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Das Stecker-Solargerät für zu Hause

Bei Solaranlagen denken die meisten an eine größere Solaranlage auf dem Land oder eine Solaranlage welche auf einem Dach montiert ist. Doch schon ein einzelnes Solarmodul mit nicht ganz zwei Quadratmeter kann substanziell zur Stromversorgung eines Haushaltes beitragen. Spätestens wenn man ein, zwei Solarmodule einfach über einen Wechselrichter an eine Steckdose anschließen kann, dann wird solch ein kleines Mini-Solargerät für jedermann interessant. Mit einem bisschen Ausdauer sparen Sie am Ende dabei auch noch richtig Geld.

Eine Umsetzung, welche konform zu geltenden Regularien ist, ist dann leider doch nicht so einfach wie z.B. einen Wasserkocher zu kaufen und anzuschließen. Schwierig ist es aber auch nicht, wenn man weiß wie es geht. Dieser Artikel möchte Ihnen dabei helfen wie eine Realisierung gelingen kann. Lassen Sie sich nicht vom Umfang abschrecken, viele Abschnitte wurden eingefügt, um Ihnen wirklich im Detail Infos zu geben wie eine praktische Umsetzung aussehen kann.

Wer erst einmal ein grundlegendes theoretisches Verständnis haben möchte liest diesen Artikel von vorne. Wer sich direkt für ein Beispiel aus der Praxis interessiert springt direkt zum Abschnitt über benötigte Komponenten.

Notiz: Es gibt keinen vollkommen einheitlichen Begriff für Solargeräte für die Steckdose. So ist auch Photovoltaik für die Steckdose, oder Stecker-Solaranlage oder Balkon-Solaranlage gebräuchlich. PlugIn-Solaranlage oder PV-PlugIn sind ebenfalls im Umlauf befindliche Begriffe. Als letztes sind noch die Begriffe Mini-PV-Anlage oder Mini-Solar-Anlage erwähnenswert. Diese sind eher ein Oberbegriff, welche auch, aber nicht nur, Stecker-Solargeräte umfassen.

Notiz: Eigentlich ist DasHeimnetzwerk.de eine Webseite rund um Netzwerktechnik. Doch nachdem ich mich dem Thema Stecker-Solargeräte gründlich gewidmet hatte kristallisierte sich für mich heraus das ein Artikel wie dieser einen echten Mehrwert für Sie generieren kann. Von daher dieser etwas fachfremde Artikel.

Wie funktioniert ein Stecker-Solargerät?

Das Grundkonzept eines Stecker-Solargeräts ist simpel. Ein oder zwei Solarmodule erzeugen über Photovoltaik elektrische Energie. Da die erzeugte Energie Gleichstrom ist, der Stromkreis in einem Haushalt auf 230V Wechselstrom basiert braucht man noch einen Wechselrichter. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in 230V Wechselstrom. Den Ausgang des Wechselrichters kann man jetzt unkompliziert mit dem heimischen Stromkreis verbinden.

Die so eingespeiste Energie wird direkt von Geräten in Ihrem Heim verbraucht.

Bild: eigene Stecker-Solaranlage
Bild: eigene Stecker-Solaranlage

Sie sehen das Grundkonzept ist sehr einfach. Im Detail wird es dann aber schon noch etwas komplizierter da es, sowohl aus Gründen der Regulation als auch der Sicherheit, Vorschriften zu beachten gilt. Dazu später mehr.

Was ist der Nutzen eines Stecker-Solargeräts?

Auf den Punkt gebracht reduziert der selbst erzeugte Strom den benötigten Strom von Ihrem externen Stromanbieter. Die heimischen Stromverbraucher bedienen sich des selbst erzeugten Stroms und nur der restliche Bedarf wird extern bezogen. Damit sinkt Ihre Stromrechnung und der Strom muss nicht extern erzeugt werden.

Um die monetären Kosten gegen potentiellen Einsparungen zu vergleichen, wird erst einmal betrachtet wieviel Strom ein solches Gerät in der Praxis erzeugen kann. Ein Stecker-Solargerät mit einem Solarmodul liefert ca. 300 Watt Leistung in der Spitze (Wp: Watt Peak). Die 300 Watt werden natürlich nicht 24 Stunden am Tag erzeugt. Die erzeugte Leistung variiert mit der Sonnenintensität, welche von vielen Faktor abhängt wie das Wetter, Tageszeit, Jahreszeit, Verschattung und Ausrichtung des Solarmoduls. Für das Rechenbeispiel wird angenommen, dass das Gerät im Jahr 240 kWh Leistung erzeugt. Das scheint ein durchaus realistischer Wert (Quelle 2). Das wird erreicht wenn das Gerät im Durchschnitt 10 Stunden am Tag 65W erzeugt.

Tipp: Das Land NRW stellt einen interessanten Online-Service zur Verfügung und zwar die Daten im Solarkataster (Quelle 1). Dort können Sie eine Schätzung der Strahlungsintensität der Sonne für ganz NRW einsehen und damit konkreter Abschätzen ob der Ertrag bei Ihnen vergleichsweise hoch oder niedrig ausfallen könnte.

Tipp: Die Verschattung des Solarmoduls über den Tag hat einen erheblichen Einfluss auf die erzeugte Leistung. Wenn einzelne Zellen komplett verschattet sind, dann beeinträchtigt das die gesamte Leistung erheblich. Unscharfe Verschattung durch lichte Vegetation wirkt sich ebenfalls aus, aber längst nicht so drastisch. Das Solarmodule sollte von daher dort Platz finden wo das gesamte Solarmodul am längsten komplett von der Sonne beschienen wird.

Stecker-Solargeräte mit einem Solarmodul kosten komplett ca. 480€ (exkl. Arbeitskosten, inkl. Versand). Stand 2020 liegt der Preis für eine Kilowattstunde Strom (kWh) bei um die 30 Cent. Bei 240 kWh erzeugter Leistung und Eigenverbrauch wird die Stromrechnung um 72€ im Jahr gesenkt. In dem hier geschilderten Rechenbeispiel amortisiert sich ein Stecker-Solargerät nach ca. 7 Jahren.

Wenn man jetzt noch bedenkt, dass die benötigten Komponenten nur sehr geringem Verschleiß unterliegen, somit ein Stecker-Solargerät durchaus 20 Jahre oder mehr funktionieren kann, ferner das der Strompreis wohl eher steigt als sinkt, dann sieht ein Stecker-Solargerät aus wirtschaftlicher Sicht interessant aus. Man muss aber Ausdauer beweisen, auf kurzfristigen Gewinn ausgelegte Spekulanten sollten Abstand nehmen.

Bei der Gesamtbetrachtung sollte man auch nicht außer acht lassen, dass es natürlich auch wirtschaftliche Risiken gibt. So werden zwar auf die wesentlichen Komponenten sehr lange Garantiefristen gegeben, doch ob der Anbieter wirklich z.B. den Wechselrichter nach zehn Jahren völlig unkompliziert umtauscht? Selbst wenn der Anbieter das vor hat, ist er noch in x Jahren auf dem Markt? Oder Sie ziehen um und das Stecker-Solargerät muss/soll mit, dann kommen wieder Transport- und Installationskosten auf Sie zu. Meine persönliche Bewertung ist, dass sowohl die Eintrittswahrscheinlichkeit als auch die Auswirkung solcher Risiken gering ist, allerdings nicht Null.

Notiz: Sobald in der Wirtschaftlichkeitsrechnung noch Arbeitskosten hinzukommen, wird es rein aus monetärer Sicht uninteressanter. Die Installation und der Anschluss solch eines Geräts kann schnell den gleichen Betrag kosten wie das Gerät an sich. Damit erhöht sich die Laufzeit bis zur Amortisation deutlich. Man kann es aber auch anders sehen, bei ausreichend langer Laufzeit wird man selbst dann keinen Verlust machen und hat einen Beitrag zur Energiewende geleistet.

Solch ein Rechenbeispiel sollten Sie für sich grob selbst durchführen. Schätzen Sie dabei auch wieviel Grundlast Sie in Ihrem Haushalt haben. Sprich den Stromverbrauch von Geräten welche immer aktiv (z.B. Kühlschrank, Smart-Home, Internet-Router) oder im Stand-By (z.B. Fernseher, Spielekonsole) sind. Den ohne Speicherung muss die erzeugte Leistung direkt verbraucht werden, um wirksam zu sein. So ist es toll wenn an einem Sommersonnentag ein Solarmodul z.B. 260 Watt erzeugt, doch wenn Sie eine Grundlast von z.B. 70 Watt haben, dann wird die erzeugte Leistung nicht verbraucht und macht sich auf der Stromrechnung weniger bemerkbar.

Es gibt auch eine andere Perspektive. Haben Sie eine hohe Grundlast oder sind tagsüber oft zu Hause und verbrauchen Strom, dann kann es auch eine Überlegung wert sein zwei Solarmodule mit bis zu 600 Wp zu installieren. Hier kommen nur die Kosten für ein zweites Solarmodul hinzu, etwas Mehrkosten für die Mechanik und den Wechselrichter. Die Kosten für den Anschluss bleiben gleich. Somit wird ein besseres Kosten-/Leistungsverhältnis erreicht. Natürlich nur, wenn Sie denn die Leistung auch wirklich nutzen.

