Photovoltaik-Anlage anschließen

Anschluss einer Photovoltaikanlage: Technische, rechtliche und sicherheitsrelevante Vorgaben beachten

Im Zuge des Umstiegs auf erneuerbare Energien und der immer noch hohen Strompreise sind Photovoltaikanlagen gefragt, um sich sein eigenes „Kraftwerk“ aufs Dach zu setzen oder an den Balkon zu hängen. Doch so einfach ist die Nutzung der Sonnenenergie für die eigenen vier Wände nicht. Beim Anschluss einer Photovoltaikanlage sind viele technische, rechtliche und sicherheitsrelevante Vorgaben zu beachten.

Soviel vorab: Die Planung und Installation einer Photovoltaikanlage gehört in Profi-Hände. Denn es gilt schon bei der Planung Schatten von umliegenden Häusern, Kaminen oder Strommasten zu berücksichtigen. Möglicherweise müssen auch Bäume und Sträucher entfernt werden. Bei der Montage wird das Fachwissen von Dachdecker, Zimmermann oder Statiker sowie eines Elektroinstallateurs benötigt. Und alles muss koordiniert werden.

Wenn die Solaranlage überschüssigen Strom ins öffentliche Stromnetz einspeist, wie es bei den meisten Anlagen der Fall ist, muss dies beim Netzbetreiber beantragt werden. Bei Anlagen, die über 7 Kilowatt-Peak (kWp) Strom produzieren können, wird dann ein digitaler Stromzähler eingebaut. Normalerweise wird elektrische Leistung in Kilowatt (kW) gemessen. Kilowatt-Peak ist ein besonderes Maß, das ausschließlich zur Messung der Leistung von Photovoltaikanlagen verwendet wird.

Eine 1 kWp Photovoltaikanlage kann im Durchschnitt rund 1.000 kWh jährlich erzeugen. Allerdings wird der Strom nicht immer dann erzeugt, wenn man ihn auch braucht. Um 1.000 kWh Strombedarf im Jahr decken zu können, man eine Anlage mit mehr als 1 kWp installieren und um einen Stromspeicher ergänzt werden.

Gesetzliche Voraussetzung

Für die Installation von Photovoltaikanlagen gilt, wie für die gesamte Elektroinstallation, Paragraf 13 der Niederspannungsanschlussverordnung (NAV), die festlegt, dass elektrische Anlagen hinter dem Netzanschluss des Hauses nur durch ein in ein Installateur-Verzeichnis eines Netzbetreibers eingetragenes Installationsunternehmen durchgeführt werden dürfen.

Der Anschluss einer Solaranlage zwischen Haupt- bzw. Verteilungssicherungskasten oder sonstiger Trennvorrichtung und Netzanschluss darf nur vom Netzbetreiber oder von einem eingetragenen Installationsunternehmen getätigt werden (§ 14 NAV). Selbst Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge sind vor Inbetriebnahme dem zuständigen Netzbetreiber anzumelden, Ladeeinrichtung von 12 kVA beziehungsweise 11 kW ist sogar eine Genehmigung notwendig (§ 19 NAV).

Sind die rechtlichen Voraussetzungen gegeben, geht es an die Montage. Für die Unterkonstruktion werden Dachhaken unter den Dachziegeln verschraubt. Hierfür müssen Dachziegel kurzzeitig entfernt und oft auch abgeschnitten werden. An diesen Haken wird das Montagesystem befestigt, in das die einzelnen Photovoltaik-Module eingesetzt und befestigt werden.

Der Anschluss von Photovoltaik-Modulen

Danach werden die einzelnen Solarmodule miteinander verbunden. Diese Verbindung entspricht in der Elektrotechnik in der Regel einer Reihenschaltung. Dabei wird jeweils der Plus- und Minuspol eines Moduls miteinander verbunden.

Bei einer Reihenschaltung wird eine hohe elektrische Spannung erzeugt, wobei die Stromstärke im System gleichbleibt. Für eine Schaltung von drei Solarmodulen mit einer Leistung 370 Wp, die je eine Spannung von etwa 34 Volt (V) und einen Strom von etwa 11 Ampere (A) erzeugen können, ergibt sich bei einer Reihenschaltung folgende Beispielrechnung für die Gesamtleistung:

34 V + 34 V + 34 V = 102 V

102 V × 11 A = 1.122 Wp = ca. 1,1 KWp

Werden in der elektrischen Anlage höhere Ströme benötigt, können die Solarmodule auch in einer Parallelschaltung geschaltet werden. Dabei werden die jeweiligen Pluspole wie auch die Minuspole der Module miteinander verbunden.

