- Schaltplan PV-Anlage mit Speicher – das Erzeugungsmodul: die „Energiequelle“ der PV-Anlage
- Schaltplan PV-Anlage mit Speicher – das Speichermodul: überschüssigen Strom speichern und „Stromausfall-Angst“ überwinden
- PV-Anlage mit Speicher-Schaltplan – das Energieumwandlungs- und Steuermodul: „Gleichstrom → Wechselstrom“ und intelligente Energieverteilung
- Schaltplan für PV-Anlage mit Speicher – Installations- und Zusatzmodule: Sicherheit und Konformität
- Schaltplan PV-Anlage (mit Speicher) – Netzanbindungsprozess: Erforderliche Unterlagen
- Fazit
- Häufig gestellte Fragen
Schaltplan PV-Anlage (mit Speicher): Vom Stromerzeuger zum Speicher – ein umfassender Leitfaden zur Installationsliste
- Schaltplan PV-Anlage mit Speicher – das Erzeugungsmodul: die „Energiequelle“ der PV-Anlage
- Schaltplan PV-Anlage mit Speicher – das Speichermodul: überschüssigen Strom speichern und „Stromausfall-Angst“ überwinden
- PV-Anlage mit Speicher-Schaltplan – das Energieumwandlungs- und Steuermodul: „Gleichstrom → Wechselstrom“ und intelligente Energieverteilung
- Schaltplan für PV-Anlage mit Speicher – Installations- und Zusatzmodule: Sicherheit und Konformität
- Schaltplan PV-Anlage (mit Speicher) – Netzanbindungsprozess: Erforderliche Unterlagen
- Fazit
- Häufig gestellte Fragen
In Deutschland sind Balkonkraftwerke in Haushalten längst keine Neuheit mehr. Dank der langfristigen Einspeisevergütung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) und dem Streben nach einem klimafreundlicheren Leben entscheiden sich immer mehr Familien für die Installation von Photovoltaikanlagen auf ihren Villendächern oder Balkonen. Man kann den täglichen Strombedarf decken, indem man einfach die Sonne nutzt. Überschüssiger Strom kann nicht nur gespeichert werden, um Stromausfälle zu überbrücken, sondern auch zu einem festen Tarif ins Netz eingespeist werden, was sowohl umweltfreundlich ist als auch stabile Einnahmen sichert. Wenn auch Sie eine PV-Anlage mit Speicher installieren möchten, wird Ihnen dieser Leitfaden helfen, die Kernlogik des Schaltplans zu verstehen und den gesamten Prozess von der Komponentenauswahl bis zur Netzanbindung mühelos zu bewältigen.
Schaltplan PV-Anlage mit Speicher – das Erzeugungsmodul: die „Energiequelle“ der PV-Anlage
Um Sonnenenergie in Gleichstrom umzuwandeln, beruht das Balkonkraftwerk mit Speicher im Wesentlichen auf dem „Erzeugungsmodul“. Obwohl dieser Teil nur aus zwei Hauptkomponenten besteht, ist die richtige Produktauswahl entscheidend, um die Stromerzeugung zu gewährleisten und spätere Nachbesserungen zu vermeiden.
1. Photovoltaik-Module
Was wir umgangssprachlich als Solarpanel bezeichnen, ist ein Photovoltaik-Modul. Es erzeugt durch den „photoelektrischen Effekt“ Gleichstrom, indem es Sonnenlicht über sein Halbleitermaterial (Silizium) absorbiert. Für den Hausgebrauch gibt es derzeit zwei gängige Arten:
Monokristalline Module: Sie haben einen hohen Wirkungsgrad und wandeln 19-24 % des Sonnenlichts in Strom um. Sie haben eine lange Lebensdauer von 25-30 Jahren und sind sonnen- und regenbeständig. Sie eignen sich für Familien mit kleiner Dachfläche, die eine hohe Stromproduktion anstreben.
Polykristalline Module: Sie haben einen etwas geringeren Wirkungsgrad von 17-20 %, sind aber preisgünstiger. Wenn Ihr Dach groß ist und Ihr Budget begrenzt ist, sind sie eine gute Wahl.
Wichtiger Hinweis: Die deutschen Netzbetreiber verlangen, dass alle Solarmodule eine „TÜV-Zertifizierung“ besitzen, da sie andernfalls die Netzanbindung ablehnen.
