Photovoltaik-Inselanlagen: Solare Energie direkt nutzen

Was ist eine Solar-Inselanlage und wie funktioniert sie?

Solar-Inselanlagen oder auch PV-Inselanlagen erzeugen aus Sonnenlicht Strom, ebenso wie beispielsweise Photovoltaik-Anlagen auf dem Dach oder Steckersolar-Geräte am Balkon. Allerdings besteht bei den Inselanlagen keine Verbindung zum Stromnetz. Der produzierte Strom wird direkt über die daran angeschlossenen Geräte verbraucht oder in einer Batterie zwischengespeichert.

PV-Inselanlagen können also unabhängig vom Netz Strom produzieren, da kein Stromanschluss notwendig ist. Daher werden die Inselsysteme auch als "Off-Grid-Anlagen" bezeichnet. Die Stromproduktion von Inselanlagen wird einerseits durch die eingestrahlte Sonnenenergie, andererseits auch durch die Stromaufnahme der angeschlossenen Geräte oder des Speichers begrenzt, da Überschüsse nicht in ein Netz eingespeist werden können.

Wichtig: An eine solare Inselanlage werden andere technische Anforderungen gestellt als an eine Aufdach-Photovoltaikanlage oder ein Steckersolar-Gerät. Die verwendeten Wechselrichter unterscheiden sich erheblich. Während ein Steckersolar-Gerät oder eine Aufdach-Photovoltaikanlage nicht ohne Weiteres ohne Verbindung mit dem Stromnetz betrieben werden können, ist dies bei einer PV-Inselanlage möglich.

Wofür ist eine Solar-Inselanlage geeignet?

PV-Inselanlagen sind eher ein Thema in Weltregionen mit schwachem oder gänzlich fehlendem Stromnetz. Sie sind vorwiegend in Ländern des globalen Südens verbreitet, wo es viel Sonnenlicht, aber oft keine oder nur eine unzuverlässige Strom-Infrastruktur gibt.

Aber auch in Gegenden mit weitgehend flächendeckendem Stromnetz, wie in Mitteleuropa, können Inselanlagen eine Alternative sein. Zum Beispiel, wenn ein Anschluss ans Stromnetz nicht vorhanden ist, erst kostenintensiv gelegt werden müsste oder es keine andere Möglichkeit der Energiebereitstellung gibt. Das kann zum Beispiel bei Wochenend- oder Ferienhäusern und Schrebergärten ohne Stromanschluss der Fall sein.

In manchen Fällen wäre eine dauerhafte Anbindung an ein Stromnetz technisch auch gar nicht umsetzbar, zum Beispiel bei Booten oder Campingfahrzeugen. In der Regel verfügen diese aber über eine Bordelektrik, die bereits ein eigenes Inselsystem darstellt. Insbesondere um auch Standzeiten von mehreren Tagen ohne laufenden Motor zu ermöglichen, kann jedoch die Integration von Solarmodulen in die Bordelektrik sinnvoll sein. Eine mit Solarmodulen erweiterte Bordelektrik ist aber keine PV-Inselanlage im eigentlichen Sinne.

Im Camping- und Trekking-Bereich gibt es darüber hinaus ein umfassendes Angebot an nicht-solarem, aber zunehmend auch solarem Zubehör, mit dem Lampen, Handys und weitere Elektrogeräte mit Strom versorgt werden können.

Wer über eine Inselanlage nachdenkt, um zu Hause gegen Stromausfälle gewappnet zu sein, kann stattdessen besser ein Steckersolargerät mit Batteriespeicher installieren. Die meisten dieser Batteriespeicher besitzen eine zusätzliche Steckdose, über die das System auch bei Stromausfall Strom bereitstellen kann. Zudem sind die Geräte so ausgelegt, dass in diesem Fall weiterhin Solarstrom produziert und in der Batterie gespeichert oder direkt genutzt werden kann. Im Gegensatz zu einem reinen Inselsystem kann die restliche Zeit des Jahres der überschüssige Strom sinnvoll im Haushalt eingesetzt werden.

Was kostet eine Solar-Inselanlage? Lohnt es sich für mich?

Ein Basis-Set aus PV-Modulen mit insgesamt 200-400 W_p, dem erforderlichen Laderegler, einem Batteriespeicher mit einer Kilowattstunde (kWh) Speicherkapazität, einem Wechselrichter und sonstigen Kleinteilen ist in Online-Shops ab ca. 600-700 Euro erhältlich.

Wer es unkomplizierter möchte, kann auch eine Powerstation mit Solarmodul-Eingang und ein dazu passendes Solarmodul kaufen. Solch eine Powerstation kombiniert alle sonst notwendigen Einzelteile in einem Gerät und bietet meist mehrere Steckdosen sowie USB-Ladeanschlüsse. Preislich gibt es zudem nur wenig Unterschiede zu einem selbst zusammengebauten System, kleine Powerstations (ca. 0,2-0,3 kWh) starten online bereits bei 200-300 Euro. Ein Gerät mit einer Speicherkapazität von einer kWh erhält man für ca. 500 Euro. Ein einzelnes PV-Modul mit 450 W_p ist bereits für unter 100 Euro zu haben, die gleiche Leistung aufgeteilt auf zwei kleinere Module für ca. 200 Euro. In Summe liegt man also ebenfalls bei ca. 600-700 Euro.

