Experten-Anleitung: So gelingt der Anschluss einer PV-Anlage

Die Sonne liefert unbedingte und (scheinbar) unendliche Energie. Der Wunsch, sich dessen durch eine eigene Photovoltaikanlage zu nutzen zu machen, ist weit verbreitet. Bei dem Anschluss der eigenen PV-Anlage gilt es auf technische, rechtliche und sicherheitsrelevante Vorgaben zu achten. Experten informieren im folgenden Beitrag über den Anschluss einer Solaranlage und erklären, wie Sie den Photovoltaik-Anschluss ohne Einspeisung ans Hausnetz umsetzen können.

• Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) regelt mit § 8 den Anschluss von Solaranlagen.
• Der Anschluss einer Solaranlage muss im Vorfeld beim Netzbetreiber angefragt werden.
• Der Netzbetreiber muss, je nach Anlagengröße, innerhalb einer Frist von vier bis acht Wochen vollumfänglich auf das Anschlussbegehren reagieren.
• Nach EEG 2023 ist die Anwesenheit des Netzbetreibers zum Anschluss einer Photovoltaikanlage nicht zwingend notwendig, sofern kein besonderer Grund seitens des Netzbetreibers vorliegt. Der Netzbetreiber informiert im Rahmen des Anschlussbegehrens über die Notwendigkeit der Anwesenheit.
• Der Anschluss einer Solaranlagezwischen Haupt- bzw. Verteilungssicherungskasten oder sonstiger Trennvorrichtung und Netzanschluss darf nur vom Netzbetreiberoder von einem eingetragenen Installationsunternehmen getätigt werden (§ 14 NAV).
• In Reihe angeschlossene Solarmodule ermöglichen eine höhere nutzbare elektrische Spannung.
• Sind Solarmodule oder Strings in Parallelschaltung angeschlossen, ermöglichen diese einehöhere Stromstärke.
• Anschlüsse am Wechselrichter dürfen immer nur von einem:einer zugelassenen Elektro-Installateur:in durchgeführt werden, da hier Spannungen von mehr als 125 Volt auftreten können.

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) regelt mit § 8 den Anschluss von Solaranlagen. Für Anlagen mit einer installierten Leistung von ≤ 30 kW_p gilt der bereits bestehende Netzanschluss des Gebäudes als der technisch und wirtschaftlich günstigste Verknüpfungspunkt. Sobald ein Netzanschlussbegehren für eine Photovoltaikanlage bei dem zuständigen Netzbetreiber eingereicht wurde, ist dieser innerhalb einer bestimmten Frist verpflichtet, einen Zeitplan für die Bearbeitung des Netzanschlussbegehrens zu übermitteln. Der Zeitplan muss

1. über die Arbeitsschritte des Netzanschlusses informieren
2. die notwendigen Informationen vom Anschlussbegehrenden, die an den Netzbetreiber zu senden sind, aufführen.

Für Solaranlagen mit einer installierten Leistung ≤ 10,8 kW_p gilt für den Netzbetreiber eine Frist von einem Monat. In dieser Frist muss der Zeitplan zur Durchführung des Anschlusses übermittelt werden. Ist das nicht der Fall, kann die PV-Anlage „unter Einhaltung der für die Ausführung eines Netzanschlusses maßgeblichen Regelungen“ angeschlossenwerden (§ 8 Absatz 5 Satz 3 EEG 2023).

Liegen alle Informationen beim Netzbetreiber vor, muss dieser innerhalb von höchstens 8 Wochen folgende Informationen an den Anschlussbegehrenden übermitteln (§ 8 Absatz 6 EEG 2023):

• Zeitplan für den unverzüglichen Netzanschluss inklusive aller notwendigen Arbeitsschritte
• Alle Informationen, die von den Anschlussbegehrenden für die Prüfung des Verknüpfungspunktes erforderlich sind
• Die Information, ob zum Anschluss der Anlage der Netzbetreiber anwesend sein muss
• Einen nachvollziehbaren und detaillierten Kostenvoranschlag für die technische Herstellung des Netzanschlusses
• Die technischen Voraussetzungen einer Photovoltaikanlage nach § 9 EEG

Informiert der Netzbetreiber nicht innerhalb der achtwöchigen Frist, darf die Anlage, unter Einhaltung der für die Ausführung eines Netzanschlusses maßgeblichen Regelungen, auch ohne die Anwesenheit des Netzbetreibers angeschlossen werden.