Vergessen Sie bei all den Betrachtungen nicht: Neben der wirtschaftlichen Sicht wird mit einem Stecker-Solargerät Strom regenerativ erzeugt. Jede kWh Strom die Sie so verbrauchen, muss nicht anderweitig in einem Kohle, Müll, Gaskraftwerk erzeugt werden. Und auch wenn die so erzeugte Leistung vielleicht nur 5-10% Ihres Jahresverbrauchs ausmacht, wenn viele Leute solche Geräte installieren, wird am Ende ein nicht mehr vernachlässigbarer Beitrag zur Energiewende geleistet. Für manche vielleicht sogar der hauptsächliche Grund sich mit diesem Thema zu befassen.

Quelle [1]: https://www.energieatlas.nrw.de/site/karte_solarkataster

Quelle [2]: https://de.wikipedia.org/wiki/Solarmodul

Vorschriften für den Einsatz eines Stecker-Solargeräts

Es ist durchaus einsichtig, dass man nicht nach belieben Energie erzeugen und in seinen eigenen Stromkreis einspeisen kann. Nur ein Beispiel, die Sicherungen sind dafür ausgelegt Sie und Ihr Heim zu schützen, wenn zu viel Strom fließt. Durch ein Stecker-Solargerät wird der erzeugte Strom direkt in den heimischen Stromkreis eingespeist, unter Umgehung der Sicherungen. Man sollte also nicht gedankenlos vorgehen.

Auf der anderen Seite sollte man sich auch nicht abschrecken lassen. Vorschriften werden gerne von Fachleuten in für Laien unverständlicher Sprache verfasst. Die eigentliche Bedeutung stellt sich dann meist weniger drastisch dar, als man beim ersten Lesen vermutet.

Ein Vorwort zur Normung

Die Vorschriften und Regelungen bezüglich der Installation und des Betriebs von Stecker-Solargeräten ergeben sich hauptsächlich aus Normen. Diese Normen sollen technische Rahmenbedingungen setzen, um die Qualität von Geräten und Installationen zu gewährleisten, die Interoperabilität von Anlagen, Geräten und Komponenten zu sichern und einen sicheren Betrieb von Anlagen und Geräten zu ermöglichen. In Deutschland werden Elektrotechnische-Normen hauptsächlich von Gremien der DKE (Deutschen Kommission Elektrotechnik) verfasst und über den VDE (Verband Deutscher Elektrotechnik) veröffentlicht.

Normen haben dabei nicht direkt einen Gesetzescharakter, außer ein Gesetz verweist auf eine Norm. Es ist aber nachzuvollziehen das Normen bei der Entscheidung von Streitfällen eine wichtige Rolle spielen.

Um jetzt exakt zu wissen was im Fall von Stecker-Solargeräten erlaubt ist oder nicht, müsste man Zugriff auf diese Normen haben. Diese Normen sind bei der VDE kostenpflichtig erhältlich. Kostenpunkt können, je nach Norm, ein paar zehn bis ein paar hundert Euro sein. Meist reicht nicht eine einzelne Norm, da oft mehrere Normen ein Themengebiet abdecken bzw. Querverweise stattfinden. Somit sind Sie, selbst wenn Sie Elektrotechnisch versiert sind, ohne deutliche Kosten nicht in der Lage sich selbst umfassend zum Stand der Normierung zu informieren.

Ferner definieren diese Normen die technischen Rahmenbedingungen, geben aber nicht unbedingt exakte Lösungen vor. Oft gibt es Streit ob eine exakte Lösung nun die in den Normen niedergelegten Definitionen erfüllt oder nicht. Der Inhalt und die Auslegung einer Norm dürfte auch von Eigeninteressen geprägt sein.

So gibt es Organisationen wie die Verbraucherzentrale NRW, die deutsche Gesellschaft für Solarenergie oder Greenpeace, welche eine möglichst unkomplizierte dezentrale Energieversorgung befürworten. Entsprechend finden sich dort auch unkomplizierte Lösungen für Stecker-Solargeräte, welche regelkonform sein sollen.

Andere Organisationen, wie viele Netzbetreiber oder Elektroverbände, scheinen wenig Interesse an der Verbreitung solcher Geräte zu haben. Auch entsteht der Eindruck man möchte jedes noch so geringe Risiko vermeiden. Dementsprechend werden strenge, aufwendige Lösungen kommuniziert, welcher zur Erfüllung der Normen notwendig sein sollen.

Fazit: Es verbleibt eine erhebliche Unsicherheit und auch dieser Artikel wird die Unsicherheit nicht vollständig nehmen können. Er bietet Ihnen aber nach bestem Wissen und Gewissen Interpretationen, wo Sie dann für sich selbst entscheiden können ob Sie diese für sich annehmen oder nicht.

Notiz: Auch wenn Stecker-Solargeräte schon seit vielen, vielen Jahren ein Thema sind, so befinden sich dazu relevante Normen und Vorschriften zum Teil immer noch in Arbeit. Was sagt das über die Priorität aus, welche vor allem auch die Politik diesem Thema einräumt?

Technische Rahmenbedingungen

Im folgenden eine Zusammenfassung der aktuellen technischen Rahmenbedingungen, soweit diese sich mir aus frei zugänglichen Quellen erschlossen haben.

Etwas vereinfachte Regeln und Vorschriften gelten nur für Stecker-Solargeräte mit einer maximalen Leistung von 600Wp (Quelle 1, VDE-AR-N 4105). Wp steht dabei für Watt Peak und bedeutet die maximale Leistung welche ein Stecker-Solargerät theoretisch bei besten Bedingungen zu erzeugen in der Lage ist. An einem Haushaltsstromkreis darf maximal ein Gerät angeschlossen werden.

Bezüglich des Anschlusses an Ihren heimischen Stromkreis per Stecker, sind nur Anschlüsse zulässig welche VDE-V 0628-1 genügen (Quelle 2). Das kann eine feste Installation sein, es gibt aber auch normgerechte Stecksysteme. Als ein Beispiel findet sich oft ein Stecker-Produkt (RST20i3) des Herstellers Wieland. Dieses Stecksystem lässt sich in typische Unterputzdosen verbauen, ist beim Stecken berührungs-, verpolungssicher und für Außeninstallationen geeignet. Es gibt aber auch Auslegungen welche die Verwendung des normalen Schukostecker (Typ F) als ausreichend und normengerecht erachten, wenn der Wechselrichter der Norm VDE-AR-N 4105 entspricht (Quelle 3, Stichwort NA-Schutz). Ferner wird eine Kennzeichnung an der Steckdose gefordert, welche über den maximalen Bemessungsstrom eines angeschlossenen Stecker-Solargerätes informiert.

Für die gesamte Integration in den heimischen Stromkreis gilt es die Anforderungen aus DIN VDE 0100-551 und DIN VDE 0100-551-1 zu beachten.

So muss der Schutz gegen Überstrom weiterhin gewährleistet sein. Wird vom maximalen Fall ausgegangen, dann könnten Solarmodule (bei 600Wp) ca 2,8A Strom bei 230V erzeugen. Bei einer Reduktion der Sicherung des entsprechenden Stromkreises auf den nächstmöglichen Wert (z.B. 13A), verbleibt man weiterhin für den gesamten Stromkreis im Rahmen (z.B. 16A).

Ob das Überstrom-Sicherungselement ausgetauscht werden muss oder nicht, hängt letztlich aber davon ab ob die Strombelastbarkeit Ihrer Leiter (siehe DIN VDE 0298-4) überschritten werden kann oder nicht. Meist entspricht die Strombelastbarkeit nicht exakt dem Wert des Sicherungselements (z.B. 16A). 16A ist nur der nächstniedrigere Wert bei einer bestimmten Strombelastbarkeit. Die exakte Strombelastbarkeit hängt vom Leiterquerschnitt ab und wie die Leitungen verlegt sind. Bei einer Unterputzverlegung von üblichen 1,5mm2 Verlegekabeln in Wänden ist sie höher ,z.B. 19,5A (Quelle: DIN VDE 0298-4), bei einer Verlegung in wärmegedämmten Wänden ist sie niedriger.

Das interessante hieran ist, dass evtl. keine Änderung des Sicherungselementes notwendig ist, sofern die Strombelastbarkeit der Leitungen bei Ihnen unter hinzurechnung des Bemessungsstroms (maximaler Ausgangsstrom) des Stecker-Solargerätes nicht überschritten wird.

Auch der Schutz gegen Fehlstrom ist weiterhin zu gewährleisten. Denn jetzt fließen nicht nur Ströme vom Netz sondern auch von dem Stecker-Solargerät. Die Fehlströme ab wann eine Trennung vom Netz erfolgen muss sind hierbei niedrig (30mA) und absolut innerhalb der erzeugbaren Ausgangströme eines Stecker-Solargeräts. Für den Schutz bedient man sich eines FI-Schalters, welcher zwischen das Stecker-Solargerät und Ihren Stromkreis zu schalten ist.

Auch Überspannung, umgangssprachlich Blitzschutz, ist ein Thema. So muss ein Stromkreis gegen Überspannung gesichert werden, wenn die erzeugung von Überspannungen realistisch sind welche bestimmte Grenzwerte Ihrer elektrischen/elektronischen Geräte übersteigen (Quelle 6, VDE 0100-443).

