Netzgekoppelte Anlagen

Der parallele Betrieb von Solarstromanlagen zum Wechselstrom≡Wechselstrom≡
Bei Wechselstrom wechselt die Fließrichtung der Ladungsträger (im Gegensatz zum Gleichstrom) in bestimmter Frequenz hin und her. Die Frequenz des Wechselstrom gibt an, wie oft die Fließrichtung pro Sekunde wechselt. In der Hausstromversorgung geschieht das 50 mal pro Sekunde (50 Hertz).-Hausnetz ist die vorherrschende Art heute installierter Anlagen. Man bezeichnet diese Installationsart als Netzparallelbetrieb≡Netzparallelbetrieb≡
Mit Netzparallelbetrieb bezeichnet man ganz allgemein den parallelen Betrieb einer Stromerzeugungsanlage am vorhandenen Stromnetz. Konkret versteht man darunter meist eine Schaltungsart einer Solarstromanlage mit Wechselrichter, bei der der erzeugte Wechselstrom vor dem Hausstromzähler über einen Rückspeisezähler eingespeist wird. Dadurch besteht die Möglichkeit Stromüberschüsse der Solaranlage in das Versorgungsnetz einzuspeisen und dafür eine gesetzlich garantierte Vergütung (Einspeisevergütung nach dem EEG) zu erhalten. Dieser Netzparallelbetrieb ist auch mit BHKW (Kraft-Wärme-Kopplung) Windenergieanlagen, oder Stirlingmaschinen mit Generator üblich. ohne Inselbetrieb. Sie funktioniert folgendermaßen:

• Die vom Solarmodul gelieferte Gleichspannung≡Gleichspannung≡
  Gleichspannung liegt vor, wenn sich die Polarität einer Spannungsquelle nicht ändert, es gibt also einen Minus- und einen Pluspol. Ist an beiden Polen ein Verbraucher angeschlossen, z.B. eine Glühlampe, fließt ein Gleichstrom, d.h. ein gerichteter Strom in eine Richtung. Gleichspannung wird benötigt in allen elektronischen Geräten mit Halbleitern und wird bereitgestellt durch Batterien, Akkumulatoren, Solarzellen, Brennstoffzellen oder entsprechende Netzteile. Im Gegensatz dazu liefert unser Hausnetz eine Wechselspannung bzw. Wechselstrom. wird im Wechselrichter≡Wechselrichter≡
  Ein Wechselrichter ist ein elektronisches Gerät zur Umwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung. Solarstrommodule erzeugen zunächst eine Gleichspannung, die zur Nutzung der üblicherweise vorhandenen Haushaltgeräte in eine netzkonforme Wechselspannung umgewandelt werden muss. Moderne Wechselrichter arbeiten mit Hilfe von elektronischen Bauelementen nahezu verlustfrei. in eine netzkonforme Wechselspannung≡Wechselspannung≡
  Bei einer Wechselspannung wechselt die Polarität an einem Pol in bestimmter Frequenz von Minus nach Plus und umgekehrt. Die Frequenz des Stromnetzes in Deutschland beträgt 50 Hz, d.h. die Polarität wechselt also 50 mal in der Sekunde. Bei Geräten, die mit Wechselspannung betrieben werden, muss keine Polung beachtet werden (im Gegensatz zum Austausch von Gleichspannung liefernden Batterien für elektronische Geräte). (230 Volt≡Volt≡
  Ein Volt ist die Maßeinheit für die elektrische Spannung und hat das Formelzeichen V. Ein Volt misst man über einem Widerstand von einem Ohm, durch den ein Strom von einem Ampere fließt., 50 Hertz≡Hertz≡
  Hertz ist die Einheit der Frequenz, das Kurzzeichen ist Hz.) umgewandelt und in das Hausnetz eingespeist.
• Wird mehr Strom≡Strom≡
  Strom ist der Fluss von Ladungsträgern in einem elektrischen Leiter. Durch einen eingeschalteten elektrischen Verbraucher, z.B. eine Glühlampe, fließt ein Strom. Der Strom wird angetrieben von der Spannung, die an den beiden Polen bzw. Kontakten des Verbrauchers anliegt. Die Höhe des Stromes (Stromstärke) ist abhängig von der Höhe der Spannung und des elektrischen Widerstandes des Leitungsnetzes und des elektrischen Verbrauchers. bereitgestellt als abgenommen, nimmt das Netz des Stromversorgers die überschüssige Elektroenergie auf. Diese "Rückspeisung" wird mit einem Zähler erfasst.
• Für die eingespeisten kWh≡kWh≡
  Eine kiloWattstunde = 1000 Wh (Wattstunde) = 3,6 MJ (MegaJoule) = 860 kcal. die kWh ist eine gebräuchliche Einheit für die Energie- oder Wärmemenge. Eine kWh Wärme entspricht der gleichen Energiemenge wie eine kWh Strom, allerdings in einer anderen Energieform. Wird Strom in Wärme umgewandelt, z. B. in einem Tauchsieder, wird aus einer kWh Strom genau eine kWh Wärme. Aus einer kWh Wärme kann man jedoch technisch gesehen gerade 0,3 kWh Strom erzeugen. erhält man eine staatlich gesicherte Mindestvergütung (Einspeisevergütung≡Einspeisevergütung≡
  Mit Einspeisevergütung bezeichnet man die Vergütung für selbst erzeugten Strom bei Verkauf an den Stromnetzbetreiber bzw. den Stromversorger. Für regenerativ erzeugten Strom gelten Mindestsätze, die im ErneuerbareEnergienGesetz (EEG) geregelt sind.).
• Wird mehr Strom benötigt als selbst produziert, ist durch den Netzparallelbetrieb die Versorgung aus dem Netz des Stromversorgers sichergestellt

