Artikel aktualisiert am 21.03.2024
von Boris Stippe | ca: 8 Min. zu lesen

Netzgekoppelte Anlage

Wie funktioniert eine netzgebundene PV-Anlage?

Eine netzgekoppelte Solarstromanlage ist eine Solarstromanlage, die an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist. Der erzeugte Solarstrom kann ins Netz eingespeist werden und wird bei Bedarf vom Netzbetreiber abgenommen und vergütet.

Photovoltaikanlage auf einem Hausdach
Photovoltaikanlage auf einem Hausdach (Bildquelle: Kara – stock.adobe.com)

Eine netzgekoppelte Solarstromanlage ist ein technisches System zur Erzeugung von Solarenergie, das in der Lage ist, den erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Solche Anlagen können auf Hausdächern oder auf größeren Freiflächen installiert werden.

Die Funktionsweise einer netzgekoppelten Solarstromanlage beruht darauf, dass der erzeugte Strom, der nicht direkt vom Verbraucher benötigt wird, in das Stromnetz eingespeist wird. Der Stromfluss wird durch einen speziellen Wechselrichter gesteuert, der die erzeugte Gleichspannung in eine netzkonforme Wechselspannung umwandelt. Die eingespeiste Strommenge wird durch einen Zähler erfasst und an den Stromversorger gemeldet. Dieser vergütet den eingespeisten Strom nach den jeweiligen Einspeisetarifen.

Der Vorteil einer netzgekoppelten Solarstromanlage ist, dass der erzeugte Strom direkt in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Dadurch kann der Solarstrom unabhängig von anderen Stromquellen genutzt werden, was den Einsatz fossiler Brennstoffe reduziert und somit zur Verringerung des CO2-Ausstoßes beiträgt. Zudem können Besitzer von netzgekoppelten Solaranlagen eine Vergütung für den eingespeisten Strom erhalten, was zu einer finanziellen Entlastung führen kann.

Wie funktioniert eine netzgekoppelte Solarstromanlage?

Eine netzgekoppelte Solarstromanlage, auch Photovoltaikanlage genannt, ist eine Technologie zur Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht, die an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist. Solche Anlagen können auf Hausdächern oder auf größeren Freiflächen installiert werden.

Die Funktionsweise einer netzgekoppelten Solarstromanlage beruht auf der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom. Dazu werden Solarmodule installiert, die aus vielen miteinander verbundenen Solarzellen bestehen. Die Solarzellen wandeln das einfallende Sonnenlicht in Gleichstrom um. Dieser Gleichstrom wird von einem Wechselrichter in netzkonforme Wechselspannung umgewandelt, die in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Der Wechselrichter ist ein zentraler Bestandteil der Solaranlage, da er dafür sorgt, dass der erzeugte Strom in der richtigen Form und Qualität ins Netz eingespeist wird.

Produziert die netzgekoppelte Solaranlage mehr Strom, als der Besitzer gerade benötigt, wird der überschüssige Strom in das öffentliche Netz eingespeist. Dieser Strom kann von anderen Verbrauchern genutzt werden und erhöht so den Anteil erneuerbarer Energien im Strommix. Der Stromzähler der Anlage erfasst die eingespeiste Strommenge und meldet sie an den Stromversorger. Dieser vergütet den eingespeisten Strom nach den jeweiligen Einspeisetarifen.

Die Größe und Leistung einer netzgekoppelten Solarstromanlage hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der zur Verfügung stehenden Dach- oder Freifläche, der Ausrichtung und Neigung der Solarmodule sowie der örtlichen Sonneneinstrahlung. Eine gut geplante Solaranlage kann jedoch genug Strom produzieren, um einen Teil des eigenen Energiebedarfs zu decken und so zur Senkung der Stromrechnung und der CO2-Emissionen beitragen.

Kann ich den erzeugten Solarstrom auch selbst nutzen?

Ja, es ist möglich, den erzeugten Solarstrom einer netzgekoppelten Solaranlage selbst zu nutzen. Dazu wird der Strom vom Wechselrichter der Anlage direkt in das Hausnetz eingespeist und kann von den dortigen Verbrauchern genutzt werden.