Ihr Stecker-Solargerät befindet sich im Außenbereich und es können somit eher Überspannungen durch elektromagnetische Induktion eines nahen Blitzeinschlages erzeugt werden. Doch wie realistisch sind Spannungen von 1,5kV oder mehr ? Denn wenn das Gerät sich direkt am Haus befindet, dann befindet sich dieses noch im Blitzschutzbereich des Hauses. Ein direkter Blitzeinschlag ist nicht anzunehmen. Damit verbleibt Überspannung durch indirekte Induktion. Doch auch hier dürften kurze Kabellängen und die hausnahe Installation dafür sorgen, dass die Spannungswerte vergleichsweise niedrig bleiben.

Wirklich quantitative Werte kann ich nicht bieten, doch meine eigene Schätzung ist, das im Regelfall kein separater Überspannungsschutz notwendig ist. Regelfall, da wenn Sie das Gerät z.B, abgesetzt im Garten betreiben, die Sachlage wieder eine andere ist.

Möchten Sie auf jeden Fall einen Überspannungsschutz installieren, dann haben Sie noch die Herausforderung der Ableitung. Ohne eine ausreichend dimensionierte Erdung dürfte ein Überspannungsschutz unwirksam sein. Wenn Sie z.B. einen normalen Schutzleiter eines Verlegekabels nehmen, dann führt der niedrige Leitungsquerschnitt, die langen Leitungswege zu einem hohen Blindwiderstand und damit zu hohen Spannungen in Ihrem Stromkreis.

Notiz: Eine andere Überlegung. Es gibt eigentlich zu jeder Terrasse, Balkon, etc. Außensteckdosen ohne dedizierten Überspannungsschutz. Wenn dies nicht zulässig wäre, dann müssten die Außensteckdosen schon ab Bau mit einem Überspannungsschutz versehen worden sein.

Viele Geräte können zusammen eine große Auswirkung auch auf das öffentliche Stromnetz haben. Um solchen Auswirkungen im negativen Sinn vorzubeugen ist in der VDE-AR-N 4105 vorgeschrieben, dass auch kleine Stecker-Solargeräte sich selbsttätig vom Netz schalten, wenn im Stromnetz bestimmte Ereignisse eintreten. So z.B. bei Ausfall des Stromnetzes, oder wenn bestimmte Abweichungen von der Nennfrequenz oder Nennspannung des Stromnetzes vorkommen. Das entsprechende Schlagwort ist „NA-Schutz“ (Netz- und Anlagenschutz).

Wichtig ist noch zu wissen das Stecker-Solargeräte nur für den Eigenverbrauch des erzeugten Stromes vorgesehen sind. Bei traditionellen Stromzählern könnten sich diese sogar rückwärts drehen, was letztlich eine monetär wirksame Einspeisung in das Stromnetz wäre. Das wiederum verbieten sich die Netzbetreiber, bzw. auch die Finanzbehörden und schreiben die Verwendung eines Stromzählers mit Rücklaufsperre vor. Falls Sie noch einen alten Stromzähler ohne Rücklaufsperre haben muss dieser vor Inbetriebnahme Ihres Geräts ausgetauscht werden. Wie genau der Austausch erfolgt, sprich ob diesen ein Elektroinstallateuer vornehmen soll oder ein Mitarbeiter des örtlichen Netzbetreibers ist unterschiedlich. Erkundigen Sie sich bei Ihrem örtlichen Netzbetreiber.

Evtl. haben Sie aber schon bei Ihnen zu Hause solch einen Zähler. Zähler mit Rücklaufsperre sind mit folgendem Symbol am Zähler gekennzeichnet.

Bild: Stromzähler Symbol Rücklaufsperre
Bild: Stromzähler Symbol Rücklaufsperre

Beim Stichwort Stromzähler gibt es noch einen anderen Punkt, welchen man prüfen kann. Im Regelfall werden in Deutschland sogenannte „saldierende“ Stromzähler eingesetzt, es sind aber auch „nicht-saldierende“ Stromzähler im Einsatz (Quelle 10).

Ein saldierender Stromzähler misst sämtliche Strom zu- und abflüsse über alle drei Phasen Ihres Haushaltsstromnetzes. Das bedeutet wenn Sie z.B. auf Phase eins im Augenblick Leistung in das Netz einspeisen und auf Phase zwei und drei Leistung entnehmen, dann werden die Leistungen miteinander verrechnet. Somit ist es nicht notwendig das alle Ihre elektrischen Verbraucher auf der gleichen Phase angeschlossen sein müssen, wie Ihr Stecker-Solargerät, damit sich der Eigenverbrauch optimal auswirkt. Bei einem nicht-saldierenden Zähler werden die Phasen separat betrachtet und gezählt. Nicht selbst verbrauchte Energie auf der Phase an welcher das Stecker-Solargerät angeschlossen ist, wirkt sich dann nicht auf Ihren Gesamtstromverbrauch aus.

Das dusselige ist, es gibt keine eineindeutige Kennzeichnung z.B. per Symbol ob ein Stromzähler saldierend oder nicht-saldierend arbeitet. Soweit erkenntlich arbeitet die große Mehrheit der Stromzähler in Deutschland allerdings saldierend und man kann das Risiko eingehen schlicht darauf zu vertrauen das es bei Ihnen auch so ist. Wenn Sie es aber genau wissen wollen, müssen Sie den Hersteller/Typ Ihres Stromzählers notieren und sich dann bei Ihrem Netzbetreiber oder dem Hersteller kundig machen.

Als letztes ist es noch erwähnenswert, dass es manchmal Diskussionen gibt ob Stecker-Solargeräte unter eine Regelung fallen, welche vorschreibt das nur 70% der theoretischen Maximalleistung erzeugt werden dürfen. Soweit erkenntlich greift die Regelung allerdings nicht bei Stecker-Solargeräten, denn nach Quelle 11 geht es bei dieser Regelung darum das maximal 70% der erzeugten Energie in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. 30% oder mehr müssen selbst verbraucht werden. Bei Stecker-Solargeräten geht es aber um 100% Eigenverbrauch.

Notiz: Ist das alles wirklich nötig ? Wie oft liegt die Beantwortung im Graubereich und ist eine Frage des Risikos. Durch die niedrige Leistung eines Stecker-Solargerätes ist die Wahrscheinlichkeit von Schäden bei direkter Einspeisung per üblichem Schukostecker und ohne weitere Sicherungsmaßnahmen sehr gering. Diese Einschätzung ergibt sich z.B. aus Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Solarenergie (Quelle 4). Man könnte jetzt die Verantwortung und Entscheidung der geringen Risikowahrscheinlichkeiten dem Einzelnen überlassen. Durch Einhalten all der Vorschriften wird das Risiko von Schäden an Personen und Immobilien aber auf ein absolutes Minimum gesenkt. Das ist von den Normungsgremien so gewollt, geht aber zu Lasten einer breiten Akzeptanz solcher Anlangen (Quelle 5). Beachten Sie, eine Bewertung eines Risikos ergibt sich aus der Wahrscheinlichkeit des eintretens und der Auswirkung. Die Auswirkung von Schäden an Personen oder Immobilien durch Strom bei 230V kann sehr hoch sein.

Ein anderer Punkt welcher sich wiederholt findet ist, ob Sie zwingend eine Elektrofachkraft für die Installation und den Anschluss eines solchen Gerätes benötigen. Ohne Austausch der Sicherung, ohne FI-Schalter, reinem Anschluss per vorhandener Schukosteckdose und Verwendung eines für diesen Zweck vorgesehenen einwandfreien Produktes lautet die Antwort „nein“.

Sobald Sie aber Änderungen an Ihrem 230V Stromkreis vornehmen kommen Sie um die Inanspruchnahme einer Elektrofachkraft nicht herum. Wobei Elektrofachkraft nicht zwingend mit einem gewerbsmäßigen Elektroinstallateur gleichzusetzen ist. Kennen Sie jemanden der fachlich Kompetent ist, über Erfahrung und eine ausreichende Qualifikation verfügt, dann sollte das schon reichen.

Tipp: Installieren Sie das Stecker-Solargerät soweit es geht selbst und bereiten alles weitere vor, so dass eine Elektrofachkraft am Ende nur noch den Anschluss an Ihr Stromnetz und einen Austausch der Sicherung vornehmen muss. Das sollte entsprechende Kosten auf ein erträgliches Maß reduzieren. Reden Sie vorher mit dem Elektrofachmann Ihrer Wahl, was dieser erwartet und welche Kosten er veranschlagt.

Bürokratische Rahmenbedingungen

Neben diesen rein technischen Regularien gibt es auch noch bürokratische.

In vielen Quellen wird die Notwendigkeit der Registrierung beim Marktdatenstammregister, betrieben von der Bundesnetzagentur (Quelle 7), nahegelegt. Hin- und wieder findet sich im Internet aber auch das nur „ortsfeste“ Solaranlagen registriert werden müssen (Quelle 8). Doch ist ein Stecker-Solargerät, welche man in kürzester Zeit mechanisch demontieren, verbringen und wieder montieren kann „Ortsfest“? Die Bundesnetzagentur ist hier allerdings eindeutig, alle Anlagen welche an ein Stromnetz angeschlossen sind müssen registriert werden (Quelle 9).

