Die Mini-PV-Anlage ist eine sehr verbraucherfreundliche Idee, schließlich würde die Sonnenenergie auf diese Weise von jedermann genutzt werden können – und damit für einen Großteil der Bevölkerung.
Tatsächlich ist die Idee der Mini-PV-Anlage – auch „Balkonkraftwerk“ genannt – in den letzten Jahren immer populärer geworden. Bereits seit 2016 beschäftigt sich VDE DKE daher mit diesem Thema, sodass jeder Bürger auf diese Weise seinen eigenen Beitrag zur Energiewende leisten kann.
Technisch funktioniert eine Mini-PV-Anlage genauso wie ihr großer Bruder, die Photovoltaikanlage, die bereits zum Standard moderner Energiegewinnung zählt. Solarzellen fangen einen Teil der Sonnenstrahlung ein und wandeln diese in elektrische Energie um. Wechselrichter verwandeln den im Prozess entstehenden Gleichstrom in Wechselstrom, der anschließend in unser Stromnetz eingespeist werden kann.
Durch den steigenden Anteil an grüner Energie im Stromnetz, der aus den Solarzellen gewonnen wird, kann die Energiegewinnung aus den Braunkohle- und Atom-Kraftwerken Schritt für Schritt abgeschaltet werden. Dem Ziel des Winterpakets der EU von 2016 kann durch diese Balkon-PV-Anlagen so maßgeblich entgegengegangen werden.
Der Unterschied zwischen einer Mini-PV-Anlage und einer klassischen Photovoltaikanlage besteht in der Anzahl und Größe der Solarmodule und auch dem Anschluss ans Stromnetz. Die Mini-PV-Anlage ist im übertragenen Sinne also die kleine Version der großen PV-Anlage. Diese einfache Form der dezentralen Stromerzeugung und Stromversorgung hat den Vorteil, dass sie wirklich von jedermann – und somit nicht nur von Eigentümern – genutzt werden kann. Fällt Schatten auf das Hausdach, kann eine Mini-Solaranlage zum Beispiel im Garten, auf der Terrasse, dem Balkon oder auch an der Hauswand betrieben werden.
Mini-PV-Anlage: Grüner Strom vom eigenen Balkon
Kann ich als Verbraucher in den Baumarkt gehen, mir eine Mini-Solaranlage kaufen und zu Hause ganz einfach an eine vorhandene Steckdose anschließen? Muss ich meine Mini-Solaranlage eigentlich auch anmelden? Wie viel Strom lässt sich im Jahr mit einer solchen Mini-PV-Anlage einsparen? Diese und viele weitere Fragen beantwortet Alexander Nollau von VDE DKE in der Sendung "alle Wetter!".
Quelle: hr - alle Wetter! - Sendung vom 22.05.2019
Aus Verbrauchersicht stellt sich häufig die Frage, wie viel Strom ein solches Balkonkraftwerk eigentlich erzeugen kann.
Hierzu eine Beispielrechnung:
Fazit: Ein Vier-Personen-Haushalt könnte über zehn Prozent weniger Strom vom Netzbetreiber beziehen.
Aber nicht nur der finanzielle Aspekt erweist sich als Vorteil: Insbesondere im Hinblick auf die Energiewende und die von Deutschland und der EU angestrebten energiepolitischen Ziele, leistet die Mini-PV-Anlage einen bedeutenden Beitrag.
Das EU Winterpaket 2016 zielt beispielsweise darauf ab, dass der Strommarkt neu gestaltet wird und in naher Zukunft nicht mehr nur national, sondern grenzüberschreitend vernetzt wird. Dieser Entwurf zum internationalen Strommarkt stellt den Verbraucher in den Vordergrund, denn durch die zunehmende Vernetzung würden auch weniger Kraftwerke benötigt werden – und würde automatisch auch geringere Kosten für den Verbraucher bedeuten.
Darüber hinaus wird eine konstante Versorgungssicherheit gewährleistet. Die Mini-PV-Anlage als kleine Schwester der großen PV-Anlage öffnet somit aber auch die Tür für den privaten Verbraucher, seinen eigenen Beitrag zur Energiewende und zur Einsparung von CO2 beizutragen. Als Verbraucher wird auf diese Weise ein Beitrag zu Deutschlands Spitzenposition/Zukunft möglich.
In einem Zeitraum von zwei bis drei Jahren amortisiert sich bereits der energetische Aufwand, der für die Herstellung benötigt wurde. Nach acht bis 15 Jahren begleichen sich dann auch die Anschaffungskosten mit den ersparten Stromkosten. Die Amortationszeit hängt letztlich stark davon ab, wie viel Strom die Mini-Solaranlage erzeugt - und hier spielen viele Faktoren eine Rolle:
Der Klimawandel ist gesellschaftlich ein relevantes Thema – und das nicht erst seit der Fridays-for-Future-Bewegung. Aber was konkret tun wir gegen den ansteigenden Meeresspiegel, die weltweit immer häufiger auftretenden Wetterextreme und den stetig wachsenden Energiebedarf und -verbrauch?
Als nationale Normungsorganisation bieten wir allen interessierten Kreisen eine gemeinsame Plattform und erarbeiten zusammen mit Vertretern aus Politik, Unternehmen und Bürgern die Grundlagen im Energiesektor.
