Solarbalkon-Historie

Die frühen Solarstrom-Piraten

Vorweg ein bisschen Physik: Solarstrom wird als Gleichstrom erzeugt, also ähnlich wie Strom aus einer Batterie, mit Pluspol und Minuspol.

Etwa um die Zeit der Atomstrom-Proteste in Europa (in den Jahren der 1970er, 1980er) haben experimentierfreudige Laien einfach ein Solarpanel im Garten aufgestellt und mit einem Transformator auf eine Ausgangsspannung von 24 V gebracht, um die üblichen Camping-Geräte aus dem Campingbus statt von einer Kfz-Batterie nun mit Solarstrom zu betreiben. Das hat auch funktioniert, es war eine Art von Insel-Betrieb wie es auch heute noch möglich ist, auch mit unseren Produkten.

Ein weiterer Schritt wurde vor den Milleniums-2000er Jahren "modern" und als hipp und cool angesehen, als nämlich versucht wurde, einen einzelnen Kühlschrank nun mit Solarstrom zu betreiben. Dazu brauchte man statt 24V Gleichstrom nun einen Transformator auf die Ausgangsspannung von 220/230V, der aber nicht direkt den Gleichstrom aus dem Solarpanel liefert, sondern der den erzeugten Gleichstrom mit einem Wechselrichter in einen pulsierenden 50Hz Wechselstrom umwandelt. Das hat ebenfalls gut funktioniert, es war eine Art von Insel-Betrieb wie es auch heute noch möglich ist, auch mit unseren Produkten. Legendär waren damals auch Auftritte von Disc-Jockeys, deren Anlage von Solarstrom gespeist wurde, wie etwa zB auch beim Donauinselfest oder bei ähnlichen Musik-Events in Deutschland und England, allerdings nur tagsüber bei Sonnenschein.

Probleme traten jedoch auf, als damals dann auch versucht wurde, den so aus Solarstrom erzeugten Wechselstrom an ein bestehendes Stromnetz anzuschließen.

Problem Nr 1: Das Anstecken

Bedenken wir mal wieder kurz ein bisschen Physik. Jeder elektrische Strom hat eine Spannung, auch Potential genannt, die vom Stromnetz herangeführt und über die zwei Stecker-Metallstifte für Geräte als Stromverbraucher verfügbar gemacht wird. Beim Einschalten jedes Gerätes beginnt der Strom zu fließen, und beim Ausschalten des Gerätes hört an der Steckverbindung der Stromfluß wieder auf: Dann herrscht wieder nur eine Spannung, also ein "Potential dass Strom fließen könnte". In unseren Breiten lernt bereits jedes Kleinkind, dass man diese Spannung nicht berühren darf, und dass alle Geräte vor dem Anstecken ausgeschaltet sein sollen. Wenn man zB ein Gerät ansteckt, das eingeschaltet ist aber noch nicht läuft, weil es ja noch nicht angesteckt ist, dann kann es beim Anstecken zu einem Knistern oder zu kleinen Funken kommen. Alle unsere handelsüblichen Standard-Schuko Stecker sind daher so gebaut, dass derartige eventuelle kleine Funken geschützt im Stecker-Gehäuse bleiben und niemanden gefährden. Zudem sind sie auch noch mit einem Fehlerstrom-Schutzkontakt ausgestattet, der im Fall von einem (seltenen) Spannungs-Übertritt auf dafür nicht vorgesehe Bauteile die Sicherung im Sicherungskasten auslöst, und somit in diesem (kleinen und seltenen, aber möglichen) Fehlerfall eine weitere Stromzufuhr unterbricht.

Beim Anstecken haben die frühen Solar-Pioniere sehr rasch gelernt, dass auch Solarstrom-Erzeugungsgeräte beim Anstecken ausgeschaltet sein sollten, denn wenn gerade Sonne auf das Solarpanel scheint, und wenn daher aus dem Wechselrichter bereits ein Spannungs-Potential "anliegt", dann bedeutet das in JEDEM Fall ein Knistern beim Anstecken, das nicht selten sondern IMMER auftretende und regelmässig deutliche erkennbare Funken beim Anstecken auslöst. Manche der damaligen Solar-Pioniere sind dabei nur erschrocken, aber manche Personen haben sich beim Anstecken des Solarmoduls elektrisiert, also sie haben eine schmerzhafte wenn auch nicht dauernd bleibende Verletzung erlitten.