Ferner ist die Anmeldung bei dem örtlichen Netzbetreiber notwendig. Dabei sieht die Norm VDE-AR-N 4105 ein vereinfachtes Anmeldeverfahren hierfür vor. Beispiele zugänglicher Formulare von Netzbetreibern aus dem Web zeigen, das ein einzelnes DIN-A4 Blatt ausreicht. Konkret müssen Sie sich aber lokal erkundigen.

Ist Ihr Netzbetreiber auf dem laufenden Stand, dann können Sie sich das Formular direkt von der Webseite des Netzbetreibers herunterladen. Alternativ fragen Sie schriftlich (E-Mail, postialisch) nach den Anmeldemodalitäten. Möglicherweise hat sich Ihr Netzbetreiber aber mit der Thematik kaum befasst, dann laufen Sie eventuell ins Leere. Sie sollten auf jeden Fall den Versuch der Kontaktaufnahme mit Ihrem Netzbetreiber dokumentieren. Ob Sie dann noch einen Schritt weitergehen und die wesentlichen Rahmendaten Ihres Geräts dem Netzbetreiber postialisch oder per E-Mail formlos zusenden müssen Sie sich selbst überlegen.

Nach informationen auf der Webseite des Marktstammdatenregister wird über das Register ein Abgleich der Daten mit dem Netzbetreiber versucht. Somit erhält Ihr Netzbetreiber sehr wahrscheinlich dann über diesen Weg Kenntnis von dem Gerät. Sie sollten sich aber an die Vorschriften halten, selbst vorher aktiv werden und eine Anmeldung wenigstens vorher einmal versuchen.

Wohnen Sie zur Miete oder als Eigentümer in einem Mehrfamilienhaus, dann können Sie die Solarmodule auch nicht nach belieben installieren. Verändert die Installation das äußere Erscheinungsbild des Objektes oder beschädigt potentiell die Bausubstanz, dann ist eine Erlaubnis des Vermieters bzw. der Eigentümergemeinschaft einzuholen.

Quelle [1]: https://www.greenpeace-energy.de/blog/wissen/simon-das-mini-solarkraftwerk/verbesserung-fuer-balkon-solaranlagen/

Quelle [2]: https://www.vde.com/de/fnn/arbeitsgebiete/tar/tar-niederspannung/erzeugungsanlagen-steckdose

Quelle [3]: https://www.pv-magazine.de/2019/11/21/legal-oder-illegal-stecker-solar-geraete-im-labyrinth-der-normung/

Quelle [4]: https://www.dgs.de/

Quelle [5]: https://www.pv-magazine.de/2018/06/14/ein-konflikt-bei-solar-stecker-modulen-besteht-nach-wie-vor/

Quelle [6]: https://www.phoenixcontact.com/online/portal/de?1dmy&urile=wcm:path:/dede/web/offcontext/insite_landing_pages/81445153-9570-4091-8f9f-5173a62e5043/81445153-9570-4091-8f9f-5173a62e5043

Quelle [7]: www.marktstammdatenregister.de

Quelle [8]: https://www.lra-ffb.de/fileadmin/user_upload/lra-ffb/pdf/2/21/Steckbare_Solargeraete_FFB_8.5.2019.pdf

Quelle [9]: https://www.marktstammdatenregister.de/MaStRHilfe/subpages/welcheAnlagen.html

Quelle [10]: https://www.photovoltaik.eu/article-445706-30021/gute-zaehler-schlechte-zaehler-.html

Quelle [11]: https://www.rechnerphotovoltaik.de/photovoltaik/fragen-antworten/wann-einspeisemanagement-wann-70-prozent-regelung

Ist der Einsatz von einem Stromspeicher sinnvoll?

Für Stecker-Solargeräte ist meine Antwort auf diese Frage derzeitig ein „Nein“.

Zur Begründung:

Ein Stromspeicher kann die Energie speichern welche erzeugt aber zum Zeitpunkt der Erzeugung nicht verbraucht wird. Ein Stecker-Solargerät dient allerdings hauptsächlich dazu die Grundlast bei Ihnen abzudecken. Darüber hinausgehende Spitzen in der Energieerzeugung sollten vergleichsweise selten sein, so dass sich eine Speicherung eher nicht lohnt. Diese Aussage hängt aber auch von der Dimensionierung Ihres Geräts ab.

Ferner sind Energiespeicher, in Form von Batterien, derzeitig noch verhältnismäßig teuer. Das mag sich in den nächsten Jahren eventuell ändern, wenn aufgrund der E-Mobilität die Herstellung von Batterien produktiver wird.

Batterien haben im Vergleich zu dem Solarmodul und Wechselrichter eine relativ kurze Lebensdauer. So finden sich z.B. für Lithium-Ionen-Batterien Werte von ca. 10 Jahren. Bei einer kurzen Überschlagsrechnung meinerseits kam ich nicht zu dem Ergebnis das sich die Ausgabe für einen Strom-Speicher wirtschaftlich lohnt.

Notiz: Generell ist die Speicherung von Energie einer der Schlüssel für eine erfolgreiche Energiewende. Dazu gehören auch Energiespeicher in Haushalten. Ideal wäre ein Speicher welcher sowohl über Ihr eigenes Stecker-Solargerät als auch Netzseitig geladen werden kann. Letzeres idealerweise intelligent gesteuert, wenn die Strompreise niedrig sind. Das ist allerdings noch eine Zukunftsvision.

Benötigte Komponenten für ein Stecker-Solargerät

Ein Angebot eines Stecker-Solargeräts, in dem wirklich alles enthalten ist was benötigt wird, findet sich nach meinem Ermessen nicht auf den Markt. Es gibt Anbieter bei welchen man sich alle benötigten Komponenten zusammenstellen und dann in einem einzigen Vorgang bestellen und liefern lassen kann. Von daher ist es derzeitig unerlässlich das Sie wissen was Sie benötigen. Genau das ist der Fokus dieses Abschnittes.

Wobei „benötigt“ unterschiedlich bewertet werden kann, siehe den Abschnitt „Vorwort zur Normung“.

Notiz: Unter den Quellenangaben in diesem Abschnitt finden Sie Anbieter welche mir aufgefallen sind. Die Liste ist nicht vollständig. Ferner habe ich den Eindruck gewonnen das es über die Zeit einiges an Angeboten gab, diese aber nicht gepflegt und mit den neuesten Vorgaben abgeglichen wurden. Achten Sie darauf das die Komponenten auch wirklich den aktuellen Vorschriften genügen.

Das Solarmodul

Ein Solarmodul hat eine ungefähre Größe von 160 x 100 x 4 cm. Die exakte Größe kann je nach Hersteller/Typ etwas variieren und sollte in der Detailplanung und bei der Auswahl eines Moduls beachtet werden.

Je nach exakter Bauart und verwendeter Solarzellentechnologie wird auf dieser Fläche eine Leistung von 240 bis 340Wp (Watt peak) geliefert. Sie können es sich selbst denken das Solarmodule welche mehr Leistung auf gleicher Fläche liefern im Preis teurer sind.

Ein Solarmodul besteht aus ca. 60 einzelnen Solarzellen, welche mechanisch und elektrisch in dem Solarmodul zusammengefasst und durch eine gehärtete Glasoberfläche geschützt sind. Es gibt auch Halbzellen-Solarmodule, welche aus ca. 120 kleineren Solarzellen bestehen und etwas mehr Leistung bieten. Der Rahmen des Solarmoduls besteht meist aus Aluminium mit vorgesehenen Bohrungen zur mechanischen Befestigung.

Das Gewicht eines einzelnen Solarmoduls liegt bei ca. 20kg. Ein Solarmodul erzeugt bei ausreichender Sonnenintensität eine Gleichspannung im Bereich von ca. 30-40 Volt und bei Abruf der Maximalleistung Ströme von bis zu ca. 10 Ampere.

Die Leistung eines Solarmoduls lässt mit der Zeit etwas nach. So kann sich die erzeugte Leistung (Wp) nach ca. 20 Jahren um ca. 15% verringern. Die entsprechende Kennlinie ist weitestgehend linear.

Für ein Stecker-Solargerät werden je nach gewünschter Leistung ein oder zwei Solarmodule benötigt. Der Maximalwert von 600Wp darf dabei in Deutschland nicht überschritten werden.

Der Wechselrichter

Neben dem Solarmodul ist der Wechselrichter die zentrale Komponente Ihres Stecker-Solargeräts. Der Wechselrichter wandelt die vom Solarmodul erzeugte Gleichspannung in eine 230V Wechselspannung, welche dann an in Ihr 230V Haushaltsstromnetz angeschlossen werden kann. Der Wirkungsgrad eines handelsüblichen Wechselrichters liegt bei größer 95%.

Wechselrichter haben eine Baugröße von ca. 20 x 20 x 3 cm und wiegen um die 1,5kg. Das sind aber nur ganz grobe Dimensionen um Ihnen eine Vorstellung zu geben. Deutliche Abweichungen sind je nach Hersteller/Typ möglich.