Die DKE schafft europaweit Rahmenbedingungen für ein stabiles Stromnetz, entwickelt Kommunikationsstandards für smartes Energiemanagement und fördert damit nicht nur den Ausbau des flexiblen Energiemarkts der Zukunft, sondern unterstützt so auch den Ausbau erneuerbarer Energien.
Wir schaffen die Energiewende. Gemeinsam!
Während der Beratungen und Sitzungen hatten sich die Experten in der praktischen Umsetzung eine ganz entscheidende Frage gestellt: Wie kann die Mini-PV-Anlage angeschlossen werden und welche Voraussetzungen sind notwendig, damit sie sicher mit dem bestehenden Leitungsnetz betrieben werden kann?
Mit der Vornorm DIN VDE V 0100-551-1 (VDE V 0100-551-1) ist es gelungen, einen Kompromiss zwischen allen interessierten Kreisen im Konsens zu erzielen. Zu diesen interessierten Kreisen gehören beispielsweise
Diese Norm stellt zum einen Leitungsschutzbedingungen auf und regelt, wie die Anlage in den Endstromkreis eingebunden werden kann. Somit ist es in Europa erstmals möglich, die Module in den Endstromkreis zu installieren – entweder fest angeschlossen oder über eine Energiesteckvorrichtung.
Stromerzeugung mit einer Mini-PV-Anlage und Einspeisung ins öffentliche Stromnetz
| VDE DKEIn der europäischen Norm HD 60364-5-551:2010 ist eindeutig beschrieben, unter welchen Bedingungen „ein Parallelbetrieb der Stromerzeugungseinrichtung mit anderen Stromquellen einschließlich einem Stromverteilungsnetz zulässig ist“. Eine Verbindung „mittels eines Steckers und einer Steckdose mit dem Endstromkreis“ ist hier ausdrücklich verboten. Daher ist der gefundene Kompromiss auf nationaler Ebene ein wichtiger Schritt um Mini-PV-Anlagen sicher zu betrieben, ohne auf Komfort verzichten zu müssen.
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Neben der Gewährleistung des Sicherheitsstandards möchte der VDE auf die Problematik des Leitungsschutzes hinweisen. Die grundsätzliche Lösung hierfür ist die Einspeisung vor der Sicherung, sodass der Leitungsschutz stets den Gesamtstrom bewertet und die Leitungen vor Überlastung schützt. Dies gilt vor allem für Kabel- und Leitungsschutz. Hier kann ein üblicherweise am Anfang eines Stromkreises installierter Leitungsschutzschalter einen zusätzlichen Strom, der in diesen Stromkreis eingespeist wird, nicht erkennen, wenn dieser Strom an Verbraucher abgegeben wird, die an denselben Stromkreis angeschlossen sind.
Das spiegelt sich wieder in HD 60364-5-551, Abschnitt 551.7.2, Aufzählung i). Zusätzlich besteht die Gefahr der Leitungsüberlastung bei Verwendung mehrerer Modulen und der Einbindung in den Endstromkreis über eine Mehrfachsteckdose.
Ebenso noch in Diskussion ist der Schutz gegen einen elektrischen Schlag. Es gibt bereits seit langem eine Vereinbarung, dass „Steckdosen und Stecker im Leitungszug in einer solchen Reihenfolge angebracht sein müssen, dass die Steckerstifte in nicht gestecktem Zustand nicht unter Spannung stehen“ – siehe VDE Anwendungsregel VDE-AR-E 2100-550 (VDE-AR-E 2100-550). Über die Sinnhaftigkeit dieser Anforderung ist wohl nicht zu diskutieren und kann im Falle einer Mini-PV-Anlage höchstens durch eine Konstruktion „ausgehebelt“ werden, die sicherstellt, dass derartige Steckerstifte nicht berührbar sind.
An dieser Stelle ein Verweis auf die Norm DIN EN 61140 (VDE 0140-1), die auch von den hier besprochenen Geräten zu berücksichtigen ist: „Gefährliche aktive Teile dürfen nicht berührbar sein und berührbare leitfähige Teile dürfen nicht gefährlich aktiv sein, weder unter normalen Bedingungen (bei bestimmungsgemäßer Verwendung ohne Fehler), noch unter Einzelfehlerbedingungen.“
Das bedeutet, Steckdosen und Stecker müssen so errichtet sein, dass berührbare Steckerstifte in nicht gestecktem Zustand nicht unter Spannung stehen.
SteckerSolar: Entwicklung einer Produktnorm für PV-Geräte mit Stecker-Anschluss
| VDE DKESteckerSolar – Entwicklung einer Produktnorm für PV-Geräte mit Stecker-Anschluss
Das Projekt SteckerSolar entwickelt fundierte Anforderungen an Mini-PV-Anlagen, aus denen ein Entwurf für eine zunächst nationale und später auch internationale Produktnorm entstehen soll.
Das Projekt läuft vom 01.08.2020 bis 31.07.2022
Redaktioneller Hinweis:
Die im Text aufgeführten Normen können Sie beim VDE VERLAG erwerben.
In der alltäglichen und gesellschaftlichen Diskussion ist sie ein ebenso großes Thema wie in der DKE – die Rede ist von der Energie. Unsere Normungsexperten bringen ihr Wissen aber nicht nur ein, um die Energieversorgung und -verteilung zukünftig „smart“ und dezentral zu machen, sondern leisten einen ebenso hohen Beitrag für den Betrieb elektrischer Anlagen und bei der flächendeckenden Verbreitung erneuerbarer Energien. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im
