Backup-Systeme

Die meisten der Photovoltaikanlagen in Deutschland, speisen den von den Solarmodulen auf dem eigenen Dach erzeugten Gleichstrom über einen Wechselrichter in das öffentliche Stromnetz ein. Auf die Speicherung des Solarstroms wird aus ökonomischen und technischen Gründen verzichtet; das Stromnetz selbst dient gewissermaßen als Speicher. Auch bei privaten und gewerblichen Betreibern von Solarstromanlagen kommt der Strom aus der Steckdose – wenn das Netz funktioniert.
Im Gegensatz dazu versorgen netzunabhängige Solarstromsysteme, auch Inselanlagen, autarke Photovoltaikanlagen oder Solar-Home-Systems genannt, die Verbraucher direkt oder aus Batterien, wenn die Sonne nicht scheint. Solche Inselanlagen gibt es hierzulande auf Berghütten oder Freizeitgrundstücken, und vor allem in ländlichen Regionen der Schwellen- und Entwicklungsländer, die weitab vom Stromnetz liegen. Dort wird die rund um die Uhr benötigte Solarstromversorgung mit intelligenter Elektronik geregelt und je nach Bedarf werden Gleich- oder Wechselstromverbraucher mit Strom vom PV-Generator oder aus Solar-Akkus betrieben.

Blackout bedeutete bislang auch das Aus für Solarstromanlagen
Doch angesichts der vermehrt auftretenden Blackouts fragen sich immer mehr Solarstrom-Produzenten, warum ihre netzgekoppelte Anlage gerade dann aus Sicherheitsgründen außer Betrieb gesetzt werden muss, wenn das Netz keine Energie liefert. Und das ist nicht so selten: großräumige und lang andauernde Stromnetzausfälle gab es in Europa im November 2005, im November 2006 und zuletzt als Folge des Sturms Kyrill im Januar 2007. In den USA brach das zentralisierte Stromnetz am 15.08.2003 fast vollständig zusammen. Nach Auffassung von Experten werden Blackouts und zeitweilige Stromausfälle sogar noch zunehmen. Die Folge: Kein Licht, keine Heizung, kein Strom für den Kühlschrank und keine Energie für den Computer - und das, obwohl die Solarmodule auf dem eigenen Dach als kleines dezentrales Kraftwerk durchaus Strom für den Eigenbedarf liefern können.

Synthese von Inselanlage und Netzkoppelung schließt Versorgungslücken
Hier setzt das Backup Konzept an. Mit dem Backup-System können Besitzer ihre Solarstromanlage auch bei einem Netzausfall nutzen und die wichtigsten Stromverbraucher selbst versorgen. Innerhalb von nur 30 Millisekunden schaltet Sunny Backup auf Inselstromversorgung um, auch nachts oder wenn die Hausbewohner im Urlaub sind. Sowohl neue als auch bestehende Solarstromanlagen können einfach und preiswert um die Backup-Technologie erweitert werden – ohne Beeinträchtigung des Photovoltaik-Wirkungsgrades.

Solarstrom auch bei Netzausfall
Im Normalbetrieb wird Solarstrom über einen oder mehrere Wechselrichter ins öffentliche Netz eingespeist. Nur bei einem Netzausfall versorgt der Backup-Wechselrichter die Verbraucher im Haus, indem er in Bruchteilen von Sekunden ein autarkes Netz bildet. Zentrale Komponente der solaren Notstromanlage ist ein zusätzlicher Backup Wechselrichter, der das komplette System "managt". Weitere Bestandteile sind eine automatische Umschalteinrichtung (AS-Box), die den Photovoltaik-Generator bei einem Netzausfall normgerecht und sicher vom Netz trennt, und ein bedarfsgerecht ausgelegter Satz Batterien. Der Backup Wechselrichter koordiniert beim Netzausfall sämtliche Schalthandlungen wie zum Beispiel die Netztrennung und die Umschaltung der PV-Anlage.

Versorgungssicherheit für private und gewerbliche Solaranlagenbetreiber
Wie wichtig die Stromversorgung ist, wird erst spürbar, wenn sie ausfällt. Private Haushalte, aber auch Unternehmen müssen ohne Licht auskommen, die Heizung funktioniert nicht, weil die elektrischen Pumpen streiken, selbstverständliche Kommunikationsmittel wie Telefon und PC stehen nicht mehr zur Verfügung. Besonders schwer wiegende Folgen hat ein Stromausfall beispielsweise, wenn Kühlketten unterbrochen werden und Lebensmittel oder gar Medikamente verderben. In landwirtschaftlichen Betrieben können Stalldurchlüftung und Wärmelampen ausfallen.

Solarstromanlage und Batterien im Parallelbetrieb
Das neu geschaffene Inselnetz liefert dann gemeinsam mit der PV-Anlage die Energie für die wichtigsten Geräte im Haushalt oder in einem Unternehmen. Die Solarmodule dienen sowohl zur direkten Versorgung als auch zur Ladung der Batterien. Durch den Direktbetrieb bei Sonneneinstrahlung kann der Batteriesatz klein und damit kostengünstig ausgelegt werden, denn er muss in der Regel nur die Nachtstunden überbrücken. Der Parallel-Betrieb von Solarstromanlage und Batterien ermöglicht, dass auch bei einem Stromausfall über lange Betriebszeiten Energie zur Verfügung steht.
Sobald das öffentliche Netz wieder zur Verfügung steht, schaltet der Backup-Wechselrichter automatisch und ohne Unterbrechung in den Netzbetrieb zurück und überlässt die Solarstromanlagen seinen solaren "Kollegen".