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 eignet sich eine Solar-Inselanlage?

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, wenn 

• ein Anschluss ans Stromnetz nicht vorhanden ist,
• ein Anschluss 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.

Wann ist eine Inselanlage nicht die richtige Wahl?

In manchen Fällen wäre eine dauerhafte Anbindung an ein Stromnetz technisch auch gar nicht umsetzbar, das gilt zum Beispiel

• bei Booten oder Campingfahrzeugen: In der Regel verfügen diese aber über eine Bordelektrik, die bereits ein eigenes Inselsystem darstellt. Insbesondere für  Standzeiten von mehreren Tagen ohne laufenden Motor kann  die Integration von Solarmodulen sinnvoll sein. Eine mit Solarmodulen erweiterte Bordelektrik ist aber keine PV-Inselanlage im eigentlichen Sinne.
• im Camping- und Trekking-Bereich: Hier gibt es ein umfassendes Angebot an nicht-solarem, aber zunehmend auch solarem Zubehör, mit dem Lampen, Handys und weitere Elektrogeräte mit Strom versorgt werden können.
• als Vorsorge gegen Stromausfälle zu Hause: Besser geeignet ist ein Steckersolargerät mit Batteriespeicher. 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 mit 200 bis 400 Watt Spitzenleistung, dem erforderlichen Laderegler, einem Batteriespeicher mit einer Kilowattstunde (kWh) Speicherkapazität, einem Wechselrichter und sonstigen Kleinteilen ist in Online-Shops ab etwa 600 bsi 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 unterscheiden sie sich kaum von einem selbst zusammengebauten System. Kleine Powerstations mit einer Speicherkapazität von 200 bis 300 Kilowattstunden gibt es online schon für 200 bis 300 Euro.

Ein Gerät, das eine Kilowattstunde speichern kann, kostet etwa 500 Euro. Ein einzelnes Solarmodul mit 450 Watt Spitzenleistung ist bereits für unter 100 Euro zu haben. Verteilt man dieselbe Leistung auf zwei kleinere Module, kosten diese zusammen etwa 200 Euro. Insgesamt liegt man also bei rund 600 bis 700 Euro.

Eine Powerstation hat viele Vorteile:

• Sie lässt sich an verschiedenen Orten nutzen.
• Sie kann auch Strom aus der Steckdose aufgeladen werden. 
• Für unterwegs eignen sich tragbare, faltbare PV-Module. Sie finden sie unter Begriffen wie "Solarkoffer" oder "Solartasche". 

Dem stehen diese Nachteile gegenüber:

• Eine Powerstation lässt sich schlechter erweitern. Bei einem selbst aufgebauten System ist das meist problemlos möglich.
• Größere Speicher ab 2 Kilowattstunden sind mit einem selbst gebauten System günstiger. Zusatzbatterien für Powerstations sind, sofern überhaupt möglich, deutlich teurer als normale 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 kostet nter 30 Euro.
• Gas aus einer Kartusche kostet rund 50 Cent pro Kilowattstunde.
• Mit einer Kilowattstunde können Sie etwa zehn Mal einen Liter Wasser kochen. 
• Außerdem ist ein Kocher ohne Solarstrom vor Ort meist schon vorhanden und muss nicht neu gekauft werden. Die Inselanlage konkurriert dann nur mit den Kosten für das Gas, das Sie damit sparen.
• Ob die Anlage genug Energie zum Kochen liefert, hängt von ihrer Leistung, dem Standort und dem Wetter ab.

Gibt es keine andere Energiequelle, etwa für einen Fernseher, kann das Inselsystem die einzige Möglichkeit sein, das gewünschte Gerät zu betreiben. Die Frage, ob sie sich im Vergleich zu anderen Lösungen lohnt, stellt sich dann gar nicht erst. 

Gut zu wissen: Inselanlagen ohne Verbindung zum öffentlichen Stromnetz, zum Beispiel im Schrebergarten oder beim Camping, fallen nicht unter die Regelung zur Umsatzsteuer von null Prozent. 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 beim Kauf und Betrieb einer Solar-Inselanlage beachten?

Achten Sie beim Kauf eines fertigen Sets darauf, dass die Batterie eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie ist. Bleibatterien, auch Blei-Vlies-Batterien genannt, sind nicht mehr zeitgemäß. Aktuelle Powerstations sind bereits alle mit einer Lithium-Eisenphosphat-Batterie ausgestattet.

Neben der Leistung des Solarmoduls und der Batteriekapazität sollten Sie auch auf die Leistung des Wechselrichters achten. Bei einem günstigen Set oder in einer kleinen Powerstation reicht er oft für  eine Fernseher (30 bis 100 Watt), aber nicht für den Betrieb einer Kaffeemaschine (1.000 bis 2.000 Watt). 

Lesen Sie außerdem unbedingt die Montage- oder Bedienungsanleitung, vor allem, wenn Sie Batterien verwenden. Dort finden Sie neben  Sicherheitshinweisen auch Angaben, wie Sie das Gerät aufbewahren, bei welchen Temperaturen Sie es nutzen dürfen und wie es gut gegen Feuchtigkeit geschützt ist.

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.