Was tun mit diesem Problem Nr 1 ?

Der Gesetzgeber hat sehr rasch reagiert und erst mal verboten, Solarstrom-Erzeugungsgeräte an das öffentliche Stromnetz anzustecken. Es wurde angeordnet, dass jegliche Solarstrom-Erzeugung eine getrennte Verkabelung und einen getrennten Strom-Anschlusskasten haben muss, und dass NICHT TRENNBARE Verbindungen zur Stromleitung hergestellt werden müssen. Um das alles zu tun, entstand die Solarstrom-Industrie mit vielen spezialisierten Anbietern, die bis heute tatsächlich jegliche Solarstromerzeugung mit Großanlagen nach diesen Grundätzen herstellen und in Betrieb nehmen.

Doch auch die Solar-Piraten blieben nicht untätig: Der Wieland-Stecker wurde erfunden. Dieser erlaubt, eine Steckverbindung so herzustellen, dass jeglicher Funken von außen unsichtbar bleibt, dass die eventuell entstehende Funkenstrecke möglichst klein ist, und dass während des Steck-Vorganges die Zeit-Spanne, in der Funken möglich sind, sehr kurz bleibt. Bei unseren Solar-Panelen wird auch ein Wieland-Stecker verwendet: Bei unseren LightMate "klein" Proukten zwischen dem Panel und dem Wechselrichter, und bei unseren SolMate "groß" Produkten zwischen dem Panel und dem Speicher mit patentierter Steuerung.

Damit ist das Problem 1 gelöst, und EU-weit darf jeder Bürger seine Kleinst-Solarstromerzeugung mittels Wieland-Stecker anschließen.

Auch alle unsere Solarpanele der Balkon- und Garten-Geräte werden problemlos an Ihr Haushaltsnetz angesteckt, weil wir INTERN einen Wieland-Stecker verwenden, und Sie stecken einfach den Schuko-Stecker an Ihre Standard Schuko-Steckdose an.

Zudem bieten wir für unsere Kunden in Deutschland, oder wer sonst möchte, auch Zubehör-Kabel mit Wieland-Stecker und eine Aufputz-Steckdose mit Wieland-Stecker an.

Problem Nr 2: Das PLÖTZLICHE Einspeisen, auch Zurückspeisen genannt

Wie auf unserer Homepage an mehreren Stellen öfters dargestellt und klar ersichtlich produziert Ihre und jede Kleinst-Solarstromerzeugung im Haushalt vor allem und automatisch einfach für Ihren Eigenbedarf. Das von uns verwendete Bild ist ein Becken, welches Ihren Haushalt darstellt. Im Becken sind beliebig viele Geräte als Strom-Verbraucher und das Haushalts-Stromnetz wird von Ihrem Netzanbieter über Ihren Stromzähler "von außen" permanent mit Spannung = Potential, und bedarfsgerecht (dh immer beim Einschalten von Geräten) mit elektrischer Leistung versorgt. Ihre private Solarstromerzeugung stecken Sie jedoch "von innen" an Ihr Haushalts-Stromnetz an, und die erzeugte elektrische Leistung wird auch "innen" in Ihrem Haushalt dh ohne Registrierung beim Stromzähler, von Ihren Strom-Verbrauchern im Haushalt verbraucht.