Eine komplette, vom Stromnetz unabhängige Versorgung eines Einfamilienhauses ist mit dieser Betriebsweise also nicht möglich. Sie könnte in unseren Breiten nur mit sehr hohem technischen Aufwand und entsprechenden Kosten verwirklicht werden. Eine Alternative für Wohnhäuser mit häufigem Stromnetzausfall stellt der netzparallele Betrieb mit Akkumulatorunterstützung dar (Inselbetrieb möglich).

Netzparallelbetrieb einer solaren Stromversorgungsanlage zur Versorgung von Verbrauchern mit 230 Volt Wechselspannung und der Möglichkeit der Einspeisung von Überschüssen in das Netz des Stromversorgers; ohne Inselbetrieb

es können wechselspannungsbetriebene Geräte aller Art angeschlossen und betrieben werden es ist weder ein Laderegler≡Laderegler≡ Ein Laderegler ist eine elektronische Baugruppe, die zwischen den Ausgang von Solarstrom-Modulen und den Akkumulator geschaltet wird. Der Laderegler hat die Aufgabe, die Beladung des Akkumulators zu überwachen, um seine optimale Lebensdauer zu sichern. Er sorgt für ständiges Nachregeln (tracking) der Leistungsentnahme um den MPP-Punkt herum. Der Laderegler schützt außerdem den Akkumulator vor zu tiefer Entladung (Lebensdauerverkürzung durch Tiefentladung), in dem er den Verbraucher bei Unterschreitung einer bestimmten Klemmenspannung abschaltet. noch ein Akkumulator≡Akkumulator≡ Der Akkumulator speichert elektrische Energie durch Veränderung chemischer Substanzen. Der Akkumulator ist im Gegensatz zur Batterie wieder aufladbar, d. h. die chemischen Vorgänge sind umkehrbar. Im Kfz-Bereich werden Bleiakkus, in der Unterhaltungselektronik Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid- oder Lithium-Ionen-Akkus eingesetzt. Akkumulatoren dürfen nicht in den Hausmüll gegeben werden, sondern sind dem Handel für eine Wiederverwertung (Recycling) zuzuführen. notwendig bei Zeiten höherer Einstrahlung und geringem Bedarf - z.B. über die Mittagszeit - speist die Anlage in das Stromversorgungsnetz gegen Zahlung einer Einspeisevergütung ein in Zeiten höheren Bedarfes kauft man Strom vom Stromversorger zum normalen Preis zu bei einem Stromnetzausfall des Versorgers wird mit Hilfe geeigneter Überwachungseinrichtungen die Fotovoltaikanlage ebenfalls vom Netz getrennt, damit bei Reparaturen am Netz ein rückspannungsfreies Arbeiten≡Arbeit≡ Arbeit im physikalischen Sinne stellt die in einem Vorgang verbrauchte Wärme- bzw. Energiemenge dar. Die physikalische Einheit ist die kiloWattstunde (kWh). Eine Energiemenge von einer kWh wird verbraucht, wenn z.B. ein Heizgerät mit einer Anschlussleistung von 1 kW eine Stunde ununterbrochen in Betrieb ist.  gewährleistet ist ein Inselbetrieb ist bei dieser Schaltungsart nicht möglich; d.h. bei einem Ausfall des Elektronetzes des Versorgers fällt auch die Stromversorgung beim Betreiber der Fotovoltaikanlage aus, selbst dann wenn die Module Strom erzeugen Alternative: Netzparallelbetrieb mit Inselbetrieb

