Letzte Aktualisierung: 08.07.2022

Experten-Ratgeber: Nulleinspeisung von PV-Anlagen

Der Wunsch nach Autarkie und der Erhöhung des Eigenverbrauchsanteils wird besonders in Zeiten von Energiekrisen und Preisexplosionen größer. Die Betriebsform einer Photovoltaikanlage beeinflusst die Wirtschaftlichkeit, die Umweltverträglichkeit und schlussendlich die Versorgungssicherheit von Personen und Unternehmen. Wir grenzen im folgenden Beitrag die Nulleinspeisung von den üblichen Betriebsformen ab und erklären die technischen Anforderungen, rechtlichen Bedingungen und weitere Notwendigkeiten zum Betrieb einer Nulleinspeise-Anlage.

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Das Wichtigste in Kürze

  • Die Nulleinspeisung ist eine Betriebsform von Photovoltaikanlagen, bei der kein überschüssiger Strom in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist wird.
  • Die technischen Komponenten (Wechselrichter) müssen die Einspeisung ins öffentliche Netz nachweislich verhindern.
  • Die Solaranlage mit Nulleinspeisung muss im Marktstammdatenregister gelistet und beim Netzbetreiber angemeldet sein.
  • Der Netzanschluss limitiert die maximale Leistung einer PV-Anlage. Nulleinspeisung kann sich in dem Fall bei großem Stromverbrauch und hohem Flächenpotential für PV lohnen.
  • Aus Sicht der Umwelt und des Klimas sollte immer das maximale Solarpotential ausgeschöpft werden. Je mehr Solarstrom desto besser.
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Abgrenzung Einspeiseformen: Nulleinspeisung

Der Begriff Nulleinspeisung bezeichnet eine Betriebsform von Photovoltaikanlagen. Ist ein Energiesystem mit Solaranlage und ggfls. Energiespeicher auf Nulleinspeisung ausgelegt, erfolgt keine Einspeisung des Stroms in das öffentliche Netz. Die Systemkomponenten verhindern aktiv die (Überschuss-)Einspeisung der PV-Anlage. Weitere Formen der Einspeisung sind die Volleinspeisung und die Überschusseinspeisung.

Beispielrechnung einer Solaranlage mit Nulleinspeisung

Der 2 Personen-Haushalt mit 2 Kindern in der Beispielstraße 15, 39130 Magdeburg verbraucht im Jahr 4.308 kWh. Das Gebäudedach mit Südausrichtung (180° Azimuth) weist eine Dachneigung von 45° auf. Auf dem Dach ist eine 11,63 kWp Solaranlage (31 x 375 WHalbzellen-Module). Die Familie bezieht Strom von Naturstrom (11,90 € monatlicher Grundpreis, 0,4545 €/kWh Arbeitspreis). Insgesamt belaufen sich die Investitionskosten auf 17.437,50 € (1.500 €/kWp). Es wurde ein 10 kW Wechselrichter verbaut. Wir rechnen mit einem Kapitalzins von 3 % und einer Laufzeit von 20 Jahren.

Nulleinspeisung vs. Überschusseinspeisung: Kennwerte im Vergleich
Betriebsform Nulleinspeisung Überschusseinspeisung  
Umsetzung Dynamische Einspeiseregelung am Netzanschluss 0% Dynamische Einspeiseregelung am Netzanschluss 70%  
Netzbezug 2.984 kWh/a 2.984 kWh/a  
Netzeinspeisung 0 kWh/a 10.263 kWh/a  
Kumulierter Cashflow -6.301,28 € 4.435,44 €  
Gesamtkapitalrendite 0,00% 5,25%  

Technische Ausstattung für Nulleinspeisung

Eigenverbrauch mit Nulleinspeisung

Zur Umsetzung eines Energiesystems mit Nulleinspeisung ist immer ein entsprechenderWechselrichter erforderlich, der die Stromerzeugungaus PV dynamisch an die Last anpassen kann. Die Solaranlage erzeugt nur so viel Stromwie im Energiesystem gebraucht wird. Eine Überschusseinspeisung wird so aktiv durch den regelbaren Wechselrichter verhindert. Der Autarkiegrad kann durch steuerbare Verbraucher (z. B. Elektroauto, Kühlung, Heizung) erhöht werden.

