Schaltplan PV-Anlage (mit Speicher): So funktioniert’s!
- Anna Vöpel
- Aktualisiert: 24.02.2025
PV-Anlagen mit Speicher sind gerade absolut im Trend und das aus gutem Grund. Sie machen unabhängig von steigenden Energiepreisen und helfen Geld zu sparen. Beim Anschluss einer Solaranlage an das Haus, den Speicher und das Stromnetz müssen aber einige Dinge beachtet werden, sonst kann das gefährlich werden. Dafür gibt es einen sogenannten Schaltplan.
Wir klären auf, welche Vorgaben genau es zu beachten gilt und wie Sie die Verkabelung und den Anschluss Ihrer PV-Anlage am besten abwickeln können. Zudem geben wir detaillierte Einblicke in die Schaltpläne diverser Anlagen und erklären die einzelnen Komponenten.
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Was ist der Schaltplan einer PV-Anlage?
Der Schaltplan einer PV-Anlage zeigt die elektrische Verdrahtung und den Aufbau der Anlage. Ein solcher Plan ist deshalb wichtig, damit sich Techniker die die Anlage anschließen, warten oder etwas daran verändern, schnell zurechtfinden und genau wissen, wie die Anlage funktioniert.
Der Schaltplan enthält alle relevanten elektrischen Komponenten wie Solarpanels, Wechselrichter, Batteriespeicher, Verkabelungen, Sicherungen und Zähler.
Der Schaltplan einer PV-Anlage sollte übersichtlich und nachvollziehbar gestaltet sein, um im Falle von Störungen oder Wartungsarbeiten schnell und sicher auf die einzelnen Komponenten zugreifen zu können.
Rechtliche Vorschriften zum Anschluss von PV-Anlagen
Die rechtlichen Vorgaben zum Anschluss einer privaten Solaranlage an das Stromnetz werden durch das Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) in Paragraf 8 geregelt.
Die wichtigsten Punkte haben wir Ihnen leicht verständlich zusammengefasst:
Wenn Sie die Solaranlage an das öffentliche Stromnetz anschließen möchten, müssen Sie das vorher bei Ihrem zuständigen Netzbetreiber beantragen.
Ihr Netzbetreiber muss anschließend je nach Größe der Anlage in 4 bis 8 Wochen ausführliche Rückmeldung zu dem Antrag geben. Gibt der Netzbetreiber innerhalb der 8-Wochen-Frist keine Antwort, darf die Anlage unter den geltenden Vorschriften angeschlossen werden. Ohne weitere Benachrichtigung.
Als Anschlusspunkt der PV-Anlage an das Netz muss der technisch und wirtschaftlich sinnvollste Verknüpfungspunkt gewählt werden. Das entspricht meist dem bestehenden Netzanschluss des Gebäudes.
Der Anschluss einer Solaranlage hinter dem Netzanschluss des Hauses dürfen nur durch zertifizierte Installateure durchgeführt werden, die über eine Eintragung im Installateurverzeichnis verfügen.
Ab dem 1. Januar 2025 sollen neue gesetzliche Vorgaben (§ 8 Abs. 7 EEG) die Bearbeitung von Netzanschlussbegehren für Anlagen bis 30 kW durch Digitalisierung und Vereinheitlichung deutlich beschleunigen. Netzbetreiber sind verpflichtet, den Prozess sowie den erforderlichen Informationsaustausch zu digitalisieren und Webportale bereitzustellen.
Komponenten einer PV-Anlage mit Speicher im Schaltplan
Für eine klassische netzgekoppelte PV-Anlage umfasst der Schaltplan in der Regel folgende Hauptkomponenten:
Solarpanels: Die PV-Module wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom um und sind die eigentlichen Energieerzeuger der Solaranlage.
DC-Trennschalter: Der DC-Trennschalter dient dazu, die Solarpanels von den restlichen Anlagenteilen zu trennen und die Anlage sicher abzuschalten.
Steuergerät: Das Steuergerät oder auch als MPP-Tracker bezeichnet, sorgt für den optimalen Betrieb der Solarmodule und die maximale Stromausbeute.