Der Vorteil einer Powerstation im Vergleich zu einem fest installierten Inselsystems ist die Portabilität: Sie kann auch an einem anderen Ort benutzt oder mit Netzstrom aufgeladen werden. Für ein mobil genutztes System eignen sich tragbare, faltbare PV-Module, zu finden unter den Begriffen „Solarkoffer“ oder „Solartasche“.

Nachteilig an einer Lösung mit Powerstation ist die geringere Flexibilität für Erweiterungen, die bei einem selbst aufgebauten System im Normalfall problemlos möglich sind. Insbesondere größere Speicherkapazitäten im Bereich von mehr als 2 kWh lassen sich mit einem selbst zusammengestellten System günstiger erreichen als mit einer Powerstation. Denn die speziellen Erweiterungsbatterien für Powerstations (wenn überhaupt möglich) sind deutlich teurer als sonstige Batterien.

Am Beispiel des energieintensiven Kochens wird jedoch deutlich, wo die Grenzen eines Inselsystems liegen und wie schwer eine Investition in eine solche Anlage finanziell und ökologisch zu rechtfertigen ist. Zum Vergleich: Ein einfacher Campingkocher ist schon für unter 30 Euro erhältlich und das Gas aus einer Gaskartusche kostet ca. 50 Cent pro Kilowattstunde. Mit einer Kilowattstunde können Sie etwa zehn Mal einen Liter Wasser kochen.

Berücksichtigt werden muss ebenfalls, dass eine nicht-solare Kochlösung in der Regel schon vor Ort existiert, also nicht erneut gekauft werden muss. Die zusätzliche Investition in eine PV-Inselanlage konkurriert dann also nur mit den Vermeidungskosten für die fossilen Energieträger. Zudem ist von Leistung, Ort und Wetterlage abhängig, ob die Inselanlage genug Energie zum Kochen liefern kann.

Wenn es keine alternative Energiequelle gibt (z. B. für den Betrieb eines Fernsehers), kann das Inselsystem die einzige Möglichkeit sein, das gewünschte Gerät zu betreiben. Die Frage der wirtschaftlichen Sinnhaftigkeit im Vergleich zu einem alternativen Energiekonzept stellt sich dann gar nicht erst.

Gut zu wissen: Inselanlagen, die z.B. im Schrebergarten oder im Campingbereich ohne Verbindung zum öffentlichen Stromnetz verwendet werden, fallen nicht unter die 0-Prozent-Umsatzsteuer-Regelung. Hier werden weiterhin 19 Prozent Umsatzsteuer fällig.

Wie ökologisch ist eine Solar-Inselanlage?

Ökologisch betrachtet wird für die Produktion von Solarmodul, Batteriespeicher etc. erst einmal Energie benötigt. Im netzgebundenen Betrieb holt eine klassische Photovoltaikanlage auf dem Hausdach die Energie für seine Herstellung je nach Standort und Ausrichtung in Mitteleuropa in circa ein bis zwei Jahren wieder rein. Bei einem Inselsystem ist dieser Wert üblicherweise nicht annähernd zu erreichen, weil die Anlage nicht das ganze Jahr über Strom produziert, sondern immer nur dann, wenn auch gleichzeitig ein Bedarf besteht.

Orte mit solaren Inselanlagen wie Ferienhäuser oder Camper werden im Durchschnitt an nur wenigen Tagen im Jahr genutzt. So ist es wahrscheinlich, dass die energetische Bilanz einer PV-Inselanlage oft sogar negativ ausfällt.

Gibt es eine Förderung für Solar-Inselanlagen?

Aktuell gibt es keine Fördermittel für die Anschaffung von solaren Inselanlagen.

Muss ich meine Solar-Inselanlage anmelden?

Nein, aktuell ist keine Anmeldung einer Solar-Inselanlage notwendig, da diese nicht ans Stromnetz angeschlossen wird.

Was muss ich bei Kauf und Betrieb einer Solar-Inselanlage beachten?

Beim Kauf eines fertigen Sets sollte darauf geachtet werden, dass es sich bei der enthaltenen Batterie um eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO₄) handelt. AGM-Batterien (oder herkömmliche Blei-Batterien) sind nicht mehr zeitgemäß. Die aktuellen Powerstations sind bereits alle mit einer LiFePO₄-Batterie ausgestattet.

Neben der Leistung des Solarmoduls und der Batteriekapazität sollte außerdem auf die Leistung des Wechselrichters geachtet werden. Der Wechselrichter in einem günstigen Set oder in einer kleinen Powerstation kann zwar für den Betrieb eines Fernsehers (30-100 W) ausreichen, nicht jedoch für den Betrieb einer Kaffeemaschine (1000-2000 W).

Lesen Sie auf jeden Fall die Montage- oder Bedienungsanleitung genau durch und beachten Sie die dort angegebenen Verwendungshinweise, vor allem auch beim Einsatz von Batterien. Dort sind Sicherheitshinweise, aber auch Informationen zur Aufbewahrung, Umgebungstemperaturen, Feuchtigkeitsresistenz etc. aufgeführt.

Weitere Tipps und Hilfestellungen finden Sie auf Heimwerk- und Do-It-Yourself-Seiten im Internet. Wenn Sie sich generell für die Nutzung von Sonnenstrom an Ihrem Haus oder Balkon interessieren, informieren Sie sich in den verlinkten Beiträgen über netzgekoppelte Photovoltaikanlagen und Steckersolar-Geräte für zu Hause.