Was für eine Anlage soll es sein?
In Zeiten immer stärker steigender Energiepreise und des sich verstärkenden Bewusstseins für die Notwendigkeit einer CO2-neutralen Energieversorgung reifte der Entschluss, zur Stromversorgung eine eigene Photovoltaikanlage inklusive eines Stromspeichers installieren zu lassen. Hiermit sollte eine autarke Versorgung von März bis Oktober möglich sein. Unser Dach ist direkt nach Süden ausgerichtet und hat eine Dachneigung von 15°.
Vor der Auftragsvergabe wurden zwei Anbieter angefragt. Das überregional tätige Franchise Enerix und die Firma Elektroanlagen Bär aus Frankfurt-Höchst. Die Anfrage beinhaltete die Installation der Photovoltaikanlage inklusive eines Batteriespeichers, einer Wallbox zum Laden eines E-Auto sowie den Neubau des Zählerschrankes. Der Originalverteiler von Anfang der 1970er Jahre war aufgrund fehlender Nachrüstmöglichkeit für die zusätzlichen Sicherungen, den Überspannungsschutz und Fehlerstromschutz und der zu geringen Leitungsquerschnitte für den Betrieb der Wallbox nicht mehr zu gebrauchen. Da er sehr beengt in einer Nische eingebaut war, musste auch ein neuer Platz für ihn gefunden werden.
Beide Anbieter legten ihrem ersten Angebot unseren aktuellen Jahresstromverbrauch und den Mehrbedarf für ein zukünftiges E-Auto zu Grunde. Durch den Vertreter von Enerix wurde sehr intensiv das Produkt "Sonnenflat" des Anbieters "Sonnen" beworben, das uns nach Lektüre der AGB von "Sonnen" nicht dauerhaft tragfähig erschien. Durch die mittlerweile flächendeckende Kündigung von solchen Verträgen durch diese Firma haben sich unsere Zweifel als richtig erwiesen.
Die ersten Angebote beider Anbieter beinhalteten Anlagen mit recht unterschiedlicher Dimensionierung. Die angebotene Anlage von Enerix war unserer Ansicht nach zu groß und nicht wie vorschlagen auf der Dachfläche anzubringen. Das erste Angebot von Elektro Bär war nach strikt wirtschaftlichen Kriterien dimensioniert und erschien etwas klein für die eingangs erwähnte möglichst große Autarkie.
In einem zweiten Angebot waren die Anlagen vergleichbar: Ca. 8,6kWp große Photovoltaikanlage mit 10kWh nutzbarer Speichergröße und in das Energiemanagement integrierte Wallbox sowie Lösung des Zählerschrankproblems. Enerix setzte dabei auf Technik von RCT Power, während Elektro Bär Komponenten von SMA anbot.
Entschieden haben wir uns für die Lösung von Elektro Bär aufgrund der ordentlicheren Lösung für den Zählerschrank, der Möglichkeit die Ladeleistung der SMA Wallbox nach Ablauf der Förderbedingungen von 11kW auf 22kW anzuheben, besserer Zahlungsbedingungen und eines etwas günstigeren Preises.
Auf den folgenden zwei Seiten beschreibe ich die realisierte Technik und den administrativen Aufwand für Netzagentur und Finanzamt.
Die Technik
Die gesamte Anlage hat eine Leitung von 8,625 kWp mit einer Wechselrichterleistung von 8 kVA. Im Energiemanagement ist den Einspeisebedingungen gemäß eine Begrenzung der Wirkleistungseinspeisung auf 70% der Peakleistung eingestellt. Durch das Energiemanagement soll erreicht werden, dass es dadurch nicht zu Abregelverlusten kommt, sondern fallweise überschüssige Energie im Haus verbraucht bzw. in die Batterie geladen wird.
Folgende Bausteine sind vorhanden:
- 23 PV-Module: Solarwatt Eco 120M 375Wp (aufgeteilt in zwei Strings zu 8 und 15 Modulen)
- Wechselrichter SMA Sunny Tripower 8.0
- Batteriewechselrichter SMA Sunny Boy Storage 5.0
- Batterie BMZ Hyperion mit vier Helios Modulen (10kWh nutzbarer Speicherinhalt)
- Wallbox SMA EV Charger 22kW
- Energiemanagement SMA Sunny Home Manager 2.0
Auf dem Dach:
Die 23 Module sind auf dem Dach auf einem K2 Schienensystem montiert. Dazu wurden die Dachziegeln, die die auf den Sparren montierten Dachhaken abdecken, mit einem Winkelschleifer an der unteren Kante soweit bearbeitet, dass sie spannungsfrei aufliegen und einen Durchlass für den Dachhaken bieten. Das Schleifen produziert eine immense rote Ziegelstaubwolke, die anschließend bis zum nächsten Regen Haus und Garten bedeckt. Auf die Haken werden Querschienen montiert, auf die wiederum mit Winkeln die Module befestigt werden. Die gesamte Metallkonstruktion auf dem Dach ist an die Erdungsschiene im Haus angeschlossen. Die Verkabelung der verschiedenen Modul-Strings und die Kabel zum Wechselrichter liegen unter den Ziegeln. Die Kabelführung der sechs Kabel (Plus und Minus je String, eine Reserveleitung und die Erdung) vom Dach in den Keller kommt zwischen Ziegeln und Traufblech zum Vorschein und wird zwischen Dachrinne und Traufblech unauffällig nach unten geführt. Von dort geht es in einem Metallrohr parallel zur Regenrinne nach unten und durch das Tankanschlussrohr der nicht mehr vorhandenen Heizöltanks in den Keller.