2. Photovoltaik-Kabel
Die Photovoltaik-Kabel sind dafür zuständig, den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom zum Wechselrichter zu leiten. Da sie dauerhaft der Witterung ausgesetzt sind, müssen sie folgende Anforderungen erfüllen:
Isolationsmaterial: Sie müssen aus EPDM-Gummi isoliert sein (hitzebeständig, kältebeständig, feuchtigkeitsbeständig, geeignet für Temperaturschwankungen von -10℃ bis 35℃ in Deutschland).
Sicherheitsnorm: Sie müssen der europäischen Norm EN 50618 entsprechen (eine spezielle Sicherheitsnorm für Photovoltaik-Kabel).
Kabelquerschnitt: Für Heimsysteme ist ein Querschnitt von 4-6 mm² ausreichend. Ein zu geringer Querschnitt führt zu Stromverlusten, ein zu großer zu unnötigen Kosten.
Schaltplan PV-Anlage mit Speicher – das Speichermodul: überschüssigen Strom speichern und „Stromausfall-Angst“ überwinden
Ohne ein Speichermodul wird der überschüssige Strom der PV-Anlage, der nicht sofort verbraucht wird, entweder verschwendet oder muss zu einem niedrigen Preis ins Netz eingespeist werden. Ein Speichermodul ermöglicht es Ihnen, „nachts den gespeicherten Strom zu nutzen und bei einem Stromausfall versorgt zu sein“, wodurch die eigene Stromautarkie erheblich gesteigert wird.
1. Speicherbatterie-Set
Die Batteriekapazität muss nicht wahllos groß sein. Berechnen Sie zunächst den durchschnittlichen täglichen Stromverbrauch Ihrer Familie (ein 4-Personen-Haushalt in Deutschland verbraucht durchschnittlich 3-5 kWh pro Tag) und wählen Sie dann die passende Kapazität:
Empfohlene Kapazität: 5-10 kWh (ausreichend, um den nächtlichen Strombedarf zu decken und kurzfristige Stromausfälle innerhalb von 24 Stunden zu überbrücken).
Empfohlenes Produkt auf dem deutschen Markt：EcoFlow STREAM AC Pro
Grunddaten: Kapazität 1,92 kWh, erweiterbar auf 3,84 kWh mit einer zusätzlichen Batterie.
Hauptvorteile:
DIY-Installation: Kein Elektriker erforderlich, die Installation ist in 30 Minuten nach Anleitung selbst durchführbar, was Installationskosten spart.
Integriertes Batteriemanagementsystem (BMS): Überwacht Spannung, Strom und Temperatur in Echtzeit und verhindert automatisch Überladung, Tiefentladung und Kurzschlüsse, was den Anforderungen des deutschen Produktsicherheitsgesetzes entspricht.
Geräuscharmer Betrieb: Der Arbeitslärm beträgt nur 30 dB (entspricht leisem Sprechen) und stört das Wohnen nicht.
Nahtloser Stromausfall-Schutz: Bei einem Stromausfall schaltet die Anlage in 10 Millisekunden automatisch auf Batteriebetrieb um, sodass wichtige Geräte wie Kühlschrank und Router unterbrechungsfrei weiterlaufen.
EcoFlow STREAM AC Pro
2. BMS
BMS steht für „Batteriemanagementsystem“ und ist quasi das „Gehirn“ der Batterie. Seine Hauptfunktion ist die Gewährleistung der Batteriesicherheit und die Verlängerung ihrer Lebensdauer. Es muss folgende Funktionen erfüllen:
Echtzeit-Überwachung: Verfolgt Spannung, Strom und Temperatur der Batterie, um einen stabilen Betriebszustand zu gewährleisten.
Sicherheitsschutz: Bei Anomalien wie Überladung, Tiefentladung oder Überhitzung wird die Schaltung automatisch unterbrochen.
Einhaltung deutscher Normen: Muss den Sicherheitsanforderungen des deutschen Produktsicherheitsgesetzes für Speichersysteme entsprechen.
Praktischer Tipp: Das BMS muss von der „gleichen Marke und dem gleichen Modell“ wie die Batterie sein. Das EcoFlow STREAM AC Pro ist bereits mit einem BMS ausgestattet, sodass kein separates Gerät gekauft werden muss. Wenn Sie sich für eine andere Marke entscheiden, prüfen Sie im Voraus, ob ein BMS enthalten ist, um zusätzliche Kosten zu vermeiden.