Um den selbst erzeugten Solarstrom optimal nutzen zu können, empfiehlt es sich, den Verbrauch im Haushalt in die sonnenreichen Tagesstunden zu verlegen. So können z.B. Waschmaschine, Trockner oder Geschirrspüler tagsüber betrieben werden, wenn die Solaranlage am meisten Strom produziert. Dadurch kann der Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms maximiert werden, was die Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz erhöht und die Stromkosten senkt.

Zur effizienten Nutzung des selbst erzeugten Solarstroms können auch intelligente Energiemanagementsysteme eingesetzt werden. Diese Systeme überwachen den Stromverbrauch im Haushalt und steuern die Stromproduktion der Solaranlage entsprechend. Ist beispielsweise der Verbrauch im Haushalt gering, wird die Produktion der Solaranlage gedrosselt oder der überschüssige Strom in das öffentliche Netz eingespeist. Ist der Verbrauch im Haushalt höher als die Produktion der Solaranlage, wird der fehlende Strom aus dem öffentlichen Netz bezogen.

Ein hoher Eigenverbrauchsanteil des selbst erzeugten Solarstroms ist nicht nur ökonomisch sinnvoll, sondern auch ökologisch vorteilhaft. Denn je mehr Solarstrom selbst genutzt wird, desto weniger Strom muss aus dem öffentlichen Netz bezogen werden, was den Anteil erneuerbarer Energien am Strommix erhöht und zur CO2-Reduktion beiträgt.

Wie viel Strom kann eine netzgekoppelte Solaranlage erzeugen?

Wie viel Strom eine netzgekoppelte Solaranlage erzeugen kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören die Größe der Anlage, die Ausrichtung und Neigung der Solarmodule, die Intensität der Sonneneinstrahlung und die Temperatur. Je besser diese Faktoren aufeinander abgestimmt sind, desto höher ist die Stromproduktion.

Die Leistung einer Solaranlage wird in Kilowatt Peak (kWp) angegeben und gibt an, wie viel Strom die Anlage unter Standardtestbedingungen erzeugt. Eine typische netzgekoppelte Solaranlage für ein Einfamilienhaus hat eine Leistung zwischen 3 kWp und 10 kWp. Je nach Standort und Wetterbedingungen kann eine solche Anlage zwischen 3.000 und 10.000 kWh Strom pro Jahr erzeugen.

Größere netzgekoppelte Solaranlagen, die auf Freiflächen installiert werden, können eine höhere Leistung haben und entsprechend mehr Strom produzieren. Solche Anlagen werden häufig zur Stromversorgung von Gewerbebetrieben, Industrieanlagen oder landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzt. In Deutschland gibt es auch Solarparks, die auf Brachflächen oder ehemaligen Industrieanlagen errichtet wurden und eine Leistung von mehreren Megawatt Peak (MWp) haben.

Die genaue Strommenge, die eine netzgekoppelte Solaranlage produziert, hängt jedoch stark von der Intensität der Sonneneinstrahlung und den klimatischen Bedingungen ab. In Deutschland ist die Stromproduktion von Solaranlagen im Winter aufgrund der geringeren Sonneneinstrahlung und der kürzeren Tageslänge geringer als im Sommer. Dennoch ist auch im Winter eine gewisse Stromproduktion durch eine netzgekoppelte Solaranlage möglich.

Wie hoch ist die Einspeisevergütung für Solarstrom?

Die Einspeisevergütung für Solarstrom ist eine vom Gesetzgeber festgelegte Vergütung, die Besitzer von netzgekoppelten Solaranlagen erhalten, wenn sie den von ihrer Anlage erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einspeisen. Die Einspeisevergütung soll Anreize schaffen, um den Ausbau der erneuerbaren Energien zu fördern und den Umstieg auf eine klimafreundliche Energieversorgung zu beschleunigen.

Die Höhe der Einspeisevergütung ist in Deutschland im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt. Die Vergütungssätze werden regelmäßig angepasst und sind nach Anlagengröße und Inbetriebnahmezeitpunkt gestaffelt. Grundsätzlich sinkt die Einspeisevergütung mit jeder Novellierung des EEG, um den Ausbau der erneuerbaren Energien wirtschaftlicher zu machen.