Ab dem 01. Januar 2025 sind die Netzbetreiber verpflichtet, auf ihrer Internetseite alle aufgelisteten Informationen zur Verfügung zu stellen (§ 8 Absatz 7 EEG 2023). Zudem soll das Anschlussbegehren digital über Webportale geschehen. Die Netzbetreiber müssen möglichst einheitliche Webportale anbieten. Sobald das digitale Angebot steht, verkürzt sich die 8-wöchige Frist nach Eingang des Anschlussbegehrens auf 4 Wochen. In dieser Zeit müssen alle relevanten Informationen vom Netzbetreiber bereitgestellt werden.

Elektrische Anlagen hinter dem Netzanschluss des Hauses dürfen, den Netzbetreiber ausgenommen, nurdurch ein in ein Installateur:innenverzeichnis eines Netzbetreibers eingetragenes Installationsunternehmen durchgeführt werden; im Interesse des Anschlussnehmers darf der Netzbetreiber eine Eintragung in das Installateur:innenverzeichnis nur von dem Nachweis einer ausreichenden fachlichen Qualifikation für die Durchführung der jeweiligen Arbeiten abhängig machen (§ 13 NAV).

Der Anschluss einer Solaranlage zwischen Haupt- bzw. Verteilungssicherungskasten oder sonstiger Trennvorrichtung und Netzanschluss darf nur vom Netzbetreiberoder von einem eingetragenen Installationsunternehmen getätigt werden (§ 14 NAV).

Fazit: Von der Solaranlage bis zum Haupt- bzw. Sicherungskasten bestehen keine gesetzlichen Regelungen zum Anschluss einer PV-Anlage. In jedem Fall sollten jedoch die anerkannten Regeln der Technik beachtet werden.

Änderungen in der Elektrotechnische-Eigenschaften-Nachweis-Verordnung (NELEV) sowie einer neuen Technische-Anforderungen-Verordnung (TAV) sehen vor allem vor, dass PV-Anlagen mit einer Anschlussleistung zwischen 135 bis 500 Kilowatt von der Pflicht zum Anlagenzertifikat befreit werden, wenn sie über den Eigenverbrauch in der Kundenanlage hinaus maximal 270 Kilowatt Leistung ins Netz einspeisen.

Eine wesentliche Vereinfachung besteht darin, dass künftig bei diesen Anlagen nicht mehr die sehr aufwändige Netzanschlussregel VDE AR-N 4110 (Mittelspannungsrichtlinie) anzuwenden wäre, sondern die einfachere VDE AR-N 4105 (Niederspannungsrichtlinie), und zwar unabhängig davon, in welcher Spannungsebene der vorhandene Kundenanschluss liegt.

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Bei dem Anschluss einer Photovoltaikanlage werden Solarmodule zumeist in Reihe (Serie) zusammengeschaltet, um eine hohe, nutzbare elektrische Spannung zu erhalten. Bei der Verschaltung von Solarmodulen verändert sich die elektrische Spannung im System, die Stromstärke bleibt gleich.

Für eine Schaltung von 3 Solarmodulen (à 370 W_p) in Reihe mit je 34,4 V und 10,76 A ergibt sich eine elektrische Spannung von:

\(34,4\ V+34,4\ V+34,4\ V=103,3\ V\)

und eine elektrische Gesamtleistung von:

\(103,2\ V \cdot 10,76\ A=1.110,43\ W_p\)

Der Anschluss von Solarmodulen in Parallelschaltung verändert die Stromstärke im System. Die elektrische Spannung bleibt hingegen unberührt.

Werden 3 Solarmodule (à 370 W_p) mit je 34,4V und 10,76A parallel angeschlossen, ergibt sich eine Stromstärke von:

\(10,76\ A+10,76\ A+10,76\ A=32,28\ A\)

und eine elektrische Gesamtleistung von:

\(34,4\ V \cdot 32,28\ A=1.110,43\ W_p\)

Eine elektrische Leistung von 1,1 kW kann durch 103,2 V bei 10,76 A erreicht werden. Ebenso liegt eine elektrische Leistung von 1,1 kW bei 34,4 V und 32,38 A vor.

