durch automatische Abschaltung wirkt aber nicht mehr zuverlässig. Nach außen ist dieser Fehler unsichtbar: Das Licht brennt, die Steckdose funktioniert, und trotzdem fehlt die Schutzmaßnahme.

Verlangen Sie deshalb im Angebot ausdrücklich eine Aussage dazu, wie im Ersatzstrombetrieb die Schutzmaßnahme sichergestellt wird und welche Netzform dabei entsteht. Ein Anbieter, der auf diese Frage ausweicht, hat die Planung nicht durchdrungen.

Lastermittlung: welche Verbraucher wirklich weiterlaufen sollen

Die Auslegung beginnt nicht bei der Speichergröße, sondern bei einer schriftlichen Liste der Verbraucher, die im Ausfall versorgt werden sollen. Trennen Sie dabei zwischen Dauerlast und Anlaufverhalten. Kühl- und Gefriergeräte, Heizungsregelung, Umwälzpumpe, Router, Beleuchtung und die Hebeanlage im Keller sind typische Kandidaten mit kleiner Dauerlast. Motorische Verbraucher ziehen im Anlauf jedoch ein Vielfaches ihrer Nennleistung, und genau daran scheitern zu knapp bemessene Ersatzstromsysteme.

Prüfen Sie außerdem die Phasenfrage. Viele Ersatzstromfunktionen arbeiten einphasig. Drehstromverbraucher — Elektroherd, Durchlauferhitzer, Wärmepumpe, Werkstattmaschinen — bleiben dann ohne Funktion, selbst wenn genug Energie im Speicher steht. Wer im Ausfall heizen oder kochen will, braucht eine dreiphasige Lösung, und die kostet an anderer Stelle Reserve.

Der dritte Punkt ist die Energiereserve. Ein Speicher, der im Alltag zur Eigenverbrauchsoptimierung bis nahe an die Entladegrenze gefahren wird, steht im Ernstfall unter Umständen leer. Legen Sie deshalb fest, welcher Ladezustand dauerhaft für den Ersatzstromfall reserviert bleibt, und lassen Sie diese Reservierung im System parametrieren.

Anforderungsliste für Fachplanung und Angebot

Anforderung	Warum sie unverzichtbar ist	Nachweis im Angebot
Betriebsart eindeutig benannt	Notstromsteckdose, Ersatzstrom oder Inselbetrieb sind verschiedene Leistungen	ausdrückliche Bezeichnung im Leistungsverzeichnis
Allpolige Umschalteinrichtung mit Verriegelung	schließt gleichzeitige Verbindung zum Netz aus	Fabrikat, Typ, Polzahl, Einbauort
Einbau durch eingetragenes Installationsunternehmen	von der Niederspannungsanschlussverordnung vorgeschrieben	Eintragungsnachweis des Betriebs
Anmeldung beim Netzbetreiber	Zustimmung zum Anschluss der Eigenanlage	Kopie des Anmeldevorgangs
Schutzkonzept im Inselbetrieb	ohne Erdungsbezug wirkt die Abschaltung nicht	Beschreibung der Netzform und der Schaltlogik
Umschaltzeit und Schwarzstartfähigkeit	bestimmt, welche Geräte den Ausfall überstehen	Angabe in Sekunden im Datenblatt
Anzahl versorgter Außenleiter	entscheidet über Drehstromverbraucher	ein- oder dreiphasig, ausdrücklich benannt
Dauerleistung und kurzzeitige Überlast	deckt Anlaufströme motorischer Lasten	beide Werte mit Zeitangabe
Reservierter Ladezustand für den Ereignisfall	verhindert einen leeren Speicher im Ausfall	parametrierter Wert im Übergabeprotokoll
Ersatzstromkreisverteilung	legt fest, welche Stromkreise versorgt werden	Stromlaufplan mit gekennzeichneten Kreisen
Kennzeichnung an Zählerschrank und Hausanschluss	Einsatzkräfte müssen die Erzeugungsanlage erkennen	Hinweisschilder und Übersichtsplan
Aufstellort des Speichers	Temperaturbereich, Brandlast, Zugänglichkeit	Raumangabe mit Begründung
Freischaltpunkt auf der Gleichstromseite	Modulleitungen bleiben bei Tageslicht spannungsführend	Lage und Kennzeichnung nach DIN VDE 0100-712
Dokumentation und Einweisung	Betrieb im Ereignisfall muss ohne Handbuch gelingen	Übergabeprotokoll, Anlagenbuch, Schulungstermin

Diese Liste ist zugleich ein Ausschlusskriterium: Ein Angebot, das zu mehr als zwei Zeilen keine Aussage trifft, ist nicht vergleichbar und sollte nachgefordert werden, bevor Sie über Preise sprechen.

