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05.03.2019 Fachinformation 2297 1

Mini-PV-Anlage: Strom auf dem eigenen Balkon erzeugen – nachhaltig und für jeden möglich

Steckerfertige PV-Anlagen – auch „Mini-PV-Anlagen“ und „Mini-Solaranlagen“ genannt – bieten jedem die Möglichkeit, eigenen Strom zu erzeugen. Bei der Inbetriebnahme gibt es allerdings vieles zu beachten. Konkrete Anforderungen finden sich in Normen und Standards wieder. Wir geben Antworten zu den wichtigsten Fragen zum Betrieb von Mini-PV-Anlagen.

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 „Mini-Solaranlage“ genannt – in den letzten Jahren immer populärer geworden. Bereits seit 2016 beschäftigt sich VDE|DKE daher mit diesem Thema.

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Alexander Nollau

Wie funktioniert eine Mini-PV-Anlage?

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 die neuen Mini-Solaranlagen also 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 kleinere Variante ist sozusagen die tragbare Version des großen Variante. Diese Form der dezentralen Stromerzeugung und Stromversorgung hat den Vorteil, dass sie wirklich von jedermann – und somit nicht nur von Eigentümern – genutzt werden kann. Sollte Schatten auf das Hausdach fallen, kann eine Mini-Solaranlage im Garten, auf der Terrasse, dem Balkon oder auch an der Hauswand betrieben werden.

► Muss ich für den Anschluss von steckerfertigen PV-Anlagen eine Elektrofachkraft beauftragen? ◄

Ja.

Sofern die Mini-PV-Anlage an einen bestehenden Stromkreislauf angeschlossen werden soll, muss eine Elektrofachkraft prüfen, ob die Leitung für eine Stromeinspeisung ausgelegt ist. Unter Umständen ist es erforderlich, die bereits vorhandene Sicherung auszutauschen. Wird eine Sicherung verwendet, die nicht für die Stromeinspeisung ausgelegt ist, können Überlastung und – im schlimmsten Fall – ein Brand die Ursache sein.

Es gibt in Deutschland daher die Niederspannungsanschlussverordnung. Darin ist geregelt, dass nur Elektriker, die in das Installateurverzeichnis eines Stromnetzbetreibers eingetragen sind, an elektrischen Anlagen arbeiten dürfen. Die gängige Meinung, dass man als Heimwerker selbstverständlich eine Lampe in seinem Wohnzimmer anschließen kann oder eine Steckdose wechseln darf, ist falsch.

Nach der genannten Verordnung darf nur ein Elektriker Arbeiten am öffentlichen elektrischen Versorgungsnetz durchführen, an das die Wohnzimmerlampe und Steckdose ja tatsächlich angeschlossen sind. Allerdings wird Sie niemand zur Rechenschaft ziehen, wenn Sie es doch selbst erledigen.

Problematisch wird es allerdings, wenn durch Fehler bei der Installation von Lampe und Steckdose ein Brand oder ein Personenschaden entsteht. Hausrat- und Gebäudeversicherungen zahlen nicht bei Fahrlässigkeit oder Vorsatz. Fahrlässigkeit liegt dann vor, wenn sich herausstellt, dass die Schadensursache vom engagierten Heimwerker durch eine unsachgemäße elektrische Installation ausgelöst wurde.

Was darf laut § 13 der Niederspannungsanschlussverordnung nur ein Elektriker ausführen?

  • Lampen anschließen
  • Steckdosen austauschen
  • einen Elektroherd anschließen
  • die Elektrik am Küchenherd reparieren
  • elektrische Arbeiten am Sicherungskasten
  • Installationsarbeiten am Hausanschlusskasten
  • Hausinstallationen neu verlegen

Was darf der Heimwerker selbst erledigen?

  • die elektrische Anlage für einen Hausneubau planen und mit dem ausführenden Elektrikerfachbetrieb abstimmen
  • Schlitze in die Wand stemmen, damit der Elektriker die Stromleitungen unter dem Putz verlegen kann
  • bei Stromausfall die Sicherungen und die FI-Schalter überprüfen und bei Bedarf wieder einschalten
  • einen Kinderschutz an Steckdosen anbringen
  • Glühbirnen auswechseln

Bild mit Solar Panels, Windräder und Wasserkraftwerk
Alberto Masnovo - stock.adobe.com

Erneuerbare Energien – Transformation der Energiewelt

Damit die Energiewende ein Erfolg wird, müssen zahlreiche verschiedene Komponenten und Systeme reibungslos ineinandergreifen. Die Normungsarbeit der DKE trägt zum sicheren Ausbau der Erneuerbaren auf vielfältige Weise bei.