Die Montage aller Elemente im Außenbereich inklusive der Kabelführung in den Keller dauerte knapp zwei Tage.
Die Module sind in zwei Strings aufgeteilt. Ein String mit acht Modulen, der andere String mit 15 Modulen. Diese sehr ungleiche Verteilung der Module auf die Strings soll bewirken, dass bei wenig Licht zumindest ein String schneller die Startspannung des Wechselrichters erreicht und dementsprechend auch bei weniger Licht wenigstens etwas Strom produziert wird. Bisher ist dieser Effekt allerdings nicht eingetreten. Auch bei sehr schlechten Einstrahlungsbedingungen (dicke Wolken, Nebel, leichte Schneedecke auf den Modulen) starten laut Anzeige des Wechselrichters immer beide Modulstränge gleichzeitig mit ihrer jeweiligen Leistung.
Im Keller:
Direkt an der Kabeleinführung vom Dach wurde der Überspannungsschutz für die beiden Strings der PV-Module montiert. Daneben an der Wand wurden nebeneinander der PV-Wechselrichter SMA Sunny Tripower 8.0 und der Batteriewechselrichter SMA Sunny Boy Storage 5.0 angebracht.
Unter dem Batteriewechselrichter hat die Batterie ihren Platz gefunden. Sie steht auf einem kleinen Sockel aus Pflastersteinen, damit ein eventueller Wasserschaden der im gleichen Raum befindlichen Waschmaschine die Batterie nicht unter Wasser setzt.
Die Batterie ist modular aufgebaut und bei uns mit vier von maximal sechs möglichen Speichermodulen ausgestattet. Damit verfügt sie über einen nutzbaren Speicherinhalt von 10 kWh. Bei der Maximalausstattung mit sechs Modulen wären es nutzbar 15kWh.
Im Nachbarraum befindet sich der neue Zählerschrank, im dem der SMA Sunny Home Manager 2.0 seinen Platz gefunden hat. Die Wallbox ist bestimmungsgemäß in der Garage montiert. Vom Zählerschrank zu allen Geräten erfolgte die Wechselstromverdrahtung - dreiphasig zum PV-Wechselrichter und zur Wallbox, einphasing zum Batteriewechselrichter. Für die Wechselrichter wurden im Zählerschrank Lasttrenner mit Schmelzsicherungen eingebaut, für die Wallbox ein FI-Schutzschalter und Schmelzsicherungen. Hier hilft das vorherige Studium der sehr ausführlichen Dokumentation der Geräte auf der SMA-Homepage, um genau die von SMA geforderte Absicherung zu erreichen.
Zu allen Geräten wurde zur Einbindung ins Netzwerk und zum Anschluss ans Internet von der FritzBox eine Ethernetverkabelung gelegt. Die Wechselrichter und die Wallbox sind direkt ans Netzwerk angeschlossen. Der Home Manager ist über den Batteriewechselrichter entsprechend der SMA Dokumentation ans Netz angeschlossen, weshalb eine zusätzliche Netzwerkleitung vom Home Manager zum Batteriewechselrichter verlegt ist.
Die Montage aller Einrichtungen im Keller und der Wallbox in der Garage dauerte ebenfalls zwei Tage. Ein Großteil der Zeit entfiel jedoch gar nicht auf die neuen Komponenten der PV-Anlage sondern auf den Neubau des Zählerschrankes inklusive der Verdrahtung der vorhandenen Hauselektrik vom alten zum neuen Einbauort des Schrankes. Die eigentliche Inbetriebnahme erfolgte in gut einer halben Stunde. Dabei holen sich die angeschlossenen Geräte über das Internet ein Update ihrer Software vom SMA-Server bevor anschließend die Anlage auch online im SMA Sunny Portal konfiguriert wird.
Insgesamt liefen die Arbeiten problemlos ab und das Ergebnis sieht wie erwartet ordentlich aus.
Nach Abschluss der Inbetriebnahme der Anlage wurde durch den Netzbetreiber ein neuer elektronischer Zähler montiert, der nun bezogene und eingespeiste Energie getrennt erfasst.