Im Jahr 2021 beträgt die Einspeisevergütung für neu in Betrieb genommene netzgekoppelte Solarstromanlagen bis 10 kWp durchschnittlich rund 8 Cent pro Kilowattstunde. Für Anlagen zwischen 10 kWp und 100 kWp lag die Vergütung bei rund 7 Cent pro Kilowattstunde. Für größere Anlagen war die Vergütung noch geringer. Die genauen Vergütungssätze können jedoch je nach Bundesland und Netzbetreiber leicht variieren.

Wichtig ist, dass die Einspeisevergütung nur für einen begrenzten Zeitraum gezahlt wird. In der Regel beträgt die Vergütungsdauer für Solaranlagen 20 Jahre ab Inbetriebnahme. Nach Ablauf dieser Zeit muss der Besitzer einer netzgekoppelten Solaranlage den produzierten Strom zum aktuellen Strompreis ins öffentliche Netz einspeisen oder selbst nutzen.

Welche Voraussetzungen muss ich für die Installation einer netzgekoppelten Solaranlage erfüllen?

Für die Installation einer netzgekoppelten Solaranlage müssen verschiedene Voraussetzungen erfüllt sein. Hier einige der wichtigsten Punkte, die es zu beachten gilt:

  • Genehmigungspflicht: Für die Installation einer netzgekoppelten Solaranlage kann eine Baugenehmigung erforderlich sein. Dies hängt von der Größe der Anlage, der Art des Gebäudes und den örtlichen Bauvorschriften ab. Im Zweifelsfall sollten sich Interessierte bei der zuständigen Baubehörde erkundigen.
  • Tragfähigkeit des Daches: Die Solarmodule und die Befestigungssysteme der Anlage müssen sicher auf dem Dach montiert werden können. Dazu ist es wichtig, die Tragfähigkeit des Daches zu prüfen. Eine statische Berechnung durch einen Architekten oder Statiker kann hier hilfreich sein.
  • Ausrichtung und Neigung: Ausrichtung und Neigung der Solarmodule sind wichtig für eine effiziente Stromproduktion. Ideal ist eine Ausrichtung nach Süden mit einer Neigung von etwa 30 Grad. Ist dies nicht möglich, können auch andere Ausrichtungen und Neigungen gewählt werden, die jedoch die Stromproduktion beeinträchtigen können.
  • Netzanschluss: Eine netzgekoppelte Solarstromanlage muss an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden. Dazu ist eine Anmeldung beim Netzbetreiber erforderlich. Die Kosten für Anschluss und Zählerinstallation können je nach Netzbetreiber variieren.
  • Einspeisemanagement: Bei größeren Anlagen kann ein Einspeisemanagement erforderlich sein, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Dabei wird die Stromproduktion der Anlage bei Bedarf gedrosselt, um Netzüberlastungen zu vermeiden.
  • Wartung und Instandhaltung: Eine netzgekoppelte Solarstromanlage benötigt regelmäßige Wartung und Instandhaltung, um eine optimale Stromproduktion zu gewährleisten. Dazu gehören beispielsweise die Reinigung der Solarmodule, die Überprüfung der elektrischen Anlage und die Kontrolle des Wechselrichters.

Fazit

Eine netzgekoppelte Solarstromanlage erzeugt Solarstrom und speist diesen in das öffentliche Stromnetz ein. Dabei wird der von den Solarzellen erzeugte Gleichstrom durch einen Wechselrichter in netzkonforme Wechselspannung umgewandelt und ins Netz eingespeist. Die Einspeisung wird über einen Zähler erfasst und der Stromversorger zahlt dem Anlagenbesitzer eine Einspeisevergütung. Es ist auch möglich, den erzeugten Solarstrom selbst zu nutzen, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die Stromrechnung zu senken. Die Leistung der Anlage hängt von Faktoren wie der Größe der Anlage, der Ausrichtung der Solarmodule und der Sonneneinstrahlung ab. Die Installation erfordert eine Baugenehmigung, eine Überprüfung der Tragfähigkeit des Daches, eine Anmeldung beim Netzbetreiber und eine regelmäßige Wartung.

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