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Wie hoch ist die Leistung einer Mini-PV-Anlage und wie viel Strom erzeugt sie?

Aus Verbrauchersicht stellt sich häufig die Frage, wie viel Strom eine Mini-Solaranlage eigentlich erzeugen kann.

Hierzu eine Beispielrechnung:

  • Mini-PV-Module haben unter Testbedingungen eine Leistung von 150-300 Watt
  • Durchschnittlich ist pro Jahr ein Ertrag von 70-85 kWh pro 100 Watt Nennleistung zu erwarten
  • Eine 500-Watt-Anlage erzeugt demnach beispielsweise ca. 350-425 kWh pro Jahr
  • Ein Vier-Personen-Haushalt benötigt ca. 3.000 kWh Energie pro Jahr

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 kleine Schwester der großen Photovoltaikanlagen 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.


Energy – Normen und Standards für eine dezentrale und digitale Zukunft

In der alltäglichen und gesellschaftlichen Diskussion ist sie ein ebenso großes Thema wie in der DKE – die Rede ist von der Energie.

Normen und Standards fördern hierbei innovative Entwicklungen in der Energieversorgung der Zukunft. Vorhandene Ressourcen müssen daher optimal genutzt und die Energieversorgung deshalb flexibel und intelligent aufgebaut werden – und somit dezentral und digital. Zusammen mit Politik, Unternehmen und Bürgern schaffen wir die Grundlagen.

Ziel von Normen und Standards ist die Entwicklung eines nachhaltigen Systems für eine sichere Energieverteilung. Technik und Produktlösungen sollen – ohne Einschränkungen in der Sicherheit – sowohl für den Anwender als auch für den Verbraucher tauglich sein.

Gehen wir es gemeinsam an!


Wie erfolgt der Anschluss und welche Voraussetzungen sind notwendig?

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 ist es gelungen, einen Kompromiss zwischen allen interessierten Kreisen zu erzielen. 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 spezielle Energiesteckvorrichtung.

In 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.

► Muss ich meine steckerfertige PV-Anlage anmelden? ◄

Ja.

Gemäß der Niederspannungsanschlussverordnung und der VDE-Anwendungsregel „Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz“ (VDE-AR-N 4105), ist eine Anmeldung beim zuständigen Netzbetreiber erforderlich. Der Hintergrund ist einfach erklärt: Netzbetreiber müssen wissen, wo Mini-PV-Anlagen im Netz angeschlossen sind.

Treten beispielsweise unzulässige Netzrückwirkungen auf, die sich unter Umständen auf benachbarte Netzkunden auswirken, erleichtert die Kenntnis über vorhandene Mini-PV-Anlagen dem Netzbetreiber die Ursachensuche und beschleunigt die Problembehebung.

Die Neufassung der VDE-AR-N 4105 ermöglicht eine vereinfachte Inbetriebnahme von steckerfertigen PV-Anlagen unter festgelegten Bedingungen.

Weiterhin ist festgelegt, dass steckerfertige PV-Anlagen den gleichen Anmeldeprozess zu durchlaufen haben wie klassische Photovoltaikanlagen. Die Anmeldung erfolgt über das Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur.

► Benötige ich für den Betrieb meiner steckerfertigen PV-Anlage einen neuen Stromzähler? ◄

Die Frage ist nicht eindeutig zu beantworten – es kommt hierbei auf den bereits vorhandenen Stromzähler an.

Ist nur ein „normaler“ Zähler (Einrichtungszähler ohne Rücklaufsperre) vorhanden, muss er gegen einen Zweirichtungszähler ausgetauscht werden. Die Kosten für einen Zweirichtungszähler müssen selbst getragen werden. Aber welche Gründe sprechen für den Zweirichtungszähler?

Wird im Privathaushalt der Strom mittels Mini-PV-Anlage ins öffentliche Stromnetz eingespeist, dreht sich ein Einrichtungszähler ohne Rücklaufsperre rückwärts. Konkret würde ein Fall von Manipulation vorliegen, der zur Strafanzeige wegen Betrugs durch den Messstellenbetreiber führen kann. Gleichzeitig erfolgt ein Verstoß gegen das Steuerrecht aufgrund von Steuerhinterziehung bzw. Steuerverkürzung.

Gründe gegen einen „Einrichtungszähler ohne Rücklaufsperre“ bei Mini-PV-Anlagen:

  • Manipulation des Stromzählers
  • Verstoß gegen das Steuerrecht

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Gibt es technische Risiken beim Einspeisen ins öffentliche Stromnetz?