PV-Anlage mit Speicher-Schaltplan – das Energieumwandlungs- und Steuermodul: „Gleichstrom → Wechselstrom“ und intelligente Energieverteilung
Die Photovoltaik-Module erzeugen Gleichstrom (DC), während Haushaltsgeräte (Kühlschrank, Fernseher, Lampen) Wechselstrom (AC) benötigen. Gleichzeitig muss ein „intelligentes Management“ darüber entscheiden, ob der Strom vorrangig im Haushalt verwendet, in der Batterie gespeichert oder ins Netz eingespeist werden soll – all dies wird durch das Umwandlungs- und Steuermodul gesteuert.
1. Wechselrichter
Der Wechselrichter ist der zentrale Bestandteil kleiner Balkonkraftwerke und hat zwei Hauptaufgaben:
DC-zu-AC-Umwandlung: Er wandelt den von den PV-Modulen und den Batterien erzeugten Gleichstrom in haushaltsüblichen Wechselstrom um, der für Geräte wie Kühlschränke und Fernseher verwendet wird.
Intelligente Energieverteilung: Wenn tagsüber viel Solarstrom erzeugt wird, wird dieser zuerst für den Eigenverbrauch genutzt. Der Überschuss wird in der Batterie gespeichert. Ist die Batterie voll, wird der überschüssige Strom ins Netz eingespeist. Bei einem Stromausfall schaltet der Wechselrichter automatisch in den „Off-Grid-Modus“ und versorgt das Haus mit dem in der Batterie gespeicherten Strom, um eine unterbrechungsfreie Versorgung zu gewährleisten.
Für Heimsysteme in Deutschland werden zwei Arten von Wechselrichtern empfohlen, die je nach Bedarf ausgewählt werden können:
String-Wechselrichter
Einsatzbereich: Dach ohne Verschattung (alle Solarmodule sind zu einem „String“ in Reihe geschaltet, die Lichtverhältnisse sind gleich).
Vorteile: Günstig (ein 3-5 kW Wechselrichter kostet ca. 500-1000 Euro), einfache Installation.
Mikro-Wechselrichter
Einsatzbereich: Teilweise verschattetes Dach (z. B. durch Bäume oder Gebäude, die einzelne Module beschatten).
Vorteile: Jedes Modul hat einen eigenen Mikro-Wechselrichter, sodass die Verschattung eines Moduls die Leistung der anderen nicht beeinträchtigt und die Stromproduktion stabiler ist.
Nachteile: Teuer (ca. 200 Euro pro Modul). Nur bei starker Verschattung empfohlen.
All-in-One-Lösung: EcoFlow STREAM Ultra X (Wechselrichter + Speicher in einem)
Wenn Sie Ihr System vereinfachen und die Anzahl der Komponenten reduzieren möchten, ist dieses Produkt die ideale Wahl.
Kernfunktionen:
2.300 W AC-Ausgangsleistung (kann alle Haushaltsgeräte einschließlich Elektroöfen und Waschmaschinen betreiben).
2.000 W Solareingangsleistung (mit 4 MPPT-Technologien kann das Gerät auch an bewölkten Tagen oder in den Morgen-/Abendstunden Sonnenenergie effizient nutzen, ideal für die geringere Sonneneinstrahlung in deutschen Wintern).
Jährliche Stromeinsparungen: Durch optimierten Energieverbrauch können jährlich bis zu 1.993 Euro eingespart werden (weniger Strombezug aus dem Netz, höhere Einnahmen durch Einspeisung von Überschuss).
Intelligente Vernetzung: Unterstützt die Verbindung mit Smart-Home-Geräten wie Tiber, Matter und Shelly. Steuerung von Beleuchtung und Heizung über die App für intelligentes Energiemanagement.
EcoFlow STREAM Ultra X
2. MPPT-Regler
Die Stromerzeugung von PV-Modulen wird durch Licht und Temperatur beeinflusst. Die Aufgabe des MPPT-Reglers ist es, den „Punkt der maximalen Leistung in Echtzeit zu verfolgen“, damit die PV-Module stets mit höchster Effizienz Strom erzeugen können und 10-30 % mehr Strom liefern.
Allerdings muss er nicht separat gekauft werden. Die meisten String-Wechselrichter für den Hausgebrauch verfügen bereits über eine integrierte MPPT-Funktion. Fragen Sie beim Kauf des Wechselrichters einfach, ob er „mit MPPT“ ausgestattet ist, und vergewissern Sie sich. Wenn Sie sich für das EcoFlow STREAM Ultra X entscheiden, ist der MPPT-Regler bereits integriert.
