Planung einer PV-Anlage mit Speicher und Netzanschluss
Ein Kunde möchte auf seinem Einfamilienhaus (Dachfläche 40 m², Südausrichtung, 35° Neigung) eine PV-Anlage mit 10 kWp und einen Batteriespeicher mit 8 kWh errichten. Der vorhandene Hausanschluss hat 3 × 35 A. Der Wechselrichter soll einphasig mit 5 kW einspeisen. Der Netzbetreiber verlangt eine Anmeldung und einen Nachweis der Netzverträglichkeit. Der Kunde möchte außerdem eine Notstromfunktion für den Kühlschrank und die Heizungspumpe. Der Elektrobetrieb hat bereits eine Zusage für die Förderung, die eine Inbetriebnahme bis 31.12. des Jahres verlangt.
1. Prüfen Sie die technische Machbarkeit des einphasigen Wechselrichters mit 5 kW am vorhandenen Hausanschluss (3 × 35 A). Welche Probleme sehen Sie, und welche Alternative schlagen Sie vor?
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Berechnung: Der Hausanschluss mit 3 × 35 A hat eine Anschlussleistung von etwa 3 × 230 V × 35 A = 24,15 kVA. Ein einphasiger Wechselrichter mit 5 kW speist auf einer Phase ein. Das bedeutet:
- Auf der betroffenen Phase fließen bis zu 5.000 W / 230 V ≈ 21,7 A zusätzlich zum Hausverbrauch.
- Bei gleichzeitiger Nutzung von Herd, Waschmaschine oder Wärmepumpe auf derselben Phase kann die 35-A-Sicherung überlastet werden.
- Zusätzlich entsteht eine starke Schieflast. Nach den technischen Anschlussbedingungen (TAB) der Netzbetreiber und ÖVE/ÖNORM E 8001-1 ist eine Schieflast von mehr als 4,6 kVA pro Phase bei einphasiger Einspeisung in der Regel nicht zulässig.
Problem: 5 kW einphasig überschreiten die zulässige Schieflast von 4,6 kVA. Der Netzbetreiber wird die Anmeldung ablehnen oder eine Begrenzung verlangen.
Alternative:
- Dreiphasiger Wechselrichter mit 5 kW (symmetrische Einspeisung auf alle drei Phasen) – reduziert die Schieflast auf ca. 1,7 kW pro Phase.
- Oder einphasiger Wechselrichter mit maximal 4,6 kVA und Leistungsbegrenzung.
- Prüfung der Hausanschlusssicherung: Bei 35 A und zusätzlicher Einspeisung ist eine Selektivitätsprüfung erforderlich.
- Anmeldung beim Netzbetreiber mit Datenblatt, NA-Schutz und Einspeisemanagement.
Empfehlung: Dreiphasiger Wechselrichter, da dieser die Schieflast minimiert und die Netzanforderungen erfüllt.
2. Der Kunde wünscht Notstrom für Kühlschrank und Heizungspumpe. Erläutern Sie, wie die Notstromfunktion technisch umgesetzt werden kann und welche Sicherheitsanforderungen dabei zu beachten sind.
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Technische Umsetzung:
Umschaltung: Der Speicher-Wechselrichter muss über eine Netztrennstelle (NA-Schutz) und eine Umschalteinrichtung verfügen. Bei Netzausfall wird das Haus oder ein Teilnetz vom öffentlichen Netz getrennt und auf Inselbetrieb umgeschaltet. Dies kann als:
- Gesamthaus-Notstrom (aufwendig, hohe Leistung nötig),
- Teilnetz-Notstrom (einige Stromkreise werden über eine separate Unterverteilung versorgt) oder
- Steckdosen-Notstrom (einzelne Steckdose am Wechselrichter) ausgeführt werden.
Leistungsbedarf: Kühlschrank (ca. 100–200 W) und Heizungspumpe (ca. 50–100 W) sind kleine Verbraucher. Ein Speicher mit 8 kWh und ein Wechselrichter mit 3–5 kW Leistung reichen für mehrere Stunden bis Tage aus.
Umschaltzeit: Bei Netzausfall muss die Umschaltung schnell erfolgen (unter 20 ms bei USV-Funktion oder wenige Sekunden bei manueller Umschaltung).
Sicherheitsanforderungen:
- Netztrennung: Zwangsläufige Trennung vom Netz, damit keine Rückspeisung ins öffentliche Netz erfolgt (NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 / ÖVE-Richtlinie R 25).
- Erdung und Schutzleiter: Im Inselbetrieb muss ein funktionierender Schutzleiter vorhanden sein; bei TN-Systemen ist eine Erdung erforderlich. Der RCD muss auch im Inselbetrieb wirksam sein.
- Kennzeichnung: Notstromkreise müssen eindeutig gekennzeichnet sein.
- Dokumentation: Schaltplan, Betriebsanleitung und Hinweise für den Betreiber.
- Prüfung: Inbetriebnahmeprüfung mit Messung der Schutzleiterwiderstände und RCD-Auslösung im Inselbetrieb.
Wichtig: Die Notstromfunktion darf nicht dazu führen, dass im Fehlerfall die Einspeisung ins Netz nicht unterbrochen wird. Der NA-Schutz muss zuverlässig arbeiten.