Photovoltaik Inselanlage – Strom ohne Netzanschluss

Steigende Strompreise, der Wunsch nach Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz und die Notwendigkeit einer zuverlässigen Stromversorgung an Orten ohne Netzanschluss , sei es im Gartenhaus, auf der Ferienhütte oder im Wohnmobil, werden für immer mehr Menschen zu zentralen Themen. Eine Photovoltaik-Inselanlage verspricht hier eine autarke und nachhaltige Lösung.

Dieser Leitfaden erklärt dir alles, was du über eine solche Solaranlage wissen musst: von der Funktion über die sorgfältige Planung bis hin zu den rechtlichen Rahmenbedingungen. So kannst du realistisch einschätzen, wie viel Autarkie für dich wirklich möglich ist.

Was ist eigentlich eine Photovoltaik Inselanlage?

Wenn du eine Solaranlage betreibst, die nicht an das öffentliche Netz angeschlossen ist, dann spricht man von einer Photovoltaik Inselanlage. Du kannst die Solaranlage also ganz autark betreiben und beziehst keinen Strom aus dem öffentlichen Netz. Das bedeutet aber auch, dass du nur Strom hast, wenn die Solaranlage welchen produziert. Solche Anlagen werden auch als “Off Grid Anlagen” bezeichnet. 

Du kannst mit der Anlage ganz normal elektronische Geräte betreiben, Licht anschalten oder heizen. Du versorgst dich also komplett selbst mit Strom. Das ist zum Beispiel für abgelegene Hütten , Ferien- oder Gartenhäuser oder auch auf Booten eine Lösung. Meistens kommen Inselanlagen dort zum Einsatz, wo es keine Stromleitungen gibt oder eine neue Anbindung an das Stromnetz zu teuer wäre. Natürlich kannst du auch für ein Einfamilienhaus eine Inselanlage nutzen, in der Praxis passiert das aber kaum. 

So funktioniert eine PV-Inselanlage

Für eine Inselanlage benötigst du im Grunde dieselben Komponenten wie für eine Standard PV-Anlage.

Das Funktionsprinzip basiert auf vier Kernkomponenten, die exakt aufeinander abgestimmt sein müssen:

• Solarmodule: Sie sind das Herzstück jeder Solaranlage. Die Module wandeln Sonnenlicht durch den photovoltaischen Effekt in elektrischen Gleichstrom (DC) um.
• Laderegler: Er ist der intelligente Manager des Systems. Dieser steuert den Ladevorgang der Batterie, schützt den Speicher vor schädlicher Über- und Tiefentladung und optimiert die Effizienz. Moderne Geräte nutzen dafür in der Regel die MPPT-Technologie (Maximum Power Point Tracking), um jederzeit die maximale Leistung aus den Solarmodulen zu gewinnen.
• Batteriespeicher (Akku): Ohne Speicher keine Inselanlage. Die Batterie sichert überschüssigen Solarstrom, damit du ihn auch nachts oder an bewölkten Tagen für deine Stromversorgung nutzen kannst. Statt der früher hier üblichen Blei-Säure-Akkus werden mittlerweile mehr und mehr moderne Lithium-Ionen-Akkus eingesetzt. .
• Wechselrichter (Inselwechselrichter): Beim Kauf des Wechselrichters musst darauf achten, dass du einen Inselwechselrichter nimmst. Diese sind speziell für den Betrieb einer PV Inselanlage gedacht und wandelt den Gleichstrom (DC) aus der Batterie in Wechselstrom (AC) um, damit du deine haushaltsüblichen Geräte mit 230-Volt-Wechselspannung betreiben kannst. 

