Wenn Sie schon einmal ein Gespräch über Solarenergie mitverfolgt haben und das Gefühl hatten, versehentlich in eine Vorlesung der Elektrotechnik geraten zu sein, sind Sie nicht allein. Die Solarbranche hat ihre eigene Sprache, voller Abkürzungen, Fachbegriffe und Schlagworte, die selbst dem enthusiastischsten Hausbesitzer den Kopf verdrehen können. Ganz gleich, ob Sie gerade erst in die Welt der Solarenergie einsteigen oder Ihr Verständnis vertiefen möchten – wir haben einige der gängigsten Solarbegriffe zusammengestellt und sie in verständlicher Sprache erklärt.
Wechselstromgekoppelt
Der Begriff „AC-gekoppelt“ bezieht sich auf Solaranlagen, bei denen Wechselstromquellen (AC), wie beispielsweise Mikro-Wechselrichter oder Sekundärwechselrichter, über den Wechselstromeingang eines Wechselrichters – in der Regel den „Generator“-Anschluss (Gen) – an ein Energiespeichersystem angeschlossen werden. So ermöglichen beispielsweise Wechselrichter von Sol-Ark diese Konfiguration zur Integration verschiedener Wechselstromquellen.
Amperestunden (Ah) und Kilowattstunden (kWh)
Diese Einheiten dienen zur Messung der Energiekapazität. In Batteriespezifikationen werden häufig Amperestunden (Ah) verwendet, während Kilowattstunden (kWh) eher für den Gesamtenergieverbrauch eines Systems üblich sind. Ein durchschnittlicher US-Haushalt verbraucht je nach Region und Jahreszeit etwa 30–60 kWh pro Tag (US-Energieinformationsbehörde [EIA], 2023). Eine Batterie mit einer Nennspannung von 51 V und einer Kapazität von 1.176 Ah entspricht etwa 60 kWh.
Batteriechemien
- Blei-Säure: Traditionell und preiswert, wie bei Auto- oder Golfwagenbatterien.
- AGM (Absorbent Glass Mat): Eine versiegelte, wartungsfreie Variante der Blei-Säure-Batterie mit verbesserter Sicherheit und Leistung.
- LiFePO₄ (Lithium-Eisenphosphat): Aufgrund seiner hohen Zyklenfestigkeit und thermischen Stabilität der Industriestandard für Solaranwendungen
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Black Start
Dieser Begriff beschreibt ein wechselstromgekoppeltes System, dessen Batterien entladen sind und das einen Neustart versucht. Wenn der Wechselrichter ein netzbildendes Signal (120/240 V, 60 Hz) erzeugen kann, ermöglicht er es Wechselstromquellen, das System mit Strom zu versorgen – und ermöglicht so die „Black-Start“-Funktion.
Kommunikation im geschlossenen Regelkreis vs. Kommunikation im offenen Regelkreis
- Geschlossener Regelkreis: Der Wechselrichter kommuniziert direkt mit dem Batteriemanagementsystem (BMS) der Batterie und optimiert so Leistung und Sicherheit.
- Offener Regelkreis: Keine Kommunikation mit dem BMS; der Wechselrichter arbeitet auf der Grundlage allgemeiner Parameter ohne direkte Rückmeldung von der Batterie.
Dauerstrom
Gemäß dem National Electrical Code (NEC) als Stromleistung definiert, die über einen Zeitraum von drei Stunden oder länger bereitgestellt werden kann. Systeme mit Batterien höherer Spannung weisen aufgrund von Leistungsbegrenzungen der Leistungsschalter häufig eine bessere Leistung auf. Es ist wichtig, die Angaben der Hersteller zu Wechselrichtern durch Tests unter realen Bedingungen zu überprüfen, da einige Systeme bei anhaltender Belastung überhitzen (National Fire Protection Association [NFPA], 2020).
Stromwandler (CTs)
Diese Geräte messen den durch einen Leiter fließenden Strom. Stromwandler haben die Form von Ringen oder Donuts und ermöglichen es dem Wechselrichter, die Anlagenleistung zu überwachen und die Energieflüsse präzise zu steuern.
Ein Paar aus Washington, D.C.
Ein System, bei dem Gleichstromquellen (DC) wie herkömmliche Solarmodule direkt an die Maximum-Power-Point-Tracker (MPPTs) des Wechselrichters angeschlossen werden. Dieser Ansatz ist effizient und bei Solaranlagen für Privathaushalte weit verbreitet.
Raster
Die herkömmliche Stromversorgung durch den Energieversorger. Der Netzstrom wird über Ihren Stromzähler eingespeist und kommt zum Einsatz, wenn die Solarstromerzeugung oder die gespeicherte Batterieenergie nicht ausreichen.
Netzgekoppelt vs. netzunabhängig
- Netzgekoppelt: An das öffentliche Stromnetz angeschlossen.
- Netzunabhängig: Vollständig autark, ohne Netzanschluss oder Notstromversorgung.
Hybrid-Wechselrichter vs. String-Wechselrichter
- Hybrid-Wechselrichter: Unterstützt sowohl die Solarstromerzeugung als auch die Speicherung in Batterien.
- String-Wechselrichter: Schaltet Solarmodule in Reihe (einen „String“), verfügt jedoch in der Regel nicht über Batteriefunktionen. Wird häufig in Großprojekten eingesetzt.
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LRA (Strom bei blockiertem Rotor)
Bezieht sich auf den Einschaltstrom, der zum Starten des Motors eines Geräts erforderlich ist – häufig bei Klimaanlagen zu beobachten.