Eigenverbrauch mit Speicher und Nulleinspeisung

Bei einer Nulleinspeisung beträgt der Eigenverbrauchsanteil logischerweise 100 %. Das bedeutet aber nicht, dass die Solaranlage 100 % ihrer Leistung abruftund der Autarkiegrad bei 100 % liegt. Damit sowohl der Autarkiegrad, also das Verhältnis von eigener Stromerzeugung zu Stromverbrauch, als auch die Auslastung der PV-Anlage steigt, kann ein Energiespeicher installiert werden. So lange im Energiesystem Last besteht und der Energiespeicher noch geladen werden kann, erzeugt die Solaranlage Strom. Der Wechselrichter regelt dynamisch die Stromerzeugung gemäß der Last. Besteht keine Stromnachfrage im Energiesystem, verhindert der Wechselrichter die Stromerzeugung und damit eine Einspeisung ins öffentliche Stromnetz.

Speichernachrüstung für Eigenverbrauch mit Nulleinspeisung in Bestandsanlagen

Besteht bereits eine Photovoltaikanlage mit Wechselrichter und ist dieser nicht intelligent bzw. regelbar, kann der Zubau eines Batteriespeichers mit Batterie-Wechselrichter und Schütz die Nulleinspeisung ermöglichen. Ein Schütz ist ein elektrisch angesteuerter Schalter durch den elektrische Leistungen zu- und abgeschaltet werden können. Der Batterie-Wechselrichter steuert die Ladung der Batterie und die Schaltung des Schütz. Ist die Batterie vollständig gefüllt, verhindert der Batterie-Wechselrichter durch die Abregelung am Schütz, die Stromerzeugung am bestehenden PV-Wechselrichter.

Intelligente Komponenten für Nulleinspeisung

Für die Betriebsform Nulleinspeisung müssen technische Komponenten notwendige Funktionen aufweisen. Die Nulleinspeisung kann durch intelligente Wechselrichteroder Energie-Management-Systemegewährleistet werden.

Unabhängig der technischen Komponenten ist das Ziel der Einspeisestopp zum öffentlichen Versorgungsnetz bei gleichzeitig effizienter Versorgung der Verbraucher (auch Batteriespeicher) im Energiesystem.

Eine dynamische Leistungsreduktion der Solaranlage durch intelligente Wechselrichter verhindert eine überschüssige Stromerzeugung in einem Energiesystem. Nachdem alle Verbraucher im Energiesystem versorgt wurden, schaltet der Wechselrichter mit dynamischer Leistungsreduktion die Stromerzeugung der PV-Anlage ab und sichert so die Nulleinspeisung. Die Leistung zur Nulleinspeisung liefert z. B. ein Wechselrichter der Fronius Symo- oder SMA Sunny Boy-Reihe.

Intelligente Energie-Management-Systeme (EMS) ermöglichen eine bedarfsgenaue Erzeugungsleistung einer Solaranlage. Eine Messeinheit misst die realen Stromflüsse im Energiesystem und gibt die Informationen an den Wechselrichter weiter. Dieser regelt dann die Stromerzeugung aus Solarenergie und gewährleistet damit die Nulleinspeisung.

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Erforderlichkeit von Nulleinspeise-Anlagen

Das Verteilnetzbegrenzt in abgelegenen und teilweise schwach ausgebauten Regionen die maximal erlaubte installierte Leistung einer PV-Anlage. In der Niederspannungsanschlussverordnung gesetzlich verankert entscheidet der zuständige Netzbetreiber über die maximal zulässige Größe einer Solaranlage. Liegt die installierte Leistung einer PV-Anlage über der maximalen Anschlussleistung des Netzanschlusses, lehnt der Netzbetreiber den Anschluss der EE-Anlage ab.

Die Betriebsform der Nulleinspeisung ermöglicht hier eine Alternative zur unterdimensionierten Solaranlage. So kann durch ein ordentliches und rechtmäßig geplantes System mit Nulleinspeisung der eigene Strombedarf gedeckt werden. Zudem können PV-Flächenpotentiale vollständig ausgeschöpft und damit ein größtmöglicher Beitrag zum Klimaschutz geschaffen werden. Dies ist besonders für Gewerbebetriebe und stromintensive Unternehmen mit konstanten Lastprofilen interessant.

Auf dem Gut Gerkenhof südöstlich von Bremen durfte seitens des Netzbetreibers eine 170 kWp Photovoltaikanlage in Betrieb genommen werden, weil sie als Nulleinspeise-Anlage betrieben wird. Der Netzanschluss am Gut erlaubt die maximale Einspeisung einer 80 kWp Solaranlage. Der landwirtschaftliche Betrieb weist allerdings einen hohen Strombedarf auf und bietet erhebliche Flächenpotentiale (> 80 kWp) für eine Photovoltaik-Anlage.