Der Wechselrichter ist dafür zuständig den sogenannten NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 zu gewährleisten. Es ist gut möglich das Ihr Netzbetreiber explizit danach fragt ob Ihr Gerät entsprechend Konform ist. Um dieser Anfrage zu entsprechen, sollten Sie bei der Auswahl des Wechselrichters darauf achten und idealerweise vom Händler/Hersteller einen Nachweis anfordern. Diesen können Sie dann auf verlangen Ihrem Netzbetreiber vorweisen.

Notiz: Für den NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 gibt es auch dedizierte Geräte, welche die Netzspannung überwachen und bei zu hoher Abweichung der Frequenz oder Unterspannung auf der Haushaltsstromseite Ihr Solargerätvom Netz trennen. Wenn allerdings der Wechselrichter diese Funktion erfüllt, ist ein separates Gerät unnötig.

Die Steckdose und der Stecker für die Einspeisung

Man hat die Wahl ob man das Stecker-Solargerät fest an den Haushaltsstromkreis anschließt oder über eine Steckvorrichtung.

Wenn man sich für eine Steckvorrichtung entscheidet, dann wird landauf, landab ein Stecksystem vom Hersteller Wieland empfohlen (Typ RST20i3).

Die Wieland-Steckdose hat übliche Dimensionen. Entsprechend kann man eine Unterputz-Schukosteckdose demontieren und dafür die Wieland-Steckdose montieren.

Prinzipiell wird nicht zwingend die Verwendung genau dieser Energie-Einspeisesteckvorrichtung von Wieland vorgeschrieben. Ich konnte schlicht aber keinen anderen Hersteller/Typ finden, welcher ebenfalls eineindeutig den Vorgaben der DIN VDE V 0628-1 genügt.

Notiz: Normalerweise wird peinlich genau darauf geachtet das es mehrere Quellen für bestimmte Komponenten gibt. Denn macht ein Hersteller pleite oder kann nicht mehr liefern, dann war es das mit einem Gerät oder System. Hier scheint nur ein Hersteller mit einem Stecksystem einer Norm zu genügen, das ist zurückhaltend ausgedrückt „bemerkenswert“.

Die Sicherungselemente

Falls Sie das Überstrom-Sicherungselement in Ihrem Verteilerkasten gegen ein Element mit niedrigerem Bemessungsstrom austauschen müssen, dann genügt hierfür ein Standardsicherungselement.

Üblicherweise werden in Haushalten Sicherungselemente mit der Auslösecharakteristik „B“ verwendet. Übliche Bemessungsströme für Überstrom-Sicherungselemente in Haushalten sind 16A, 13A, 10A, 6A. Das Sicherungselement muss hierbei so dimensioniert sein, dass die Strombelastbarkeit Ihrer Leitungen nicht überschritten wird, wenn sowohl netzseitig als auch von dem Stecker-Solargerät ein maximaler Strom fließt.

Nachvollziehbarerweise reicht es das Sicherungselement nur des Stromkreises auszutauschen an welchem das Stecker-Solargerät den Strom einspeist.

Auf jeden Fall sollten Sie ein Sicherungselement gegen Fehlstrom zwischen Wechselrichter und Steckvorrichtung vorsehen. Üblich in Haushalten ist die Verwendung eines FI-Schutzschalters vom Typ A/30mA. Da die Einspeisung ja nur auf einer Phase erfolgt reicht ein zweipoliger FI-Schutzschalter.

Durch die Verwendung im Außenbereich brauchen Sie jetzt noch einen kleinen Verteilerkasten welcher den FI-Schutzschalter gegen Wind- und Wetter schützt. Das wichtigste technische Merkmal ist dabei IP65 (Ingress Protection Water and Dust). Ferner sollte das Material des Verteilerkastens UV-beständig sein, sonst zerbröselt dieser innerhalb kurzer Zeit durch die Sonneneinstrahlung.

Dedizierte für den Außeneinsatz vorgesehene kleine Verteilerkästen sollten diesen Anforderungen genügen.

Notiz: Achten Sie auch bei den eingesetzten Kabeln das die Kabelummantelung UV-Beständig sprich für den Außeneinsatz geeignet ist. Häufig eingesetzt werden Kabel vom Typ H07RN-F (3 x 1,5mm2).

Die Befestigungsmechanik

Die Solarmodule, der Wechselrichter und der Verteilerkasten wollen fest montiert werden. Dazu bedarf es den Einsatz einer Befestigungsmechanik. Wie diese Mechanik genau aussieht hängt jetzt aber extrem stark davon ab wo die Solarmodule bei Ihnen betrieben werden sollen. Auf dem Balkon, an der Wand, auf dem Dach, auf der Terrasse oder eine Freifläche im Garten, das alles sind denkbare Möglichkeiten.

Notiz: Für maximalen Ertrag sollte das Solarmodul mit Ausrichtung nach Süden und einem Neigungswinkel von ca. 35 Grad montiert werden.

Am einfachsten macht man es sich, wenn man bei den Anbietern für Stecker-Solargeräte nach solchen Befestigungen schaut und die für sich passende heraussucht.

Beachten Sie bei der Befestigung das Solarmodule einer erheblichen Windlast ausgesetzt sein können. Besonders auf dem Dach oder anderen für den Wind exponierten Stellen.

Stellen Sie ein Stecker-Solargerät nicht einfach „lose“ auf den Balkon. Eine Beschwerung eines Ständerwerks mit schweren Steinen (mehrere zehn kg), sollte aber an windgeschützten Stellen reichen. Generell, je größer die Fläche desto größer die Windlast, desto stabiler muss die Befestigung sein. Als Eigentümer sind Sie Verantwortlich das Gerät sicher zu betreiben.

Kostenschätzung

Hier eine grobe Kostenschätzung für die einzelnen Elemente, inkl. Versand und Lieferung.

Gesamt bei ca. 300Wp: ca. 480€
Gesamt bei ca. 600Wp: ca. 730€

Anbieter von Stecker-Solargeräten

Quelle [1]: https://volxpower.de

Quelle [2]: https://greenakku.de

Quelle [3]: https://www.alpha-solar.info

Quelle [4]: https://www.solar-pac.de

Checkliste

Hier eine Checkliste damit Sie selbst strukturiert und gut durchdacht Ihr eigenes Stecker-Solargerät realisieren:

  1. Machbarkeit

    1.1 Ist ein geeigneter Platz für die Installation eines solchen Geräts vorhanden? Bedenken Sie auch das etwas Raum für die Installation als solches nötig ist. Des Weiteren das die Abwärme durch z.B. den Wechselrichter entweichen kann. Ferner sollte der Ort so gut und lange wie möglich von der Sonne beschienen werden. Als letztes muss das Gerät ausreichend mechanisch befestigt werden können.

    1.2 Gibt es in der Nähe des Installationsortes einen geeigneten Zugang zu Ihrem Haushaltsstromnetz (z.B. eine Steckdose im Außenbereich)? Kann die Steckdose getauscht werden? Beachten Sie, dass der Betrieb eines Stecker-Solargeräts nicht an einer Mehrfachsteckdose erlaubt ist.

    1.3 Falls die Erlaubnis des Vermieters/Eigentümergemeinschaft notwendig ist, liegt diese vor, bzw. gibt es eine Chance diese zu erhalten?

    1.4 Sind Mitbewohner mit der Errichtung eines solchen Geräts einverstanden?

  2. Planung

    2.1 Schätzen Sie, wie hoch ist Ihre typische Grundlast bezügliche Ihres Stromverbrauchs über den Tag?

    2.2 Ist jemand in der Regel bei Ihnen tagsüber im Haushalt aktiv und wieviel elektrische Leistung wird dann ca. abgerufen?

    2.3 Ermitteln Sie aus 2.1 und 2.2 eine sinnvolle Dimensionierung für das Stecker-Solargerät (max. bis zu 600 Wp). Beachten Sie das die maximale Leistung sehr selten erzeugt wird. Eine gute Daumenregel ist, das wenigstens ca. 70% der möglichen maximal erzeugten Leistung meist bei Ihnen auch verbraucht werden kann.

    2.4. Erkundigen Sie sich beim lokalen Netzbetreiber nach dessen Vorgaben für die Installation und den Betrieb eines Stecker-Solargeräts. Manche Netzbetreiber bieten alle nötigen Informationen auf Ihrer Webseite. Bei anderen muss man nachfragen. Der Netzbetreiber ist Auskunftspflichtig.

    2.5. Prüfen Sie. ob Ihr Stromzähler über eine Rücklaufsperre verfügt. Wenn nein, dann erkundigen Sie sich beim Netzbetreiber nach den Modalitäten für einen Austausch des Stromzählers. Optional: Prüfen Sie ob der Stromzähler bei Ihnen saldierend ist. Optional da der Stromzähler saldierend sein sollte und man somit auch das Risiko eingehen kann nicht zu prüfen. Evtl. führt die Prüfung/Anfrage zu keinem befriedigendem Ergebnis.

    2.6 Prüfen Sie, ob die Strombelastbarkeit Ihrer Leitungen überschritten wird. Wenn ja dann planen Sie einen Austausch des Überstrom-Sicherungselements in Ihrem Zentralverteiler ein.

    2.7 Halten Sie nach geeigneten Anbietern für die von Ihnen benötigten Komponenten ausschau. Klären Sie evtl. offene Modalitäten wie den Umstand einer potentiellen Lieferung. Prüfen Sie, dass der Anbieter Ihnen potentiell vom Netzbetreiber geforderte Konformitätsnachweise liefern kann. Der Nachweis des NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 wird z.B. sehr wahrscheinlich benötigt.