Aufstellung und Umfeld des Speichers

Der Speicher ist ein aktives Bauteil mit eigener Energie und eigenen Anforderungen. Planen Sie einen Aufstellort, der dauerhaft im vom Hersteller angegebenen Temperaturbereich bleibt, trocken ist, ausreichend Freiraum für Konvektion lässt und für Wartung zugänglich bleibt. Ein Speicher gehört nicht in einen Rettungsweg, nicht vor eine Kellertür und nicht in einen Raum, den Sie im Brandfall zwingend passieren müssen.

Für stationäre elektrische Energiespeichersysteme am Niederspannungsnetz existiert mit der VDE-Anwendungsregel für stationäre Speichersysteme ein eigenes Regelwerk, das Anforderungen an Errichtung, Betrieb und Sicherheit zusammenfasst. Verlangen Sie im Angebot die Aussage, nach welchen Regelwerken der Speicher errichtet wird, und lassen Sie sich die Herstellervorgaben zu Aufstellung, Abständen und Umgebungsbedingungen aushändigen.

Denken Sie bei der Planung außerdem an die Erweiterbarkeit: Ist der Speicher später um Module ergänzbar, bleibt Platz für eine zweite Umschaltebene, und reicht der Zählerschrank für die zusätzlichen Betriebsmittel? Nachträgliche Erweiterungen scheitern in der Praxis häufiger am Platz im Verteiler als an der Technik.

Anmeldung, Nachweise und rechtlicher Rahmen

Der Anschluss einer Erzeugungsanlage und eines Speichers ist beim Netzbetreiber anzumelden und bedarf seiner Zustimmung; die Niederspannungsanschlussverordnung stellt in ihrem Paragrafen 19 klar, dass Eigenanlagen keine Rückwirkungen auf das Netz haben dürfen. Das Energiewirtschaftsgesetz verlangt in seinem Paragrafen 49, dass Energieanlagen so errichtet und betrieben werden, dass die technische Sicherheit gewährleistet ist, und knüpft dies an die Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik, zu denen die einschlägigen VDE-Bestimmungen zählen.

Hinzu kommt die Registrierung der Anlage im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur. Klären Sie mit Ihrem Fachbetrieb, wer diese Registrierung übernimmt und in welcher Frist sie erfolgen muss, und lassen Sie sich die Bestätigung aushändigen.

Wo die Eigenleistung endet

In Eigenleistung möglich sind: die Lastliste erstellen, Prioritäten zwischen Stromkreisen festlegen, den Aufstellort mit dem Fachbetrieb abstimmen, Angebote anhand der obigen Liste vergleichen, Unterlagen sammeln und die Einweisung organisieren. Diese Vorarbeit verbessert das Ergebnis erheblich und kostet nichts außer Sorgfalt.

Nicht in Eigenleistung möglich ist alles, was die feste Installation berührt: Einbau und Verdrahtung der Umschalteinrichtung, Eingriffe im Zählerschrank, Herstellung des Erdungsbezugs für den Inselbetrieb, Arbeiten auf der Gleichstromseite der Photovoltaikanlage und die Erstprüfung der Anlage. Diese Arbeiten sind einem eingetragenen Installationsunternehmen vorbehalten. Ebenso wenig können Sie selbst beurteilen, ob ein vorhandener Zählerschrank die zusätzlichen Betriebsmittel aufnehmen kann oder ob der Anschlusspunkt ertüchtigt werden muss — das ist Gegenstand der Fachplanung und der Abstimmung mit dem Netzbetreiber.