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 DIN VDE 0100-550. Über die Sinnhaftigkeit dieser Anforderung ist wohl nicht zu diskutieren. Diese Anforderung kann im Falle der 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 EN 61140, 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, es darf zu keiner Zeit (im fehlerfreien Betrieb oder Einzelfehlerfall) eine gefährliche Berührungsspannung an den Steckerstiften anliegen.

► Besteht während des Betriebs meiner steckerfertigen PV-Anlage eine Brandgefahr? ◄

Wurde die Mini-Solaranlage normgerecht in Betrieb genommen, besteht grundsätzlich keine Brandgefahr. Die entsprechenden Anforderungen an die Leitungsdimensionierung, Anschlussart und Schutzeinrichtungen sind in der DIN VDE V 0100-551-1 (VDE V 0100-551-1) aufgeführt.

► Darf ich meine steckerfertige PV-Anlage an eine Haushaltssteckdose anschließen? ◄

Nein.

Zum Anschluss einer steckerfertigen PV-Anlage ist eine spezielle Energiesteckdose erforderlich. Die konkreten Anforderungen sind beispielsweise in der Norm DIN VDE V 0628-1 (VDE V 0628-1) aufgeführt. Typische Haushaltssteckdosen (Schutzkontaktstecker) sind für den Anschluss einer Mini-PV-Anlage in Deutschland – laut Norm – nicht zulässig.

Aber ist es verpflichtend, Normen anzuwenden?

Nein. Die Anwendung einer Norm ist grundsätzlich freiwillig.

Das bedeutet, man kann grundsätzlich von den technischen Vorgaben einer Norm abweichen. Wird eine andere Lösung als der in der Norm beschriebene Sachverhalt umgesetzt, liegt im Schadensfall die Beweislast bei dem Verantwortlichen. Er muss darlegen können, dass die von ihm gewählte technische Ausführung gleich oder besser als die Festlegungen der Norm ist.

Eine Anwendungspflicht für Normen und Standards kann sich nur aufgrund von Rechts- oder Verwaltungsvorschriften oder aufgrund von geschlossenen Verträgen ergeben. Allerdings schreiben staatliche Stellen selten die Anwendung von Normen direkt vor, sondern geben meist Sicherheitsziele vor, die man auch auf andere Weise erreichen kann.

Durch das Anwenden von Normen entzieht sich niemand der Verantwortung für sein eigenes Handeln. Auch wenn bei sicherheitstechnischen Festlegungen in DIN- bzw. DIN-VDE-Normen juristisch eine tatsächliche Rechtsvermutung dafür besteht, dass sie fachgerecht, das heißt, dass sie „anerkannte Regeln der Technik“ sind, muss sich der Hersteller von Produkten oder der Errichter einer Anlage über neue technische Entwicklungen informieren und sein Handeln darauf abzielen.

Wichtiger Hinweis:

Wird mehr als nur eine Mini-PV-Anlage betrieben, dürfen die einzelnen Module niemals über eine Mehrfach-Verteilsteckdose an eine Haushaltssteckdose angeschlossen werden! Es kann in der Folge zu einer Überlastung der Stromleitung und – im schlimmsten Fall – zu einem Brand kommen.

► Gibt es in Deutschland eine Bagatellgrenze für die maximale Leistung bei steckerfertigen PV-Anlagen? ◄

Nein.

In Deutschland gibt es aktuell keine Bagatellgrenze.

Die Neuregelung der Anwendungsregel VDE-AR-N 4105 ermöglicht es Verbrauchern, ihre Steckdosen-Solargeräte zur privaten Stromerzeugung bis zu einer Gesamtleistung von 600 Watt rechtssicher selbst beim Netzbetreiber anzumelden, statt wie bisher über einen Elektroinstallateur. (siehe Kap. 5.5.3 VDE-AR-N 4105):2018.

► Bis zu welcher Leistung ist eine steckerfertige PV-Anlage mit spezieller Energiesteckvorrichtung zulässig? ◄

Die maximal anschließbare Leistung einer steckerfertigen PV-Anlage ist abhängig vom Leiterquerschnitt der vorhandenen Zuleitung und von der Strombelastbarkeit der Energiesteckvorrichtung. Gemäß der Norm DIN VDE V 0628-1 (VDE V 0628-1) ist

  • die Energiesteckvorrichtung für maximal 16 A (3,68 kVA) zugelassen und
  • pro Energiesteckvorrichtung ist nur eine Erzeugungsanlage zulässig.

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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 auf unserer

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