    2.8 Vermessen Sie die geplante Installation, um jetzt wirklich auf den cm sicherzustellen, dass das Gerät genug Platz findet. Planen Sie jetzt ganz konkret die mechanische Konstruktion. Ermitteln Sie die benötigten Kabellängen (1. Wechselrichter zu Verteilerkasten, 2. Verteilerkasten zu Energieeinspeisedose).

    2.9. Lassen Sie sich Feedback von einer elektrotechnischen Fachkraft bezüglich Ihres Vorhabens geben. Haben Sie keinen aus Ihrem Bekanntenkreis zur Hand, dann kontaktieren Sie einen Elektroinstallateur.

  3. Wirtschaftlichkeit

    3.1 Berechnen Sie wieviel Leistung über das Jahr realistisch erzeugt und verbraucht werden könnte. Eine ganz grobe Daumenregel für die erzeugte Leistung pro Jahr in kWh ist 0,75 x Wp des Stecker-Solargeräts Je nach Sonnenintensität (Verschattung) und Verbrauch können Sie den Faktor für sich nach oben oder unten etwas anpassen.

    3.2 Berechnen Sie jetzt die verringerten Stromkosten pro Jahr (verbrauchte Leistung in kWh x Arbeitspreis pro kWh). Wenn Sie mögen können Sie hier noch einen kleinen Faktor anwenden, wenn Sie glauben das z.B. der Strompreis über die Jahre eher steigen wird.

    3.3 Schätzen Sie den Gesamtpreis der benötigten Komponenten. Vergessen Sie die Lieferung und eine evtl. Montage nicht.

    3.4 Schätzen Sie die Arbeitskosten, wenn Sie einen gewerblichen Elektroinstallateur zu rate ziehen.

    3.5 Schätzen Sie potentielle Kosten wenn Sie das Gerät oder Teile davon irgendwann entsorgen.

    3.6 Schätzen Sie, in Jahren, wie lange das Gerät bei Ihnen wahrscheinlich in Betrieb sein wird.

    3.7 Berechnen Sie nach wieviel Jahren sich das Gerät ammortisiert. Sprich die ersparten Stromkosten all die Investitionskosten wieder eingespielt haben.

    3.8 Bedenken Sie noch persönliche Risiko-, Kostenfaktoren, wie potentielle Umzüge oder Streit mit dem Nachbarn. Ferner das es, sehr selten zwar, auch bei solchen Geräten mal zu Defekten und Schäden kommen kann.

    3.9 Kommen Sie für sich persönlich zu einem Ergebnis bezüglich der Wirtschaftlichkeit. Ihre persönliche Einstellung bezüglich regnerativer Energieerzeugung sollte bei einer Entscheidung für oder gegen solch ein Gerät allerdings auch noch mit einbezogen werden.

  4. Umsetzung

    4.1 Bestellen Sie die benötigten Komponenten bei einem oder mehreren Anbietern Ihrer Wahl. Beachten Sie, dass die Lieferzeiten durchaus mehrere Wochen betragen können.

    4.2 Fall Sie einen elektronischen Stromzähler haben, dann notieren Sie sich hin- und wieder Ihre Grundlastwerte (falls Sie das für die Wirtschaftlichkeitsberechnung nicht eh schon gemacht haben).

    4.3 Melden Sie Ihr Stecker-Solargerät bei Ihrem örtlichen Netzbetreiber an.

    4.4. Beantragen Sie, falls erforderlich, einen Austausch Ihres Stromzähler beim Netzbetreiber.

    4.4 Tragen Sie Ihr Stecker-Solargerät im Marktstammdatenregister ein.

    4.5 Nehmen Sie, falls erforderlich, die Änderungen an Ihrem Haushaltsstromkreis vor. Zu einem der Einbau/Austausch einer Schukosteckdose gegen eine RST20i3-Steckdose, zum anderen die Reduzierung der Überstrom-Sicherung. Ziehen Sie dabei eine Elektrofachkraft zu Rate.

    4.6 Montieren Sie die mechanische Befestigung, das Solarmodul, den Wechselrichter und den Verteilerkasten. Wenn es passt, ist es ideal den Wechselrichter und den Verteilerkasten an der Mechanik zu montieren welche das Solarmodul trägt. Dadurch entstehen kurze Leitungswege und unnötiger weiterer Installationsaufwand wird vermieden. Montieren Sie den FI-Schalter in Ihrem Verteilerkasten.

    4.7 Stellen Sie die elektrischen Verbindungen zwischen Solarmodul und Wechselrichter, Wechselrichter zu Verteilerkasten, Verteilerkasten zu RST20i3 Stecker her. Achten Sie bei dem Anschluss der FI-Sicherung auf die korrekte Polung. Ferner das die flexiblen Adern idealerweise per Lötkolben und Lötzinn verzinnt werden. Achten Sie darauf, dass die Verbindungskabel, z.B. per Kabelbinder an der Trägermechanik fixiert sind, damit nicht durch mechanische Bewegung die Isolierung über die Zeit in Mitleidenschaft gezogen wird. Wer mag kann flexible Schutzrohre einsetzen, diese per Kabelbinder befestigen und dann die Kabel dort längs führen.

    4.8 Kennzeichnen Sie die Steckdose für die Energieeinspeisung (RST20i3) mit dem maximalen Ausgangsstrom des Stecker-Solargerätes. Den Wert können Sie dem Datenblatt Ihres Wechselrichters entnehmen.

    4.9 Prüfen Sie noch einmal per Augenschein sorgfältig Ihre Installation

    4.10 Verbinden Sie Ihr Gerät per Stecker mit Ihrem Haushaltsstromkreis.

    4.11 Das Stecker-Solargerät sollte jetzt anfangen Energie zu produzieren und einzuspeisen. Der Wechselrichter zeigt per LED seinen Betriebsstatus an. Schauen Sie in die Dokumentation Ihres Gerät für die zu erwartende Anzeige.

    4.12 Prüfen Sie die Auslösung des FI-Schalters, z.B. per Testtaste, am FI-Sicherungselement.

    4.13 Haben Sie Grundlastwerte unter 4.2 notiert? Wunderbar, dann können Sie jetzt wieder an Ihrem elektronischen Stromzähler schauen wieviel Energie das Stecker-Solargerät jetzt einspeist. Angezeigt wird natürlich nicht direkt die produzierte Energie, sondern ein reduzierter Wert der aus dem Netz bezogenen Leistung.

    4.14 Setzen Sie sich auf Ihre Terrasse/Balkon trinken Sie eine gute Tasse Kaffee und genießen Ihren Erfolg.

  5. Wartung

    5.1 Schauen Sie ca. einmal die Woche, dass das Gerät in Betrieb ist und Leistung erzeugt. Das können Sie z.B. indirekt über einen elektronischen Stromzähler machen oder Ihr Wechselrichter zeigt Ihnen direkt per LED den korrekten Betriebsstatus an. Der FI-Schutzschalter darf nicht ausgelöst sein. Enthusiasten installieren sich auch einen dedizierten Stromzähler für das Stecker-Solargerät. Falls vorhanden sollte man diesen ebenfalls regelmäßig einsehen.

    5.2 Reinigen Sie die Oberfläche des Solarmoduls wenn dieses gut zugänglich ist und der Eindruck existiert das es notwendig ist. Bei geneigt installierten Modulen ist eine Reinigung optional, da das im großen und ganzen der Niederschlag und das entsprechend abfließende Wasser für Sie übernimmt. Achten Sie darauf, dass es bei einer Reinigung nicht zu starken thermischen Spannungen kommt (Temperaturunterschied Wasser zu Solarmodul). Achten Sie ferner darauf die Glasoberfläche nicht zu zerkratzen.

    5.3 Überprüfen Sie die Installation einmal im Jahr. Überprüfen Sie die Stabilität der mechanischen Konstruktion. Überprüfen Sie, dass die elektrotechnischen Betriebsmittel in einwandfreiem Zustand sind.

    5.4 Wenn Vegetation das Solarmodul inzwischen verschattet, dann sollten Sie diese nach Möglichkeit zurückschneiden.

  6. Entsorgung

    6.1 Entsorgen Sie die verschiedenen Komponenten fachgerecht. Erkundigen Sie sich bei Ihrem lokalen Entsorgungsunternehmen ob dieser z.B. ein Solarmodul annimmt. Bei Kleinmengen ist das sehr wahrscheinlich, doch es entstehen evtl. Kosten.

Erfahrungsbericht

Hier finden Sie einen Erfahrungsbericht über die Installation meines eigenen kleinen Stecker-Solargeräts.

Entscheidungsfindung

Am anfang stand wie üblich die Entscheidungsfindung. Was ist solch ein Stecker-Solargerät? Welche Rahmenbedingungen gibt es? Ist es in meinem individuellen Fall sinnvoll solch ein Gerät zu installieren und zu betreiben.