Sowohl die Reihen- als auch die Parallelschaltung von Solarmodulen haben vorteilhafte Eigenschaften im Sinne der Leistungs- und Ertragssteigerung. Betrachtet man in Reihe angeschlossene Solarmodule, ermöglichen diese eine höhere nutzbare elektrische Spannung. Auf der anderen Seite wirkt sich ein technischer Ausfall, eine Verschmutzung oder eine Verschattung eines Moduls auf die gesamte Reihe aus. Das „schwächste“ Glied bestimmt die Leistung.

Die elektrische Spannung in der Reihenschaltung sinkt bei der vollständigen Verschattung eines Moduls vollständig, sodass keine Leistung anliegt. Bei der Teilverschattung eines Moduls sinkt die elektrische Spannung im System je nach Grad der Verschattung des betroffenen Moduls.

Sind Solarmodule oder Strings in Parallelschaltung angeschlossen, ermöglichen diese eine höhere Stromstärke. So können auch intensive Strombedarfe durch Solarmodule versorgt werden. Des Weiteren reduzieren sich mögliche Ertragsminderungen durch Verschattung, Verschmutzung oder Teilausfälle einzelner Solarmodule.

Die Kehrseite einer größeren Stromstärke sind dickere Stromleitungen. Die voraussichtliche Stromstärke im Systembetriebbeeinflusst den erforderlichen Leitungsquerschnitt der Kabel (Kabeldurchmesser). Je geringer die Stromstärke, desto geringer der notwendige Kabelquerschnitt, also das einzusetzende Material. Eine höhere elektrische Spannung im System minimiert zudem die Leitungsverluste beim Stromtransport.

Etwaige Verhältnismäßigkeiten sollten beim Anschluss der Solarmodule berücksichtigt werden. Die lokalen Installationsbetriebe unterstützen bei dem optimalen Anschluss von PV-Modulen, sodass zum einen die bestmögliche Leistungsausbeute und zum anderen ein fehlerfreier Anschluss realisiert werden kann.

Beim Anschluss einer Photovoltaikanlage sollte auch der Zählerschrank dem aktuellen Stand der Technik und dem Energiebedarf der Hausbewohner entsprechen, denn er ist sozusagen das „Herz“ der eigenen Energieerzeugung.

Grundsätzlich ist ein Zählerschrank, der den aktuellen Normen nicht entspricht, kein Ausschlusskriterium. Der klassische, alte Zählerschrank mit analogem Zähler lässt sich je nach gegebenem Zustand für Photovoltaik umbauen.

Falls der bisherige Zählerschrank die Voraussetzungen allerdings nicht erfüllt, muss ein für Photovoltaikanlagen geeigneter Zählerschrank installiert werden. Die Größe dieses Schrankes ist dabei von der Größe der Solaranlage und der Menge an einzuspeisendem Strom abhängig. Auch die räumliche Situation im Haus spielt eine Rolle.

Der Zählerschrank sollte so montiert sein, dass eine Wartung sicher und ohne Hindernisse durchführbar ist. Dazu gehört auch, dass er nicht unterhalb von Gas- oder Wasserleitungen verbaut sein darf.

Um den Zählerschrank für eine PV-Anlage vorzubereiten, sind folgende Komponenten erforderlich:

• ein Verbrauchszähler,
• ein separates Zählerfeld für die Messung des Solarstroms und
• einen PV-Überspannungsschutz.

Sollte die Solaranlage größer als 25 kW_p sein, muss ein zusätzlicher Zählerplatz für einen Funkrundsteuerempfänger eingeplant werden. Zur EEG-vergüteten Netzeinspeisung muss vom zuständigen Messstellenbetreiber ein eigener Einspeise-Zähler gesetzt werden, wofür ein weiteres Zählerfeld nötig wird.

Mit einer sogenannten Kaskadenschaltung lässt sich die Photovoltaikanlage mit einer Wärmepumpe oder Wallbox kombinieren. Durch die Anordnung von mehreren Stromzählern in Serie kann sowohl der eigene PV-Strom als auch – falls der Energieversorger ihn anbietet – der günstige Wärmepumpen- oder Wallboxtarif genutzt werden.