3. Bidirektionaler DC-DC-Wandler
Die Spannung der Batterie und die vom Wechselrichter benötigte Spannung können unterschiedlich sein. Der bidirektionale DC-DC-Wandler dient dazu, die „Spannung anzupassen“, sodass die Batterie sowohl geladen als auch entladen werden kann, was ihn zu einer „Brücke“ zwischen Batterie und Wechselrichter macht.
Wie beim MPPT ist diese Funktion auch in vielen Wechselrichtern mit Speichersystemen für den Hausgebrauch integriert und muss nicht zusätzlich erworben werden. Überprüfen Sie beim Kauf einfach die technischen Daten.
Schaltplan für PV-Anlage mit Speicher – Installations- und Zusatzmodule: Sicherheit und Konformität
Deutschland hat strenge Vorschriften für die Installation von PV-Anlagen. Obwohl die Zusatzmodule unscheinbar wirken, beeinflussen sie direkt die Sicherheit, die Lebensdauer des Systems und die Wahrscheinlichkeit der Netzanbindung.
Montagesystem
Tragfähigkeit: Muss der DIN 1055 entsprechen. Das Material sollte Aluminiumlegierung oder feuerverzinkter Stahl sein. Vor der Installation muss die Tragfähigkeit des Daches von einer Fachfirma geprüft werden.
Wasserdichte Anpassung: Deutsche Dächer bestehen hauptsächlich aus Bitumen- oder Ziegeln. Das Montagesystem sollte „spezielle Ziegel-Klemmen“ verwenden, die kein Bohren erfordern. Bei Flachdächern wird ein „ballastiertes System“ eingesetzt.
Windwiderstand: Im Norden Deutschlands ist es oft windig. Das Montagesystem muss einen Windwiderstand von ≥13 aufweisen. Im Süden ist es oft schneereich, sodass die Tragfähigkeit des Montagesystems ≥50 kg/m² betragen muss.
Blitzschutz und Erdung
In den Sommermonaten gibt es in Deutschland häufig Gewitter. Ein Blitzeinschlag in eine PV-Anlage kann nicht nur die Ausrüstung beschädigen, sondern auch Brände verursachen. Daher ist die Installation von Blitzschutzgeräten unerlässlich und muss der VDE 0100-534 Norm entsprechen:
DC-Überspannungsschutz: Wird auf der DC-Seite des Sammelkastens oder Wechselrichters installiert, um die PV-Module und die Batterie zu schützen.
AC-Überspannungsschutz: Wird auf der AC-Seite des Wechselrichters, in der Nähe der Netzanbindung, installiert. Er muss eine „Netztrennfunktion“ haben, die bei Gewitter automatisch die Verbindung zum Stromnetz trennt, um die Netzsicherheit nicht zu gefährden.
Erdungssystem: Der PV-Modulrahmen, das Wechselrichtergehäuse und der Batterieschrank müssen zuverlässig geerdet sein. Für den Erdspieß sollte verzinkter Stahl verwendet werden.
Verteilerkasten und Kabelzubehör
Verteilerkasten: Muss der VDE 0470 entsprechen. Wählen Sie ein „wasser- und staubdichtes Modell“ der Schutzart IP65. Er muss einen „Netztrennschalter“ enthalten, um die Verbindung zum Stromnetz bei Wartungsarbeiten manuell trennen zu können. Auch der Stromzähler muss von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) zertifiziert sein, um die eingespeiste Strommenge aufzuzeichnen.
Zubehör: Verwenden Sie Kabelschutzrohre aus PVC oder PE. Für Klemmen empfiehlt sich Weidmüller aus Deutschland, die einen geringen Übergangswiderstand haben, um Überhitzung zu vermeiden. Die Befestigungsklemmen sollten aus Edelstahl sein.
Darüber hinaus ist für eine PV-Anlage in Deutschland ein „Generatorkasten“ vorgeschrieben. Gemäß VDE 0100-410 muss der Sammelkasten über einen „Überstromschutz“ und „Verpolungsschutz“ verfügen und ein TÜV-Zeichen tragen. Dies wird bei der Abnahme durch den Netzbetreiber streng geprüft.