Die Unternehmen E3/DC und Laudeley Betriebstechnik setzten eine 170 kWp Solaranlage um, die durch den Einsatz von Batteriespeichern (154 kWh Kapazität) und 10 Wechselrichtern mit Nulleinspeisung betrieben werden kann. Das überzeugte den lokalen Netzbetreiber und führte zur Umsetzung des PV-Projektes. Der Netzanschluss blieb weiterhin bestehen, um so in der Winterzeit Versorgungssicherheit für das Gut gewährleisten zu können.

Aus dem vorliegenden Projekt wird ersichtlich, dass die Nulleinspeisung besonders für Gewerbebetriebe mit hohen Stromverbräuchen und potentiellen Dachflächen interessante Einsparungsmöglichkeiten bietet. So können, trotz Schwachstellen im Niederspannungsbereich, erhebliche Beiträge zur Energiewende realisiert werden.

Nach dem VDE Forum Netztechnik/Netzbetrieb (FNN) bestehen Anforderungen zur Abregelung von Leistungsüberschüssen. So müssen nach einem Lastsprung 90 % der Leistung in 3 Sekunden und 100 % in 10 Sekunden abgeregelt werden können. Die Umsetzung schaffen leistungsfähige Wechselrichter. Hersteller sind unter anderem Tesvolt, SMA, Fronius oder E3/DC.

Vorschrift für Mess- und Regelungssysteme bei Nulleinspeisung

Die Clearingstelle EEG|KWKG beschreibt in dem Votum 2019/7 die Anforderungen an Mess- und Regelungssysteme für Nulleinspeisung. In dem Verfahren ging es um die Feststellung der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zur Nulleinspeisung.

Der Einsatz von Mess- und Regelungssystemen kann demnach geeignet sein, um bei Nutzung von (mehreren) Erzeugungsanlagen zu verhindern, dass Strom aus einer Anlage - unbeschadet geringfügiger, technisch nicht zu vermeidender Strommengen - in das Netz für die allgemeine Versorgung eingespeist wird.

Dies ist vom Anlagenbetreiber plausibel und nachvollziehbar nachzuweisen. Ein solcher Nachweis ist jedenfalls dann erforderlich, wenn die Darlegung für den jeweiligen Einzelfall Folgendes enthält:

  • Herstellerunterlagen des Mess- und Regelungssystems einschließlich Angaben zur Messunsicherheit und zu den zeitlichen Intervallen, in denen Messwerte abgerufen, miteinander verrechnet und an das Steuersystem weitergegeben werden,
  • eine nachvollziehbare Beschreibung der Verschaltung sowie der zur Steuerung zugrundeliegenden Rechenvorschriften sowie
  • eine Bescheinigung des Installateurs des Mess- und Regelungssystems, aus der hervorgeht
  • dass das System installiert und verschaltet wurde wie beschrieben,
  • dass die Steuerung mit den beschriebenen Rechenvorschriften im System hinterlegt wurde,
  • dass Veränderungen im System nur durch hinreichend geschützten Zugang möglich sind und
  • dass bei Inbetriebsetzung des Mess- und Regelungssystems ein erfolgreicher Funktionstest durchgeführt wurde.

Das zitierte Votum 2019/7 finden Sie bei der Clearingstelle EEG|KWKG in voller Länge.

Anmeldung der Nulleinspeisung

Registrierung im Marktstammdatenregister

Jede PV-Anlage muss, unabhängig der Größe, im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur registriert werden. Die Anmeldung muss bis spätestens einen Monat nach Inbetriebnahme erfolgen. Stromspeicher sind ebenfalls meldepflichtig. Die Marktstammdatenregisterverordnung (MaStRV) regelt den Umfang, Fristen und Verhalte zur Meldepflicht. Eine Nicht-Anmeldung führt zu Bußgeldern nach § 95 EnWG und zum möglichen Verlust der Vergütung nach dem EEG bzw. dem KWKG.

Freigabe durch den Netzbetreiber

Bevor eine Solaranlage angeschlossen werden darf, muss sie bei dem zuständigen Netzbetreiber gemeldet werden. Dieser prüft die Netzkonformität der geplanten Anlage. Der Prozess kann und darf maximal 8 Wochen dauern. Erst nach der Erlaubnis des Netzbetreibers darf die Anlage am Netz angeschlossen werden.

Lediglich Inselanlagen sind von den Anmeldungen befreit, da hier kein Netzanschluss vorliegt (§ 5 MaStRV).