Informationen was ein Stecker-Solargerät ist gab es zu Hauf im Internet. Bezüglich der Rahmenbedingungen gab es aber eine extrem weite Streuung. Wie schon im „Vorwort zu den Vorschriften“ erwähnt, finden sich Quellen welche sehr unkompliziert ans Werk gehen und für sich in Anspruch nehmen das alle vermeintlichen Regelungen erfüllt sind. Andere Quellen fordern aber für die Einhaltung zahlreicher vermeintlicher Vorschriften und Regelungen aufwendige und teure Lösungen.

Wer hat jetzt recht, was muss man wirklich tun? Wie üblich muss man bei einem solchen Spannungsfeld für sich selbst eine Antwort finden und das Risiko eingehen das man evtl. irgendwo aneckt. Spätestens jetzt fiel bei mir aber auch die Entscheidung für diesen Artikel, um, so hoffe ich, anderen zu helfen sich im Dschungel zurecht zu finden.

Wirtschaftlich sind die Voraussetzungen bei mir für ein Gerät mit ca. 300Wp gegeben. Der Platz ist vorhanden, südrichtung und über viele Stunden am Tag von der Sonne beschienen. Dazu eine ausreichende Grundlast, damit die Energie auch wirklich verbraucht wird.

Anfrage beim örtlichen Netzbetreiber

Es wurde formlos eine Anfrage beim örtlichen Netzbetreiber zu den Modalitäten gestellt. Nach ca. eine Woche kam eine sehr ausführliche Antwort, inkl. dem Anmeldeformular als Anhang (eine DIN-A4 Seite).

Die Antwort war sehr sachlich mit vielen Verweisen auf Gesetze und Normen. Eine fachfremde Person dürfte sich vom Umfang und der Nomenklatur abgeschreckt fühlen. Für fachkundige Personen waren die weitergehenden Erläuterungen nützlich, um besser die Erwartungen des Netzbetreibers zu verstehen.

Eine wieder per E-Mail gestellte Nachfrage bezüglich des Einsatzes eines saldierenden/nicht-saldierenden Stromzählers, blieb bis heute unbeantwortet.

Anfrage beim Hersteller des Stromzählers

Da die Frage bezüglich eines saldierenden/nicht-saldierenden Stromzählers vom Netzbetreiber nicht beantwortet wurde, habe ich mich damit an den Hersteller meines Stromzählers gewandt.

Dieser gab mir netterweise eine Antwort, allerdings mit dem Hinweis das dies nicht zur Gewohnheit werden sollte, denn der Netzbetreiber wäre mein korrekter Ansprechpartner.

Auswahl und Bestellung eines Stecker-Solargeräts

Die Angebote verschiedener Anbieter wurden sondiert.

Die Angebote für die Kernkomponenten (Solarmodul und Wechselrichter) ähnelten sich. In meinem konkreten Fall gab es bei einem Anbieter eine Sonderaktion, welche preislich attraktiv war und mir zusagte. Die benötigten Dokumente für den Nachweis bezüglich das NA-Schutzes (VDE-AR-N 4105) wurden von allen Anbietern, bis auf einen, direkt auf der Webseite zum herunterladen bereitgestellt.

Interessante Unterschiede gab es bei den Zusatzkomponenten, sowohl im Angebot, als auch im Preis. So erschienen mir die offerierten Verteilerkästen im Preis unverhältnismäßig hoch. Dieser konnte separat deutlich günstiger erworben werden. Auch die Angebote für die mechanische Befestigung variierten, sowohl vom Umfang, als auch im Preis.

So entschied ich mich dazu nicht bei einem Anbieter zentral zu bestellen, sondern die Komponenten bei verschiedenen Anbietern zu erwerben.

Die Bestellungen als solches verliefen problemlos. Leider bestätigte ein Anbieter nicht dediziert den Eingang der Zahlung, so dass ich hier etwas unsicher war ob soweit alles glatt verlaufen war. Eine entsprechende Anfrage wurde aber prompt und zur Zufriedenheit beantwortet.

Die Rasenkantensteine zur Beschwerung der Befestigungsmechanik wurden in einem lokalen Baumarkt bezogen.

Die Lieferungen der größeren Komponenten ließen, aufgrund aktueller Krisen, auf sich warten. Ferner gab es von einem Anbieter keine Versandbestätigung das die Ware unterwegs ist. Da fiel die Organisation der Warenannahme schwer. Bei einer Lieferung fehlten ein paar Kleinteile und mussten noch nachgeliefert werden.

Wirklich große Probleme gab es aber nicht und am Ende ist bei mir alles in einem ordnungsgemäßen Zustand eingetroffen.

Anmeldung

Für die Anmeldung bei den lokalen Stadtwerken galt es nur elektronisch eine DIN-A4 Seite in einem PDF-Dokument auszufüllen. Die Einreichung erfolgte unkompliziert per E-Mail. Die gewünschten Daten im einzelnen:

Die Anmeldung wurde nach ca. 1 Woche per E-Mail mit einer vorläufigen Einspeisezusage beantwortet. Warum die Einspeisezusage jetzt aber vorläufig ist, konnte der E-Mail nicht entnommen werden. Auch der Ausdruck „Einspeisezusage“ erschließt sich mir nicht, da es bei einem Stecker-Solargerät ja nicht um eine Einspeisung geht.

Die Anmeldung beim Marktstammdatenregister erfolgte direkt über die Webseite „marktstammdatenregister.de“ und war in drei Abschnitte unterteilt. Eine Unterschrift und postialische Einsendung irgendwelcher Formblätter war nicht erforderlich. Die Angaben als solches waren im großen und ganzen unkompliziert. Viele Angaben erscheinen für ein privates Stecker-Solargerät aber schlicht nicht zutreffend. Es wäre effizienter direkt am Anfang des Abschnittes drei nach einem Stecker-Solar Anlagetyp zu fragen und entsprechend die Fragen zu vereinfachen.

  1. Einrichten eines Benutzerkontos
    • Die üblichen Angaben wie Name, zu verwendender Benutzername, Passwort, E-Mail
  2. Registrierung der eigenen Person als Marktakteur
    • Name, Adresse, Geburtsdatum, Telefon, E-Mail
    • Datum der Inbetriebnahme der Anlage
    • Frage nach Kennungen (ACER, Umsatzsteueridentifikationsnummer). Beides nicht vorhanden und für eine privatse Stecker-Solargerät nicht zutreffend. Entsprechend die Möglichkeit “nicht vorhanden” selektiert.
    • Frage nach Einkünften aus selbständiger Tätigkeit. Der Sinn dieser Information für ein Stecker-Solargerät rein für den privaten Eigenverbrauch erschließt sich mir nicht. Ohne Eingabe geht es aber nicht weiter, also gemäß meiner Situation angegeben.
    • Das war es aber schon. Als Resultat wird eine Registrierungsnummer zurückgegeben.
  3. Registrierung des Stecker-Solargeräts
    • Art der Anlage/Einheit: Stromerzeugung
    • Art der Stromerzeugung: Solare Strahlungsenergie
    • Betriebsstatus: In Planung oder in Betrieb
    • Anzeige-Name der Anlage/Einheit: Ein frei zu vergebener Name für das Stecker-Solargerät, welcher öffentlich einsehbar ist. Hier ist mein Eindruck das für Stecker-Solargeräte über das Ziel hinaus geschossen wird.
    • Datum der Inbetriebnahme der Anlage
    • Adresse der Anlage
    • Exakter Standort der Anlage mittels Längen- und Breitengrad: Dieser kann automatisch über die Adressangabe ermittelt und eingetragen werden.
    • Anzahl der Solarmodule: Ein oder zwei
    • Gesamtleistung der Anlage in kWp: Achtung hier wird nach Kilowatt gefragt. Für ein Stecker-SolarGerät mit 300Watt in der Spitze muss man also 0,3 eintragen.
    • Leistung des Wechselrichters in kW: Auch hier Achtung da nach Kilowatt gefragt wird.
    • Ist ein Stromspeicher angeschlossen?: In der Regel nein, außer Sie haben dann doch einen solchen angeschlossen.
    • Gilt für die Solaranlage eine Leistungsbegrenzung?: Nach meinem Verständnis ist die Antwort nein, denn hier geht es um eine Begrenzung der Einspeisung in das Stromnetz. Ein Stecker-Solargerät ist aber für den Eigenverbrauch ausgelegt.
    • Typ des Errichtungsortes der Anlage: Hier kann man schnell aus vorgebenen Antworten die passende wählen.
    • Art der Nutzung des Gebäudes: Hier kann man schnell aus vorgebenen Antworten die passende wählen.
    • Ausrichtung der Solarmodule: Sind die Solarmodule mit gleicher Himmelsrichtung und Neigungswinkel ausgerichtet? Das dürfte meist der Fall sein, bei einem einzigen Solarmodul sowieso.
    • Wird der erzeugte Strom in das allgemeine Stromnetz eingespeist: Hier ist Teileinspeisung zu wählen, da der Strom ja komplett selbst verbraucht wird. Eine andere sinnvolle Option gibt es nicht.
    • Kann ein Stecker-Solargerät vom Netzbetreiber ferngesteuert werden?: Diese Frage ist mit nein zu beantworten. Mir ist kein Gerät mit entsprechenden Komponenten bekannt und das würde auch die Wirtschaftlichkeit eines solch kleinen Geräts ab adsurdum führen.
    • Angaben zum lokalen Netzbetreiber, ferner ob dieser eine Identifikations-Nummer vergeben hat: Dies ist bei mir (noch?) nicht der Fall, entsprechend „nicht vorhanden“ gewählt.
    • Angaben bezüglich des EEG (Erneuerbaren-Energien-Gesetz): Für ein privates Stecker-Solargerät ist hier bezüglich Kennziffern und Schlüsseln „nicht vorhanden“ zu wählen. Für die weiteren Angaben kann man „nein“ wählen.
    • Als Lohn all dieser Angaben erhält man zwei weitere Identifikationsnummern. Zum einen eine Identifikationsnummer des Geräts, zum anderen eine Identifikationsnummer als EEG-Anlage. Die Registrierung kann dann in Kopie als PDF-Datei heruntergeladen und lokal gespeichert werden.