Schaltplan PV-Anlage (mit Speicher) – Netzanbindungsprozess: Erforderliche Unterlagen
In Deutschland benötigt eine PV-Anlage eine Genehmigung des Netzbetreibers, um Strom einzuspeisen und zu verkaufen. Die erforderlichen Unterlagen sind komplexer als in China, im Wesentlichen sind es drei Punkte:
Netz-Messzähler
Wird vom Netzbetreiber bereitgestellt. Für die Installation fallen Gebühren von ca. 100-200 Euro an. Es handelt sich um einen „intelligenten Zweirichtungszähler“, der den „Eigenverbrauch“ und die „eingespeiste Strommenge“ in Echtzeit erfasst und die Daten direkt an das System des Netzbetreibers übermittelt, um Ablesefehler zu vermeiden.
Zertifizierungsunterlagen
Für alle Komponenten und die Installation müssen Konformitätszertifikate vorgelegt werden:
PV-Module: TÜV-Zertifizierung.
Wechselrichter: VDE-Zertifizierung.
Speicherbatterie: BattG-Zertifizierung (Zertifizierung nach dem deutschen Batteriegesetz).
Installationsfirma: muss einen „deutschen Photovoltaik-Installationsnachweis“ vorlegen (bei Eigeninstallation muss ein persönlicher Elektriker-Qualifikationsnachweis erbracht werden).
Antragsunterlagen für die EEG-Einspeisevergütung
Um die EEG-Einspeisevergütung in Anspruch zu nehmen, müssen Sie einen Antrag bei der Bundesnetzagentur (BNetzA) stellen. Die Unterlagen umfassen:
Personalausweis (oder Aufenthaltserlaubnis) des Antragstellers.
Eigentumsnachweis des Hauses (oder Mietvertrag mit Einverständniserklärung des Vermieters für die Installation der PV-Anlage).
Systemdesignplan (muss von einem registrierten deutschen Ingenieur unterzeichnet sein, um die Einhaltung von Sicherheitsstandards zu bestätigen).
Zertifizierungsdokumente der Komponenten (Kopien von TÜV-, VDE-Zertifizierungen usw.).
Die Bearbeitungszeit beträgt ca. 4-6 Wochen.
Fazit
Dieser vollständige Schaltplan für eine PV-Anlage (mit Speicher) deckt die gesamte Energiekette von „Erzeugung - Speicherung - Umwandlung - Nutzung“ ab. Die sorgfältige Planung jedes Schritts ist entscheidend, um die Hauptziele „Kostensenkung durch Eigenverbrauch“, „Stromausfallsicherheit durch Speicherung“ und „Einnahmen durch Netzeinspeisung“ zu erreichen. Wir hoffen, dass dieser Leitfaden Ihnen hilft, die Installationslogik von Photovoltaik-Speichersystemen zu verstehen und einen nachhaltigen und klimafreundlichen Lebensstil zu verwirklichen. Während Sie die saubere Energie und die langfristigen stabilen Einnahmen genießen, die Ihnen die Sonne schenkt, leisten Sie auch einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende und zur Förderung der „Klimaneutralitätsziele“ in Deutschland.
Häufig gestellte Fragen
Eignet sich ein einpoliger Schaltplan für eine PV-Anlage mit Speicher für eine 5-köpfige Familie?
Ein einphasiger Schaltplan für eine PV-Anlage mit Speichersystem ist sehr gut für eine 5-köpfige Familie geeignet. Die Designmerkmale passen perfekt zum Strombedarf und zur Anlagengröße eines Haushalts und stellen die derzeit gängigste Wahl für private Photovoltaik-Speichersysteme dar.
Benötigt eine 5-köpfige Familie im Alltag einen Schaltplan für eine PV-Anlage mit 2 Wechselrichtern und Speicher?
Für den täglichen Gebrauch einer 5-köpfigen Familie ist eine PV-Anlage mit 2 Wechselrichtern und einem Speichersystem in der Regel nicht erforderlich. Dies ist nur in besonderen Fällen sinnvoll, z. B. bei der unabhängigen Nutzung von Hochlast-Geräten oder wenn eine extrem hohe Ausfallsicherheit benötigt wird.
Welche Faktoren beeinflussen das Design des Schaltplans einer PV-Anlage mit Eigenverbrauch und Speicher?
Das Design einer PV-Anlage mit Speichersystem ist ein Prozess, bei dem mehrere Faktoren gleichzeitig optimiert werden, darunter der Lastbedarf, die Lichtverhältnisse, die Größe der PV- und Speichereinheit sowie die Installationsumgebung, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit. Der Fokus verschiebt sich je nach den spezifischen Anforderungen und der Anzahl der Stromnutzer.