Was ist eine Inselanlage bzw. Off-Grid-Anlage?
Eine Inselanlage oder Off-Grid-Anlage ist eine völlig autarke Form der Stromversorgung. Du bist zu keinem Zeitpunkt auf das öffentliche Stromnetz angewiesen.
Lieferant für den Strom ist die Sonne. Ihre Energie wird über Solarmodule und Laderegler in speicherbaren Strom gewandelt. Diesen Strom kannst Du entweder direkt verbrauchen oder in einer Batterie speichern und zu einem späteren Zeitpunkt nutzen.
Unterschied zwischen On-Grid- und Off-Grid-Anlagen
Der Unterschied zwischen On-Grid- und Off-Grid-Anlagen besteht darin, dass die On-Grid-Anlage an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist – so zum Beispiel eine "normale" Photovoltaik-Anlage auf dem Dach, die auch ins Stromnetz einspeist. Eine Off-Grid-Anlage muss unabhängig vom Stromnetz sein und geeignet sich somit für besonders abgelegene Orte ohne Zugang dazu.
Gut für die Umwelt
Die Produktion von Solarstrom ist nicht nur lukrativ und hilft Dir im Falle einer Inselanlage auch an abgeschiedenen Orten mit Strom versorgt zu sein. Du leistest damit auch einen Beitrag zum Schutz von Umwelt und Klima.
Was sind regenerative Energiequellen? Wasserkraft, Windenergie, Sonnenenergie, Biomasse und Erdwärme – all das sind Energiequellen, die nicht versiegen. Und die Gewinnung von Strom aus diesen Quellen produziert auch kaum bis kein CO2. Wohingegen bei der Verstromung von Kohle oder Gas enorme Mengen des Treibhausgases in die Atmosphäre gelangen, denn der Strom wird durch deren Verbrennung erzeugt.
Wenn Du also Deine Waldhütte oder eine Laube rein mit Strom aus Sonnenenergie versorgst, dann ist der Betrieb CO2-neutral. Geld gespart und was fürs Klima getan.
Wo können Inselanlagen eingesetzt werden?
Die Einsatzgebiete von Inselanlagen sind sehr vielfältig. Sie eignen sich für das Gartenhaus, in dem die Akkus vom Rasenmäher oder vom E-Bike geladen werden, genauso wie für Berghütten oder Ferienhäuschen in besonders abgelegenen Gegenden. Aber auch im öffentlichen Raum werden sie schon eingesetzt. So können Bushaltestellen, Parkscheinautomaten oder ähnliche Anlagen schon mit Solarstrom betrieben werden. Das spart Kosten und schont die Umwelt.
Auch für alternative Wohnformen wie Tiny Houses oder Hausboote können Inselanlagen eine Lösung sein, wenn kein Anschluss ans öffentliche Netz möglich ist.
Und auch in der Landwirtschaft zeigen sich solche Off-Grid-Anlagen als guter Problemlöser. Abgelegene Stallanlagen, Weidezäune oder Scheunen können über solche Systemen mit Strom versorgt werden.
Also überall dort, wo Du zu weit weg bist, um vom öffentlichen Stromnetz zu profitieren, kannst Du auf Inselanlagen zurückgreifen.
Wie ermittle ich die benötigte Größe für meine Inselanlage?
Der Strom, den Deine Inselanlage produziert, soll natürlich ausreichen, um die gewünschten Geräte zu versorgen. Damit es damit auch hinhaut, solltest Du im Vorfeld berechnen, was Deine Anlage liefern bzw. speichern muss. Dafür musst Du zunächst alle Verbraucher und deren Verbrauch auflisten. Den Stromverbrauch eines Gerätes findest Du in dessen Gebrauchsanweisung.
Als Beispiel dienen uns vier LED-Lampen mit jeweils 10 Watt. Du nutzt sie fünf Stunden pro Tag. Das ergibt also einen Verbrauch von 200 Wh pro Tag. Die Kapazität des Akkus berechnest Du dann in Ampèrestunden (Ah). Dafür teilst Du den Tagesverbrauch durch die Spannung der Batterie – also 12 Volt:
Batterie: 200 Wh : 12 V = 16,7 Ah Speicherkapazität
Um also nur die Beleuchtung zu betreiben, würde Dir eine Batterie mit einer Speicherkapazität von 16,7 Ah reichen. Wenn Du jetzt alle Verbraucher in diese Rechnung mit einbeziehst, dann weißt Du, welche Speicherkapazität Deine Batterie braucht. Jetzt gilt es noch herauszufinden welche Leistung Deine Solarpanels erbringen müssen.
Dafür musst Du zunächst mal berücksichtigen, dass die maximale Leistung, die für ein Solarpanel angegeben ist, der Idealwert ist, der unter natürlichen Bedingungen selten erreicht werden kann. Deshalb solltest Du mit Volllast-Stunden rechnen. Volllast-Stunden, sind die sonnenreichsten Stunden des Tages. Je nach Standort Deiner Solarpanels sind das im Sommer zwischen vier und sechs Stunden pro Tag.