Wer mag kann auf den Webseiten des Marktstammdatenregisters ein wenig nach Solargeräten und -anlagen in seiner Umgebung suchen. Persönliche Daten und Standortdaten sind für Stecker-Solargeräte nicht einsehbar. Man kann aber schauen wieviele solcher Geräte z.B. in der örtlichen Gemeinde registriert sind.

Mechanische Installation

Als erster Schritt wurde das Ständerwerk für das Solarmodul montiert. Dabei handelt es sich um ein paar Alu-Winkelprofile, welche in Dreiecksform zusammen verschraubt werden. Da später die Innenseiten der Profile mit Steinen beschwert werden sollen, wurde darauf geachtet das diese nach innen liegen. Da es sich bei den Alu-Winkelprofilen um ein Fertigprodukt handelte, waren die Bohrungen und Maße schon für eine 35 bzw. 55 Grad Montage eines Solarmoduls ausgelegt. Ferner lagen dem Produkt auch gleich passende Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben bei.

Bild: Ständerwerk für ein Solarmodul
Bild: Ständerwerk für ein Solarmodul

Hier das Solarmodul direkt nach Entfernung der Versandkartonage.

Bild: Einzelnes Solarmodul von der Rückseite
Bild: Einzelnes Solarmodul von der Rückseite

Am Solarmodul wurden dann die beiden Dreiecksständer montiert. Das gestaltete sich sehr einfach, da die Bohrungen am Ständerwerk schon passend zu den Installationsbohrungen am Rahmen des Solarmoduls vorhanden waren. Bei diesem Schritt war es wieder praktisch, dass die passenden Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben dem Ständerwerk beilagen.

Bild: Montage des Ständerwerks am Solarmodule
Bild: Montage des Ständerwerks am Solarmodule

Im folgenden ein Bild des fertig montierten und aufgestellten Solarmoduls.

Bild: Solarmodul fertig montiert und aufgestellt
Bild: Solarmodul fertig montiert und aufgestellt

Um das Solarmodul gegen Windlast zu sichern, wurde das Ständerwerk mit drei Rasenkantensteinen aus Beton beschwert. Die Länge der Rasenkantensteine passte dabei sehr gut zu den Maßen des montierten Ständerwerks und den innenliegenden Winkelprofilen. Es waren keine weiteren Anpassungen nötig.

Nachtrag: Durch eine nahe Hecke muss die Sonne erst etwas steigen bis das Solarmodul komplett beschienen wird. Um die Einstrahlungszeit etwas zu optimieren, wurde die Position des Solarmoduls nachträglich durch zwei Mauersteine etwas erhöht.

Bild: Sicherung des Solarmoduls gegen Windlast
Bild: Sicherung des Solarmoduls gegen Windlast

Danach folgte die mechanische Montage des Wechselrichters. Hierfür mußten noch zwei Bohrungen am Ständerwerk vorgenommen werden. Netterweise passten anschließend wieder die dem Ständerwerk mitgelieferten Schrauben und Muttern perfekt.

Bild: Montage des Wechselrichters
Bild: Montage des Wechselrichters

Als nächstes wurde der Verteilerkasten montiert. Hier mußten ebenfalls noch zwei Bohrungen am Ständerwerk passend zum Verteilerkasten vorgenommen werden. Passende Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben zur Montage konnte ich in meinem Kleinteilevorrat finden. Für die Montage musste auch das Plastik an zwei dafür vorgesehenen Stellen des Verteilerkastens durchbohrt werden. Die Dichtigkeit wurde, durch dem Verteilerkasten beiliegende, Plastikpropfen wiederhergestellt.

Bild: Montage des Verteilerkastens
Bild: Montage des Verteilerkastens

Damit war das Stecker-Solargerät soweit mechanisch fertig installiert und der elektrische Anschluss konnte starten.

Elektrische Anschluss

Der Beginn des elektrischen Anschlusses gestaltete sich simpel. Einfach die Stecker/Buchsen des Solarmoduls passend mit dem Wechselrichter verbinden. Aufgrund der Stecker/Buchsenanordnung war eine Verwechslung ausgeschlossen.

Notiz: Die folgenden Schritte sollten von einer Elektrofachkraft durchgeführt werden und darf nur im spannungslosen Zustand erfolgen.

Für die Verbindung vom Ausgang des Wechselrichters zum Verteilerkasten hatte ich mir ein Kabel vom Typ H07RN-F (3 x 1,5mm2) mit fertig installiertem Betteri-Stecker bestellt. Die Kabellänge war bewusst etwas zu lang gewählt und wurde erst einmal auf die benötigte Länge gekürzt. Das Kabel wurde dann zusammen mit dem FI-Schutzschalter von einer Elektrofachkraft im Verteilerkasten montiert und angeschlossen.

Bild: Verteilerkasten fertig installiert
Bild: Verteilerkasten fertig installiert

Das vorher abgeschnittene Stück Kabel wurde dann an einem Ende im Verteilerkasten angeklemmt, am anderen Ende wurde der Energie-Einspeisestecker angeschlossen. Die folgenden beiden Bilder zeigen den im Artikel erwähnten Stecker und die Steckdose vom Typ RST20i3 des Herstellers Wieland.

Bild: Energie-Einspeisestecker RST20i3
Bild: Energie-Einspeisestecker RST20i3

Final wurde jetzt noch die Unterputz-Energie-Einspeisesteckdose installiert. Dafür mussten vorher noch kleine Löcher in die Wand gebohrt werden, um die Dübel zur Verschraubung der Steckdose einzusetzen. Die Unterputzdose zum Einsatz der Steckdose war schon vorhanden. Eine Schuko-Steckdose wurde vorher demontiert.

Bild: Energie-Einspeisesteckdose RST20i3
Bild: Energie-Einspeisesteckdose RST20i3

Nun ist alles fertig vorbereitet zur Inbetriebnahme.

Inbetriebnahme

Die eigentliche Inbetriebnahme ist höchst einfach. Der Stecker wurde in die Energie-Einspeisesteckdose gesteckt und der Schalter des FI-Schutzschalter umgelegt.

Der Wechselrichter signalisierte nach ein paar Sekunden per LED-Anzeige die Aufnahme der Stromerzeugung und Umwandlung.

Hier ein paar Messungen der tatsächlich erzeugten Leistung für einen sonnigen Tag Ende März.

Tageszeiterzeugte LeistungAnmerkung
08:3010Wzwei drittel des Solarmoduls verschattet, ein drittel direkt von der Sonne beschienen
09:3010Wein drittel des Solarmoduls verschattet, zwei drittel direkt von der Sonne beschienen
10:3070WSonneneinstrahlung über das ganze Solarmodul, ein paar Äste eines Baumes werfen etwas Schatten
11:30175Wvolle Sonneneinstrahlung über das ganze Solarmodul
13:00260Wvolle Sonneneinstrahlung über das ganze Solarmodul
14:10170Wvolle Sonneneinstrahlung über das ganze Solarmodul
13:0015Wein paar Tage später, dicht bewölkt, leichter Niederschlag

Schlusswort

Bei aller Begeisterung für Technik und damit verbundene Möglichkeiten möchte ich am Ende betonen, dass der beste Umgang mit Energie ist, diese gar nicht erst zu verbrauchen.

Wenn man von unnützen elektronischen Gadgets Abstand hält, bewusst den Fernseher, Computer und andere Geräte auch aus Sicht des Energieverbrauchs kauft, konsequent Geräte bei nichtgebrauch vom Stromnetz trennt, dann kommen jährlich schnell ebenfalls ein paar hundert kWh Leistung an gesparter Energie zusammen.

Und erliegen Sie nicht der Versuchung nach erfolgreichem Anschluss Ihres Stecker-Solargerätes sich z.B. die schon immer gewünschte IP-Außenkamera zu installieren. Nach dem Motto „ich erzeuge ja jetzt meine eigene Energie“. Genau diese Denkweise verhindert, dass sich der technische Fortschritt auch in einem geringeren Verbrauch bemerkbar macht (sogennanter „Rebound“-Effekt).

Referenzen

Im folgenden die wesentlichen Vorschriften/Normen für die Errichtung und den Betrieb eines Stecker-Solargeräts. Darüber hinaus können aber auch die allgemeinen Vorschriften für Stromnetze von Wohngebäuden und PV-Anlagen Anwendung finden.

Hier noch zwei weitere interessante Normen, welche einen stärkeren Zusammenhang zu Stecker-Solargeräte aufweisen.

Matthias (08.04.2020)