Der Blick auf die Verbrauchskurven (siehe unsere Startseite und siehe auch auf unserer Kalkulations-Seite) zeigt das „Standard-Lastprofil“ eines durchschnittlichen Privat-Haushaltes: Verbrauchs-Spitze ist sonntags zu Mittag, sonst zwischen ca. 18 und 21 Uhr abends, Verbrauchs-Minimum ca. 1 bis 6 Uhr nachts. Solar-Stromerzeugung ist im Tagesablauf anders: Erzeugungs-Spitze ist am, frühen Nachmittag, Erzeugungs-Minimum in der Nacht von Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang. Mit Stromspeicher fließt trotz Netzbetrieb „ongrid“ Ihr Solarstrom selten (laut unseren Messungen deutlich UNTER 1%) oder nie zurück ins Netz. Ohne Stromspeicher fließt im Netzbetrieb „ongrid“ Ihr Solarstrom teilweise zurück in das Netz, und zwar immer dann, wenn Ihre Verbraucher in Summe zeitweise weniger verbrauchen als gerade erzeugt wird. Diese Einspeise-Strommengen sind volumsmäßig gering (laut unseren Messungen sowie mehrjährigen statistischen Beobachtungen zahlreicher "Durchschnitts-Haushalte" meist ETWA zwischen 25-27% pro Jahr) und zeitlich nicht genau kalkulierbar. Wenn aber zufällig ein Kleinst-Solarstromerzeuger zu einem Zeitpunkt gerade PEAK Leistung liefert und GLEICHZEITIG alle Verbraucher in diesem Teil-Stromnetz wenig oder NICHTS verbrauchen bzw plötzlich abgeschaltet werden, dann kann eine solche KURZFRISTIGE Stromspitze beim Stromzähler und im Sicherungskasten zu Problemen führen.

Als die frühen Solar-Pioniere ihre ersten Solar-Panele angesteckt haben, trat dieses Problem fast nie auf, und wurde auch lange nicht als Problem wahrgenommen. Als aber dann Solar-Piraten "modern" und hipp und cool wurden, kam es in manchen Stromnetzen (wo schon damals "relativ viele" Solar-Piraten in naher Nachbarschaft und somit innerhalb EINES Netzbereiches des Netzbetreibers privat Solarstrom produzierten) im Jahresverlauf zu doch relativ häufigen und fallweise auch zu zeitgleich auftretenden Stromspitzen der problematischen PLÖTZLICHEN Art.

Was tun mit diesem Problem Nr 2 ?

Der Gesetzgeber hat diesmal erst nichts getan, sondern die Netzbetreiber haben solche Ereignisse beobachtet und versucht, sie möglichst genau zu analysieren und zu prognostizieren. Ein Ergebnis aus solchen Analysen über Österreich finden Sie in unserem Download-Bereich: Die sogenannte E-Control Studie 2016 über "STECKERFERTIGE, NETZGEKOPPELTE KLEINST-PV-ANLAGEN" durchgeführt vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg, Deutschland. Diese Studie kommt zu verschiedenen überaus interessanten Ergebnissen und stellt im Schluss-Kapitel 7.2 fest, dass (wörtliches Zitat):

"Kleinst-PV-Systeme der betrachteten Leistungsklassen die Belastung der Betriebsmittel in der Hausinstallation eher verringern als erhöhen, und vorgeschriebene Schutzmaßnahmen durch ein einzelnes Kleinst-Photovoltaiksystem nicht außer Funktion gesetzt werden können. Aus Sicht der Leitungsentlastung ist im Gegensatz zu stationär installierten größeren PV-Systemen die elektrische Verbindung über einen getrennten Einspeisekreis (mit eigener Absicherung) nicht zu empfehlen.

Grundsätzlich sollte im Beiblatt mit Produktunterlagen (Beipackzettel) eine Warnung vor dem Parallelverbinden von mehreren Kleinstanlagen, z.B. über Steckdosenleisten, erfolgen.

Die Analyse von älteren Ausgaben der Installationsnorm OVE-E 1 (von 1981 und von 1975) ergab Hinweise, dass alte Installationen nicht pauschal kritischer als moderne sind. Es wurde früher der gleiche Mindest-Leitungsquerschnitt von 1,5 mm² gefordert. Auch der Leitungsschutz war ähnlich wie heute dimensioniert. Die Strombelastbarkeit der Leitungen in Altanlagen ist gegenüber in Wärmedämmung verlegten Leitungen tendenziell höher, da sie überwiegend in und auf Putz verlegt worden sind und daher ihre Verlustwärme besser abgeben können.