Meldung beim Finanzamt

Anders als bei Volleinspeisung oder Überschusseinspeisung sollen bei der Nulleinspeisung keine Gewinne durch die Stromvermarktung erzielt werden. Sofern Anlagen der steuerpflichtigen Person in Summe ≤ 30 kWp installierte Leistung aufweisen, der Strom ausschließlich privat genutzt wird und weitere Kriterien eingehalten werden, besteht ein Wahlrecht bei der Einkommenssteuererklärung. In einem Beitrag zur "Einkommensteuer auf die Gewinne durch Photovoltaikanlagen" informieren wir über die geltenden Kriterien des Bundesfinanzministeriums. So stellt die Nulleinspeisung eine gewisse bürokratische Erleichterung dar.

Der Beitrag von Solaranlagen mit Nulleinspeisung

Eine PV-Dachanlage in Deutschland produziert im Durchschnitt 910 Stunden Strom im Jahr unter Volllast. Bei 8.760 Stunden läuft die Anlage in etwas über 10 % der Zeit unter Volllast. Die Solareinstrahlung ist über die Mittagsstunden am höchsten. Entgegen der maximalen Stromerzeugung in den Mittagsstunden verbrauchen private Haushalte, gemäß der Standardlastprofile, gerade dann geringere Strommengen. Produziert die Solaranlage nur so viel, wie im Haus erforderlich ist, und ist kein ausreichend dimensionierter Energiespeicher installiert,geht potenzieller, günstiger und umweltfreundlicher Solarstrom verloren.

Wir bewerten den Beitrag von Nulleinspeisungs-Anlagen aus Sicht der Umweltverträglichkeit, der Wirtschaftlichkeit und der Versorgungssicherheit. Stehen die Umwelt und das Klima im Vordergrund, sollte so viel Solarstrom erzeugt werden, wie möglich. Die Übereinspeisung des Solarstroms kommt den nächsten Verbrauchern im Netz zugute. Kapazitäten in fossil-betriebenen Kraftwerken können so reduziert werden. In Folge sinkt der CO2-Ausstoß im Energiesektor.

Aus wirtschaftlicher Sicht kann sich die Nulleinspeisung lohnen. Ausschlaggebend sind jedoch die individuellen Anschlussbedingungen. Begrenzt der Netzanschluss die Größe einer PV-Anlage und liegen die Stromgestehungskosten einer Nulleinspeise-Anlageunterhalb der Stromgestehungskosten einer Voll- bzw. Überschusseinspeise-Anlage mit zusätzlichem Netzbezug, lohnt sich die Nulleinspeisung.

In einer Nulleinspeise-Anlage liegen die spezifischen Kosten je installiertem kW tendenziell höher, da der Stromertrag vergleichsweise geringer ist. Produziert eine PV-Anlage unterhalb der potenziellen Auslastung und Leistung,wirkt sich das negativ auf die energetische Amortisationund den Erntefaktor aus. Batteriespeicher erhöhen den Stromertrag bei Anlagen mit Nulleinspeisung, führen aber im gleichen Zuge zu steigenden Systemkosten.

Eine Nulleinspeise-Anlage erlaubt in den meisten Fällen keine autarke Energieversorgung. Autarke Energiesysteme für private Haushalte sind unverhältnismäßig teuer. Eine Anlage mit Nulleinspeisung trägt nicht, im Vergleich zu Anlagen mit Einspeisung, zur Versorgungssicherheit der Gemeinschaft bei.

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Häufige Fragen (FAQ) zu Nulleinspeisung

Was ist die Nulleinspeisung?

Die Nulleinspeisung ist eine Betriebsform von Photovoltaikanlagen, bei der kein überschüssiger Strom für das öffentliche Versorgungsnetz erzeugt wird. Die Solaranlage erzeugt ausschließlich Strom in Höhe des lokalen Bedarfs. Es kommt zu keiner Einspeisung.

Was ist für Nulleinspeisung erforderlich?

Die technischen Komponenten müssen die Einspeisung ins öffentliche Netz nachweislich verhindern. Die Solaranlage mit Nulleinspeisung muss im Marktstammdatenregister und beim Netzbetreiber registriert sein.

Ist die 70 % Abregelung von Solaranlagen ein Argument für die Nulleinspeisung?

Nein. Aufgrund der unbeständigen Wetterlage in Deutschland produzieren Photovoltaikanlagen im Schnitt nicht oberhalb von 65 % der installierten Leistung. Die Ertragsverluste durch die 70 % Abregelung belaufen sich auf 2 % bis 5 % (Fraunhofer, Aktuelle Fakten zu PV, 2022).

Lohnt sich die Nulleinspeisung?

Sofern keine Leistungsbegrenzung durch den Netzanschluss vorliegt und das maximale Flächenpotential für PV ausgeschöpft werden kann, ist die Überschusseinspeisung rentabler. Liegt eine Netzanschlussbegrenzung vor, kann sich die Nulleinspeisung für große Solaranlagen lohnen.

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