Wir bleiben jetzt mal beim Beispiel unserer LED-Lampen und gehen von einem Bedarf von 200 Wh aus. Die teilst Du durch die Anzahl der Vollast-Stunden:
Solarpanel: 200 Wh : 4 = 50 Watt Leistung im Sommer
Um also die Beleuchtung in unserem Beispiel zu betreiben, brauchst Du eine Batterie mit einer Speicherkapazität von 16,7 Ah und ein Solarpanel mit einer Leistung von 50 Watt.
Was Du jetzt erfolgreich errechnet hast, ist allerdings die Situation im Sommer. Im Winter liefert Deine Anlage deutlich weniger Strom. Willst Du die Anlage ganzjährig betreiben, dann musst Du die Leistung Deiner Solarmodule aus dem Sommer mit dem Faktor 0,25 multiplizieren. Daraus ergibt sich folgende Rechnung:
Solarpanel: 50 Watt x 0,25 = 12,5 Watt Leistung im Winter
Bei einer Leistung von 50 Watt im Sommer, kommst Du im Winter nur auf 12,5 Watt. Auch das solltest Du in Deine Überlegungen mit einbeziehen.
Genehmigung für Inselanlagen?
In Deutschland geht ja meistens nix ohne Antrag und Genehmigung. Da liegt die Vermutung nahe, dass das auch bei einer Off-Grid-Anlage nicht anders ist. Doch Überraschung ... hier gibt es kaum bis keine bürokratischen Hürden. Das begründet sich darin, dass die Inselanlage ja komplett unabhängig vom Stromnetz betrieben wird. Also muss hier auch kein Netzbetreiber informiert werden bzw. sein Einverständnis geben.
Etwas anders sieht es womöglich mit der Montage der Solarpanels auf dem Dach aus. Das gilt dann aber auch für die "große" Photovoltaik-Anlage, die an das Stromnetz angeschlossen ist. Hier kann es vereinzelt vorkommen, dass aufgrund besonderer baulicher Gegebenheiten, wie Denkmalschutz o. ä. die Montage von Solarmodulen auf dem Dach nicht gestattet ist. Allerdings sind das wirklich Ausnahmen, denn im Zuge der Energiewende und dem Ausbau der erneuerbaren Energien steht der Nutzen einer solchen Anlage meist über optischen oder ästhetischen Interessen.
Informiere Dich über mögliche Auflagen und einen Bebauungsplan am besten im Vorfeld bei Deinem zuständigen Bauamt.
Elektriker um Rat fragen
Obwohl keine Genehmigung nötig ist, solltest Du trotzdem einen Elektriker um Rat fragen oder ihn im Zweifel Deine Anlage mit ihren Verkabelungen checken lassen. Sicherheit sollte unabhängig von gesetzlichen Vorschriften immer oberste Priorität haben.
Was brauche ich um eine Inselanlage aufzubauen?
Eine Inselanlage ist ein in sich geschlossenes System. Mit den folgenden Komponenten kannst Du also theoretisch überall Strom erzeugen. Vorausgesetzt die Sonne hilft mit.
Daraus besteht eine Inselanlage:
- Solarmodul
- Solarladeregler
- Solarbatterie
- Spannungswandler
Damit aus dem gespeicherten Gleichstrom dann 230 Volt Wechselstrom wird brauchst Du einen 12 Volt auf 230 Volt Spannungswandler, der an die Batterie angeschlossen wird. Jetzt kannst Du Deine elektronischen Geräte anschließen.
Wenn Dir das mit Spannungswandler und Laderegler zu kompliziert ist, dann nimm statt einer Batterie einfach eine Powerstation. Sie speichert den Strom und gibt ihn als Wechselstrom wieder ab.
Laderegler mit MPPT-Technologie verwenden
Der Laderegler leitet nicht nur die Energie an die Batterie weiter. Er stellt auch sicher, dass die Batterie nicht überladen wird und schützt sie vor Tiefentladung. Tiefentladung bedeutet, dass ein Akku so weit entladen wird, dass er sich nicht mehr aufladen lässt. Achte darauf ein Gerät mit MPPT-Technologie zu verwenden. MPPT = Maximum-Power-Point-Track.
So werden größtmöglicher Schutz für die Batterie und besonders hohe Energieerträge gewährleistet.
Grenzen der Off-Grid-Anlagen
Wenn Du jetzt denkst, dass eine solche Inselanlage die Lösung für Deine steigende Stromrechnung ist, dann müssen wir Dich enttäuschen. Ein Wohnhaus durch eine Inselanlage völlig unabhängig vom Stromnetz mit Energie zu versorgen ist kaum möglich. Es mangelt schlicht an den Speichermöglichkeiten.
Gerade im Winter, wenn die Sonne weniger scheint – produziert die Anlage weniger Strom. Das ist aber auch der Zeitraum in dem Du mehr Strom verbrauchst als im Sommer. Du hältst Dich insgesamt mehr drinnen auf. Du brauchst mehr Licht weil es dunkler ist. Und so weiter. Du müsstest also im Sommer schon Strom für den Winter speichern. Das schafft kein noch so großer Speicher.
Insel- oder Off-Grid-Anlagen sind also nicht unbedingt für einen intensiven Dauergebrauch gemacht. Aber für die oben genannten Einsatzmöglichkeiten sind sie sehr gute umweltfreundliche Problemlöser.