Bei Bedarf wird die Solaranlage mit einer Wallbox fürs E-Auto und einer Wärmepumpe zum Heizen kombiniert. Im Gegensatz zu einer ans Netz gekoppelten Anlage brauchst du bei einer Inselanlage aber zwingend einen Laderegler und einen oder mehrere Batteriespeicher. Schließlich wird der überschüssige Strom ja nicht eingespeist und muss irgendwo hin fließen. Den Batteriespeicher kannst du dann nutzen, wenn die Anlage keinen Strom produziert. Der Laderegler ist ebenfalls zwingend Notwendig. Weil du bei einer Inselanlage keinen Strom aus dem öffentlichen Netz beziehen kannst, musst du den Strombedarf noch genauer berechnen.

Inselanlage vs. Netzgekoppelte PV-Anlage: Der große Vergleich

Der entscheidende Unterschied zwischen einer Inselanlage und einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage liegt, wie der Name andeutet, im fehlenden Anschluss an das öffentliche Stromnetz. Während netzgekoppelte Solaranlagen überschüssigen Strom ins Netz einspeisen und bei Bedarf Strom daraus beziehen, ist eine Inselanlage per Definition ein geschlossenes System.

Technisch bedeutet das, dass ein Batteriespeicher bei einer Inselanlage eine zwingende Voraussetzung für den Betrieb ist. Bei einer netzgekoppelten Anlage dient er hingegen optional zur Optimierung des Eigenverbrauchs. Rechtlich sind netzgekoppelte Anlagen beim zuständigen Netzbetreiber und im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur meldepflichtig und unterliegen dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Eine reine Inselanlage ist dagegen anmeldefrei, solange sie keine physische Verbindung zum Stromnetz hat.

Für die meisten Wohnhäuser in Deutschland ist eine ans Netz gekoppelte Anlage mit Speicher die wirtschaftlichere und versorgungssicherere Wahl. Sie kombiniert die Vorteile des Eigenverbrauchs mit der Stabilität des öffentlichen Netzes als Backup. Für mehr Sicherheit sind Lösungen mit Notstrom oder Ersatzstrom eine Möglichkeit. Eine Photovoltaik-Inselanlage bleibt jedoch die ideale Lösung für Standorte ohne Netzanschluss wie z.B. eine Gartenlaube, eine Berghütte oder auch ein Wohnwagen oder Wohnmobil.

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Photovoltaik Inselanlage planen: So berechnest du deinen Bedarf

Eine sorgfältige und realistische Planung ist entscheidend für den erfolgreichen Betrieb deiner Inselanlage. Gehe dabei schrittweise vor.

Schritt 1: Eigenen Strombedarf ermitteln (Lastprofil)

Zuerst musst du exakt wissen, wie viel Strom du benötigst. Erstelle dafür eine detaillierte Liste aller elektrischen Geräte (Verbraucher), die du mit der Anlage betreiben möchtest – von der LED-Lampe über den Kühlschrank bis zur Wasserpumpe. Sinnvollerweise ist es sehr empfehlenswert, bei Neuanschaffungen bestmöglich energiesparende Geräte einzusetzen.

Deinen täglichen Energiebedarf in Wattstunden (Wh) berechnest du so: Multipliziere die Leistung (in Watt) jedes Geräts mit seiner täglichen Betriebsdauer (in Stunden). Addiere die Werte aller Geräte, um deinen gesamten Tagesbedarf zu ermitteln. Diesen rechnest du für die weitere Planung in Kilowattstunden (kWh) um (1.000 Wh = 1 kWh). Berücksichtige dabei unbedingt saisonale Unterschiede: Im Winter benötigst du mehr Licht und eventuell eine Heizungspumpe, im Sommer vielleicht eine Kühlbox.