Bei einer Parallelschaltung wird ein hoher elektrischer Strom erzeugt, wobei die Spannung im System gleichbleibt. Für eine Schaltung von drei Solarmodulen mit einer Leistung 370 Wp, die je eine Spannung von etwa 34 Volt (V) und einen Strom von etwa 11 Ampere (A) erzeugen können, ergibt sich bei einer Parallelschaltung folgende Beispielrechnung für die Gesamtleistung:

11 A + 11 A + 11 A = 33 A

33 A × 34 V = 1.122 Wp = ca. 1,1 KWp

Die Elektroinstallation von einer Photovoltaikanlage

Die Leitung der verkabelten Module wird ins Hausinnere geführt und in die Elektroinstallation des Hauses integriert. Dies geschieht meist im Hausanschlussraum. Hier wird die Anlage an weitere Geräte angeschlossen. Dazu gehören der Wechselrichter und ein Batteriespeicher, je nachdem, ob die Anlage in das öffentliche Stromnetz einspeist oder nicht.

Da die Photovoltaikanlage Gleichstrom erzeugt, wandelt der Wechselrichter den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um und macht ihn nutzbar. Wird die Solaranlage mit dem öffentlichen Stromnetz gekoppelt, wird ein Stromspeicher notwendig. Diese kann sowohl vor (DC) als auch nach dem Wechselrichter (AC) installiert werden.

Wer überschüssigen Strom nicht in das öffentliche Versorgungsnetz einspeisen möchte, sondern nur ins eigene Hausnetz, benötigt keinen Stromspeicher. Allerdings ist ein Wechselrichter erforderlich, der den erzeugten Strom aus der Photovoltaikanlage dynamisch an den aktuellen Verbrauch anpassen kann. Die Solaranlage erzeugt dann nur so viel Strom, wie im Haus gebraucht wird. Der Wechselrichter muss dabei die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz nachweislich verhindern.

Obwohl die Anlagen im Regelfall recht wartungs- und reparaturarm sind, ist die regelmäßige Wartung einer Photovoltaikanlage durchaus sinnvoll.  Denn die zugehörige Elektronik sollte überprüft werden, auch um potentielle Fehlerquellen zu erkennen und zu beheben.

Photovoltaikanlagen für den Balkon

Rein technisch unterscheidet sich eine Mini-Photovoltaik-Anlage nicht von einer Photovoltaikanlage auf dem Hausdach. Auch hier nutzen die Solarzellen die Sonnenstrahlung, um diese in elektrische Energie umzuwandeln. Ein Wechselrichter wandelt dann den entstandenen Gleichstrom in Wechselstrom um, der anschließend in das Hausstromnetz eingespeist wird.

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Der wesentliche Unterschied ist natürlich die Größe. Die Solar-Paneele einer Mini-Anlage lassen sich problemlos am Balkon befestigen, auf der Terrasse oder im Garten aufstellen. Und: der Anschluss erfolgt mit einem Stecker an den hauseigenen Endstromkreis.

Die Norm DIN VDE V 0100-551-1 legt die Leitungsschutzbedingungen fest, wie steckerfertige Photovoltaik-Anlagen in den Endstromkreis eingebunden werden. Sie regelt die entsprechenden Anforderungen an die Leitungsdimensionierung, Anschlussart und erforderlichen Schutzeinrichtungen.

Vor Inbetriebnahme einer Mini-Photovoltaik-Anlage muss die Anlage beim Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur angemeldet werden. Die Eintragung erfolgt online unter der Adresse www.marktstammdatenregister.de der Bundesnetzagentur.

Die vorherige Anmeldung beim Netzbetreiber ist hingegen nicht mehr notwendig, sofern die PV-Anlage eine installierte Leistung von insgesamt bis zu 2 Kilowatt und einer Wechselrichterleistung von insgesamt bis zu 800 Voltampere nicht übersteigt. Alle höher dimensionierten PV-Anlagen sind beim Netzbetreiber anzumelden und genehmigen zu lassen.

TIPP

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Augen auf beim Kauf!

Die Verbraucherzentrale rät, nur steckfertige Geräte zu kaufen. Grundsätzlich gilt jedoch: Der enthaltene Wechselrichter muss eine Konformitätserklärung gemäß VDE AR 4105 haben, nur dann darf er am Stromnetz betrieben werden.

In einzelnen Fällen verkaufen Firmen Geräte beispielsweise mit offenen Kabelenden ohne Anschlussstecker, weil Kunden den Stecker selbst montieren sollen. Damit übertragen Herstellerfirmen die Verantwortung für die Fertigstellung des Produkts auf die Käufer. Doch genau hier ist der Haken. Da die Elektroinstallation zu den sogenannten „gefahrengeneigten Handwerken“ gehört, darf sie laut Handwerksordnung (HwO) nur von Unternehmen ausgeübt werden, die gemäß § 1 Abs. 1 der HwO in die Handwerksrolle eingetragen sind, also Elektrofachfirmen.

Sind jedoch alle Voraussetzungen gegeben und hat das Mini-Photovoltaik-Anlage einen genormten Stecker, kann das Gerät selbst einstöpselt werden.

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