Der Netzanschluss einer Solaranlage ist alleinige Aufgabe des Netzbetreibers bzw. in der Verantwortung eines vom Netzbetreiber zertifizierten und eingetragenen Installationsbetriebs. Mit dem Anschluss der Photovoltaikanlage am Versorgungsnetz wird die Infrastruktur des zuständigen Netzbetreibers berührt. Da dieser für die sichere und einwandfreie Versorgung garantieren muss und haftet, kann der Netzanschluss der Solaranlage nicht in Eigenregie durchgeführt werden.

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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.

Weitere technische Konzepte zur Umsetzung einer Photovoltaikanlage ohne Einspeisung ans Hausnetz finden Sie im Beitrag über Nulleinspeisung.

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Handelt es sich bei der geplanten Solaranlage um Steckersolaranlagen bzw. ein Balkonkraftwerk, bestehen vereinfachte Anschlussbedingungen.

Das Stecker-Solarmodul erzeugt elektrischen Strom, den ein Modulwechselrichter auf der Rückseite des Moduls in „normalen“ Wechselstrom umwandelt, um diesen im Haushalt zu verbrauchen. Eine Schutzschaltung sorgt dafür, dass bei der Trennung vom Netz die Spannung am Ausgang abgeschaltet wird und keine Gefahr eines elektrischen Schlags besteht, wenn der Stecker gezogen wird.

Betreibt man sein Plug&Play-Modul zuhause, so wird der Solarstrom direkt in einen, mit dem Haus oder Wohnung verbundenen Stromkreis abgegeben. Im einfachsten Fall stecken Sie dazu einen Stecker in eine vorhandene Steckdose. Ein fester Hausstromanschluss ist möglich, aber eher unüblich, da viele das Stecker-Solargerät auch flexibel an einem anderen Ort nutzen oder beim Umzug einfach mitnehmen möchten, ohne eine:n Elektriker:in zu beauftragen.

Ist der Strom des Stecker-Solargeräts in den Hausstromkreis eingespeist, so kann dieser direkt von in Betrieb befindlichenGeräten wie dem Fernseher, Kühlschrank, Kaffeemaschine oder der Waschmaschine verbraucht werden. Ohne Steckdosenanschluss produzieren die Solargeräte keinen elektrischen Strom.

Wer auf „Nummer sicher“ gehen will, der sollte über einen Wieland-Stecker einspeisen. Der Wieland-Stecker ist - im Gegensatz zur Schuko-Steckdose - aus einem auf Strom bezogenen robusteren Plastik als die normale Schuko-Steckdose. Zudem sind die Pins nicht wie beim Schuko Stecker komplett freiliegend, was die Gefahr eines Lichtbogens zwischen Pin und Buchse und damit die Überhitzung und Brandgefahrminimiert.

In jedem Fall sollte an eine Steckdose bzw. an einen Stromkreis immer nur ein einziges Stecker-Solargerät mit einem Wechselrichter angeschlossen werden. Sie sollten in jedem Fall die Kopplung mehrerer Geräte über eine Mehrfachsteckdose vermeiden!

Durch den Anschluss eines Balkonkraftwerks kann es an einem herkömmlichen Zähler ohne Rücklaufsperre zum Rückwärtslaufen kommen. Was Sie hier beachten müssen erfahren Sie im gesonderten Beitrag zu Balkonkraftwerken.

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Bevor man eine Photovoltaikanlage auf einem Dach montiert, ist es zudem zwingende Voraussetzung, sich mit den einzuhaltenden Sicherheitsvorschriften vertraut zu machen. Zu beachten sind weiterhin technische Richtlinien für den elektrischen Anschluss.

Eine fehlerhafte bzw. nicht fachgerechter Anschluss von PV-Modulen, DC-Leitungen und Steckern kann zu Isolationswiderstandsfehlern führen, die z. B. durch Lichtbögen Brände verursachen können. Deshalb ist insbesondere eine fachgerechte Leitungsverlegung und -befestigung an der Modulunterkonstruktion erforderlich. Der Mindestabstand zwischen Modulunterseite und Dachhaut muss, entsprechend des Regelwerks des deutschen Dachdeckerhandwerks, mindestens 6 cm betragen.

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