Schritt 2: Benötigte Solarmodule und Leistung berechnen

Bei der Ermittlung der benötigten Menge an Solarmodulen muss berücksichtigt werden, dass der reale tägliche Ertrag je nach geografischem Standort, Dachausrichtung, Neigungswinkel und möglicher Verschattung durch Bäume oder Nachbargebäude sehr stark schwankt und bei Schnee sogar 0 betragen kann. Wenn man im Durchschnitt von ca. 4-5 Sonnenstunden pro Tag ausgeht und ein Systemwirkungsgrad von ca. 80% annimmt ergibt sich aus dem vorgenannten Beispiel mithilfe folgender Faustformel:

Plane auch den Platzbedarf ein: Pro kWp Leistung benötigst du je nach Modulwirkungsgrad etwa 5 bis 7 m² freie und unverschattete Fläche auf der deine Solaranlage installiert werden kann.

Schritt 3: Die richtige Speicherkapazität finden

Die nutzbare Speicherkapazität deiner Batterie ist der entscheidende Faktor für deine Unabhängigkeit. Sie muss so dimensioniert sein, dass sie den Strombedarf für eine definierte Anzahl an sonnenarmen Tagen (sogenannte Autonomietage) überbrücken kann.

Eine gängige Empfehlung ist, die Speicherkapazität in kWh auf das Ein- bis Zweifache deines durchschnittlichen Tagesstromverbrauchs auszulegen. Ein zu kleiner Speicher führt schnell zu Versorgungslücken, während ein überdimensionierter Speicher die Systemkosten unnötig erhöht und die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt. Eine gründliche Analyse deines tatsächlichen Strombedarfs verhindert nicht nur Engpässe, sondern sorgt auch dafür, dass deine Investition langfristig ihren Zweck erfüllt.

Für wen lohnt sich eine Inselanlage?

Der Einsatz einer Inselanlage ist überall dort sinnvoll, wo ein Anschluss an das öffentliche Stromnetz fehlt, unverhältnismäßig teuer oder schlicht nicht gewünscht ist.

• Abgelegene Gebäude ohne Netzanschluss: 
  – Berghütten, Alm- und Jagdhütten 
  – Ferien- und Wochenendhäuser 
  – Schrebergärten und Gartenhäuser weit entfernt vom Hauptgebäude
• Mobile Anwendungen: 
  – Wohnmobile und Camper, die autark stehen wollen 
  – Boote und Yachten zur Versorgung der Bordelektronik
• Spezielle gewerbliche/öffentliche Nutzung: 
  – Messstationen, Weidezäune oder Pumpstationen in der Landwirtschaft 
  – Parkscheinautomaten, Snackautomaten oder Telekommunikationsanlagen an entlegenen Orten

Du kannst auch dein Einfamilienhaus autark mit dem Strom einer Inselanlage versorgen. Das ist zum Beispiel eine gute Lösung, wenn bei dir häufig der Strom ausfällt oder es Schwankungen beim Stromfluss gibt, zum Beispiel, wenn du recht abgelegen wohnst. Ob sich die Anlage lohnt, hängt allerdings von der Lage ab. Voraussetzung ist eine sehr sonnige Lage und die optimale Position für die Solarmodule. Du hast zwar keine Ausgaben mehr für Netzstrom, musst aber auf jeden Fall genug produzieren, um deinen Verbrauch mindestens zu decken. Wie wirtschaftlich die Anlage ist, kommt dann individuell auf deine Investitionskosten an. Tatsächlich findet man solche Solar Inselanlagen sehr selten auf einem normalen Einfamilienhaus. Zwar gibt es keine Extrakosten für Strom aus dem Netz, die Komponenten so einer Anlage sind allerdings überdimensioniert, damit man keine Sonnenenergie verliert. Auch die zwingend erforderlichen Managementsysteme sind teurer als bei Standard-Solaranlagen. 

Solar Inselanlagen sind eine super Sache, damit du auch an den entlegensten Orten mit Strom versorgt bist. Nachfolgend haben wir dir die Vor- und Nachteile von Inselanlagen einmal zusammengefasst: 

Was kostet eine Photovoltaik-Inselanlage?