	Abbildung: wagner-solar.com
	Sonne in der Schule; Solaranlage an einer Schule in Stadtilm, Thüringen; siehe auch ◊
	Bildquelle: Verbraucherzentrale NRW

Abbildung: Solvis Braunschweig

Prinzipdarstellung einer Solarstromanlage mit Einspeisung in das lokale Netz des Stromversorgers Abbildung: Energieagentur NRW

Netzparallelbetrieb einer solaren Stromversorgungsanlage zur Versorgung von Verbrauchern mit 230 Volt Wechselspannung und der Möglichkeit der Einspeisung von Überschüssen in das Netz des Stromversorgers; mit Inselbetrieb

es können wechselspannungsbetriebene Geräte aller Art angeschlossen und betrieben werden es ist ein Laderegler und ein Akkumulator notwendig bei Zeiten höherer Einstrahlung und geringem Bedarf - z.B. über die Mittagszeit - lädt die Anlage vorrangig den Akkumulator; darüber hinaus ist die Einspeisung in das Elektronetz gegen Zahlung einer Einspeisevergütung möglich in Zeiten höheren Bedarfes kauft man Strom vom Stromversorger zum normalen Preis zu bei einem Stromnetzausfall des Versorgers wird mit Hilfe geeigneter Überwachungseinrichtungen das Hausnetz vom Stromversorgungsnetz getrennt, damit bei Reparaturen am Netz ein rückspannungsfreies Arbeiten gewährleistet ist ein Inselbetrieb ist bei dieser Schaltungsart möglich; d.h. bei einem Ausfall des Elektronetzes des Versorgers bleibt die Stromversorgung beim Betreiber der Fotovoltaikanlage durch den Akkubetrieb für eine gewisse Zeit erhalten die Kosten einer solchen Lösung sind bedeutend höher als bei der einfacheren Alternative, dem Netzparallelbetrieb ohne Inselbetrieb

Ertrag netzgekoppelter Solaranlagen

Die Erzeugung elektrischer Energie≡Energie≡
Energie ist die Fähigkeit eines Energieträgers eine physikalische Arbeit zu verrichten. Sie kann die Wohnung oder Wasser erwärmen, Licht erzeugen, einen Motor drehen, einen Zug bewegen usw.. Angegeben wird die Energiemenge in kWh oder Joule. mit der Fotovoltaikanlage ist abhängig von der Jahreszeit und dem Sonnenstand. Pro kW installierter Leistung≡Leistung≡
Die Leistung ist die pro Zeiteinheit umgesetzte oder verbrauchte Energiemenge (Wärme oder Strom). Die Einheit der Leistung ist das Watt (Kurzzeichen W, 1000 W = 1 kW - ein kiloWatt). Die in Anspruch genommene oder abgegebene Leistung ergibt sich, indem die verbrauchte Energiemenge (angegeben in kWh) durch die Zeit (in Stunden h) dividiert wird. Ein Heizgerät mit einer Leistung von 2 kW (Heizkörper, Elektrokonvektor o.ä.) verbraucht bei ununterbrochenem Betrieb in einer Stunde 2 kWh Wärme ab und verbraucht dabei auch 2 kWh Energie. wird zwar in der Summe ein Ertrag von ca. 700 bis 800 kWh eingefahren. In seltenen Fällen aber wird die verfügbare Strommenge dem zeitlichen und mengenmäßigen Bedarf entsprechen. Überwiegend wird Strom erzeugt, wenn vergleichsweise wenig gebraucht wird - im Sommer in der Mittagszeit. Daher kann - übers Jahr betrachtet - in einem normalen Haushalt meist nur der geringere Teil des erzeugten Strom selbst genutzt werden. Der Anteil liegt etwa zwischen 15 und 50 %.

Die durch das »› Erneuerbare Energien Gesetz staatlich garantierte Mindestvergütung wird ohnehin dazu führen, dass Solarstromanlagenbetreiber ihren bisher selbst genutzter Strom nun vollständig verkaufen. Der Eigenbedarf wird vom normalen Stromversorger zu deutlich geringeren Preisen gedeckt.

• Die Vernetzung vieler einzelner Solarstromanlagen und der damit erzielbare verbesserte Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage kann einen wichtigen Beitrag zu einer - wenn auch nicht vollständig deckenden - Stromversorgung aus erneuerbaren Energien ermöglichen.