Mit den festgestellten Belastbarkeitsreserven resultiert für den Anschluss von Kleinst-PV-Anlagen an einem Endstromkreis eine Leistungsbegrenzung bis 800 W (3,4 A Reserve)."

Und im Kapitel 7.5: "Auf Ebene des Ortnetztransformators ist nicht mit einer Rückspeisung überschüssiger Erzeugungsmengen aus den Kleinst-PV-Systemen zu rechnen. Kleinst-PV-Systeme sind für den Netzbetrieb ab Mittelspannungsebene aufwärts irrelevant.

Im Bereich der Niederspannungs-Verteilnetze wird mit einer zeitweisen Reduktion der maximalen Lasten von bis zu 10% durch die Einspeisung der Kleinst-PV-Systeme gerechnet.

Aggregiert über alle betrachteten Verbraucher (Haushalte) werden im wahrscheinlichsten Szenario jährlich knapp 32 GWh durch die Kleinst-PVAnlagen erzeugt, von denen durchschnittlich 73% als Eigenverbrauch in den Haushalten konsumiert werden. Der Strombezug aller Haushalte insgesamt reduziert sich hierdurch um etwa 23 GWh bzw. 0,2%.

Die Gutachter sehen zusammenfassend den Betrieb von Kleinst-PVAnlagen in Österreich als technisch unproblematisch, sofern die entsprechenden Rahmenbedingungen und Empfehlungen eingehalten werden. Eine Gefährdung des Netzbetriebes ist ausgeschlossen, sofern die heute für reguläre Anlagen geltenden Anforderungen an die Netzschutzparameter nach TOR D4 erfüllt werden." (Zitat-Ende)

Aufgrund dieser Studie wurde im Jahr 2016 der Netzschutz nach TOR D4 angepasst (Automatische Freischaltstelle), und weil sowohl ALLE Netzbetreiber als auch "WIR" Solarstrom-Geräteerzeuger diese Bestimmungen einhalten, gibt es auch in diesem Bereich kein Problem mehr.

Abschließend empfehlen die Studien-Autoren für die Käufer, Nutzer und Endverbraucher dieser Kleinst-Solaranlagen im Kapitel 7.3 (Zitat): "Die Einspeisung sollte per Wandsteckdose erfolgen und nicht mit Verlängerungsleitung / Steckdosenleiste.

Für die Installation der Photovoltaikmodule sollten möglichst unverschattete, geneigte oder senkrechte Flächen ausgewählt werden. Dabei kommen neben der klassischen Südausrichtung mit 30 ° Anstellwinkel auch nach Osten oder Westen orientierte Flächen sowie steilere Anstellwinkel bis „senkrecht“ in Frage. Diese führen zwar zu einem geringeren Jahresertrag, jedoch einer gleichmäßigeren Verteilung der Erzeugung über das Jahr und damit tendenziell höherem Eigenverbrauch. Die Ausrichtung ist nach Möglichkeit an die eigenen Lebensgewohnheiten anzupassen (Wann brauche ich den meisten Strom?).

Idealerweise sollten die Erfüllung der österreichischen Normen/Regeln ÖVE/ÖNORM E 8001-712 oder TOR D4 (die sich auf die ÖVE/ÖNORM E 8001-712 beziehen) bestätigt werden. Wichtig ist das Vorhandensein einer „Selbsttätig wirkenden Freischaltstelle“. Auch bereitgestellte Zertifizierungsdokumente unabhängiger Prüfinstitute sind ein gutes Qualitätskriterium." (Zitat-Ende, Alle Zitate aus der E-Control Studie 2016.)

Unsere bereitgestellten Konformitäts-Erklärungen sind durch unabhängige österreichische und internationale Prüfinstitute zertifiziert. Wir stellen somit nachweislich die Einhaltung aller gültigen Bestimmungen und über das Minimum hinaus auch die Erfüllung aller Experten-Empfehlungen für Sie sicher.