Laden
Bezieht sich auf die Stromkreise oder Geräte, die über Ihre Solaranlage oder Ihr Notstromsystem mit Strom versorgt werden.
Mikrowechselrichter
Mikrowechselrichter werden auf Modulebene installiert und wandeln Gleichstrom direkt am Modul in Wechselstrom um. Sie bieten Optimierungsfunktionen auf Modulebene sowie Schnellabschaltfunktionen und erhöhen so die Ausfallsicherheit und Leistung der Anlage.
Ohmsches Gesetz
Anhand dieser Gleichungen lässt sich der Leistungsfluss von PV-Modulen, Batterien, dem Stromnetz und den Verbrauchern bestimmen. Das Ohmsche Gesetz bildet die Grundlage der Elektrizitätstheorie.
- V = I × R (Spannung = Strom × Widerstand)
- P = V × I (Leistung = Spannung × Strom)
Optimierer
Ein Gerät, mit dem Solaranlagen verschattete oder defekte Module in einem Strang umgehen können. Dies maximiert die Gesamtenergieausbeute und umfasst häufig auch Schnellabschaltfunktionen.
Überstromschutzvorrichtungen
Dazu gehören Sicherungen und Leistungsschalter. Sicherungen müssen nach dem Auslösen ausgetauscht werden, während Leistungsschalter zurückgesetzt werden können. Beide schützen die Verkabelung und die Geräte vor Überstrom.
Spitzenlastabdeckung
Eine Strategie zur Senkung der Leistungsgebühren, indem die aus dem Netz bezogene Strommenge zu Spitzenzeiten begrenzt wird. Hybrid-Wechselrichter können Energie aus Batterien statt aus dem Netz beziehen und so die Stromkosten senken.
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PV (Photovoltaik)
Ein Begriff, der den Prozess der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom beschreibt. Auch eine Kurzbezeichnung für Solarmodule.
RSD (Rapid Shutdown)
Eine Brandschutzvorrichtung, die es ermöglicht, die Stromerzeugung von PV-Anlagen schnell zu unterbrechen. Die NEC-Vorschriften schreiben für Anlagen an Gebäuden den Einbau eines RSD vor, um Rettungskräfte zu schützen.
SOC (Ladezustand)
Zeigt an, wie viel Energie noch in einem Akku vorhanden ist – ähnlich wie die Akkustandsanzeige in Prozent auf Ihrem Smartphone. Die meisten Lithium-Akkus sollten nicht unter einen Ladezustand (SOC) von 20 % entladen werden, um ihre Lebensdauer zu erhalten.
Sanftanlauf
Eine Vorrichtung, die an Geräte mit hohem LRA-Wert (wie Klimaanlagen) angebracht wird und den Strom schrittweise erhöht, wodurch die Belastung sowohl des Geräts als auch des Wechselrichters beim Anlaufen verringert wird.
SOH (Gesundheitszustand)
Ein Maß für die aktuelle Kapazität einer Batterie im Vergleich zu ihrer ursprünglichen Nennkapazität, das in der Regel in Prozent angegeben wird. Gibt Aufschluss über den langfristigen Zustand der Batterie.
TOU (Zeitabhängige Tarifgestaltung)
Eine Strategie zur Batterieentladung, bei der gespeicherte Energie während Abrechnungszeiträumen mit hohen Stromtarifen genutzt wird. Dies verringert die Abhängigkeit vom Stromnetz und kann zu erheblichen Kosteneinsparungen führen.
VPP (Virtuelles Kraftwerk)
Ein Netzwerk aus dezentralen Energiespeichersystemen (wie beispielsweise Hausbatterien), die ihre gespeicherte Energie bündeln und an das Stromnetz zurückverkaufen. VPPs tragen dazu bei, den Strombedarf im Netz auszugleichen, und können Hausbesitzern dabei helfen, Anreizzahlungen zu erhalten (Lund, Lindgren, Mikkola & Salpakari, 2015).
Erfahren Sie mehr über VPPs
Die Verfügbarkeit der Programme, die Teilnahmebedingungen, die Höhe der Prämien, die Einnahmen, die Häufigkeit der Abrechnung, die Anforderungen der Energieversorger sowie die Teilnahmebedingungen variieren je nach Standort und Programm und können sich ändern. Die Teilnahme, Prämienzahlungen, Einsparungen bei den Stromrechnungen und die Systemleistung werden nicht garantiert. Die tatsächlichen Ergebnisse hängen von der Systemkonfiguration, dem Energieverbrauch, den Anforderungen der Energieversorger und anderen Faktoren ab.
USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung)
Die Fähigkeit des Systems, nahezu augenblicklich – im Millisekundenbereich – vom Netz auf die Batterie-Notstromversorgung umzuschalten. Dadurch werden Störungen an empfindlichen Geräten verhindert.
Literaturverzeichnis
- Dunn, B., Kamath, H. & Tarascon, J. M. (2011). Speicherung elektrischer Energie für das Stromnetz: Eine Vielzahl von Optionen. Science, 334(6058), 928–935. https://doi.org/10.1126/science.1212741
- Lund, H., Lindgren, J., Mikkola, J. & Salpakari, J. (2015). Übersicht über Maßnahmen zur Flexibilisierung des Energiesystems zur Ermöglichung eines hohen Anteils an variabler erneuerbarer Stromerzeugung. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 45, 785–807. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.01.057
- National Fire Protection Association. (2020). National Electrical Code (NEC), Ausgabe 2020. https://www.nfpa.org/
- US-Energieinformationsbehörde. (2023). Wie viel Strom verbraucht ein amerikanischer Haushalt? https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=97&t=3