Die Kosten für eine Inselanlage hängen stark von der Anlagengröße (Leistung in kWp), der Speicherkapazität (kWh) und der Qualität der Komponenten ab. Da der Batteriespeicher ein wesentlicher und kostspieliger Bestandteil ist, sind die spezifischen Kosten pro kWp oft höher als bei vergleichbaren netzgekoppelten Anlagen ohne Speicher. Für PV-Anlagen auf oder in der Nähe von Wohngebäuden entfällt in Deutschland allerdings die Umsatzsteuer.

Betrieb und Management einer Inselanlage

Der tägliche Betrieb einer gut geplanten Inselanlage wird weitgehend automatisch vom System gesteuert. Doch was passiert in extremen Ladezuständen?

Was passiert, wenn die Batterie voll ist? (Umgang mit überschüssigem Strom)

Wenn die Batterie vollständig geladen ist und die Sonne weiterhin scheint, greift das Batteriemanagementsystem (BMS) in Kombination mit dem Laderegler ein. Es verhindert eine schädliche Überladung, indem es den Ladevorgang stoppt und die Leistung der Solarmodule drosselt. Dadurch wird keine weitere nutzbare Energie mehr erzeugt, da sie nicht abgenommen werden kann. Dieser überschüssige Strom kann bei einer reinen Inselanlage nicht eingespeist oder verkauft werden und wird daher aktiv abgeregelt und verfällt ungenutzt.

Was passiert, wenn die Batterie zu lange leer bleibt?

Auch hier schützt das BMS deine Anlage. Bevor der Akku durch eine zu tiefe Entladung (Tiefentladung) dauerhaft Schaden nimmt, schaltet das System die Stromversorgung zu den Verbrauchern ab. Dieses Szenario solltest du unbedingt vermeiden, da eine wiederholte oder längere Tiefentladung die Lebensdauer und Kapazität deiner Batterie irreversibel schädigen kann. Für solche Engpässe sind eine vorausschauende Planung, ein bewusster Stromverbrauch oder ein zusätzlicher Generator als Notfall-Backup die richtigen Strategien.

Rechtliche Rahmenbedingungen in Deutschland

Ein großer Vorteil von Inselanlagen ist der geringe bürokratische Aufwand im Vergleich zu netzgekoppelten Systemen.

Muss ich eine Inselanlage anmelden?

Inselanlagen sind nicht mit dem öffentlichen Netz verbunden. Demnach musst du sie auch nicht beim Netzbetreiber, dem Marktstammdatenregister oder dem Finanzamt anmelden.

Diese Ausnahme gilt jedoch nur für echte, galvanisch getrennte Inselanlagen. Unabhängig davon musst du allgemeine baurechtliche Vorschriften (z. B. Denkmalschutz, Abstandsregeln gemäß Landesbauordnung) und technische Sicherheitsnormen (insbesondere VDE-Normen) einhalten, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Kann ich überschüssigen Strom ins Netz einspeisen?

Nein. Wie bereits erläutert, ist eine Inselanlage ein in sich geschlossenes System ohne Verbindung zum öffentlichen Netz. Eine Einspeisung von Strom und der Erhalt einer Einspeisevergütung nach dem EEG sind daher sowohl technisch als auch rechtlich ausgeschlossen.

Fazit 

Eine Photovoltaik-Inselanlage ist die ideale Lösung für eine unabhängige Stromversorgung an Orten ohne Netzanschluss. Sie bietet Freiheit und ein hohes Maß an Autarkie, erfordert aber eine sorgfältige Planung, eine realistische Erwartungshaltung und eine höhere Anfangsinvestition als netzgekoppelte Systeme.

Beginne jetzt mit deiner Planung! Erstelle eine Liste deiner Verbraucher und ermittle deinen Strombedarf als ersten Schritt in Richtung Unabhängigkeit. Für größere Projekte solltest du unbedingt einen Fachberater hinzuziehen, um eine sichere, langlebige und wirtschaftliche Lösung zu finden.