Stromspeicher: Der Gleichstrom (DC) der PV-Anlage wird in den Stromspeicher (Akku) geleitet und dort gelagert, bis er abgerufen wird.
Wechselrichter: Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der ins Stromnetz eingespeist werden kann. Denn unsere Haushaltsgeräte funktionieren nur mit Wechselstrom.
AC-Trennschalter: Der AC-Trennschalter trennt die Anlage vom Stromnetz und dient der Abschaltung und Wartung der Anlage.
Stromzähler: Der Zähler misst die eingespeiste und bezogene Strommenge und dient zur Abrechnung mit dem Netzbetreiber.
Wie liest man den Schaltplan einer PV-Anlage?
Machen Sie sich zuerst mit der Legende vertraut, diese erklärt die einzelnen Abkürzungen und Beschriftungen des Schaltplans. Weitere Tipps finden Sie weiter unten.
Das Lesen eines Schaltplans einer PV-Anlage erfordert grundlegende Kenntnisse über Elektrotechnik und Schaltpläne. Hier finden Sie einige Schritte, die beim Lesen eines Schaltplans einer PV-Anlage helfen können:
Titel und Legende: Beginnen Sie mit dem Titel des Schaltplans, um zu verstehen, um welche Art von Anlage es sich handelt. Studieren Sie auch die Legende, um die Symbole und Abkürzungen auf dem Schaltplan zu verstehen.
Flussrichtung des Stroms: Verstehen Sie die Flussrichtung des Stroms auf dem Schaltplan. In einer PV-Anlage fließt der erzeugte Gleichstrom von den Solarpanels zum Wechselrichter und wird dort in Wechselstrom umgewandelt.
Komponenten identifizieren: Identifizieren Sie die einzelnen Komponenten auf dem Schaltplan, wie Solarpanels, Wechselrichter, Trennschalter, Zähler usw. Achten Sie auf deren Symbole und Beschriftungen.
Verbindungen: Verstehen Sie die Verbindungen und Verdrahtungen zwischen den Komponenten. Achten Sie darauf, wie die Kabel verlegt sind, wie die Komponenten miteinander verbunden sind und wo Sicherungen oder Schutzvorrichtungen eingebaut sind.
Schutzmaßnahmen: Achten Sie auf Schutzmaßnahmen wie Sicherungen, Trennschalter oder Überspannungsschutzvorrichtungen auf dem Schaltplan. Diese dienen der Sicherheit der Anlage und der Personen, die daran arbeiten.
Es ist zu empfehlen, sich bei Unsicherheiten mit einem Fachmann für Photovoltaikanlagen in Verbindung zu setzen, der den Schaltplan analysieren und erklären kann.
Schaltplan Beispiel
Schaltplan PV-Anlage mit AC-gekoppelten Speicher
Bei einem Schaltplan, mit Wechselstrom (AC) gekoppeltem Speicher fließt der Strom (DC) der Solarmodule über das Steuergerät zum Wechselrichter. Der Stromspeicher wird nach dem Wechselrichter angeschlossen, da dieser den Strom erst in Wechselstrom umwandeln muss.
Allerdings wird der AC-Strom im Inneren des Speichers dann wieder in DC-Strom umgewandelt, da er nur so gespeichert werden kann. Durch die dreifache Umwandlung entsteht ein Leistungsverlust von ca. 5 %.
Schaltplan PV-Anlage mit DC-gekoppeltem Speicher
Bei einer PV-Anlage mit DC-gekoppeltem Speicher wird der erzeugte Gleichstrom (DC) direkt vom Solarmodul in den Stromspeicher geleitet, ohne vorher in Wechselstrom umgewandelt zu werden. Der Strom fließt über einen Laderegler oder ein Steuergerät, welches die Speicherung und Entnahme des Stroms kontrolliert. Der gespeicherte Gleichstrom kann bei Bedarf direkt aus der Batterie abgerufen werden. Anschließend wird er durch den Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und dann ins Hausnetz eingespeist, wo er verbraucht werden kann.
Photovoltaik Verdrahtung der Module
Grundsätzlich gibt es nur 2 Möglichkeiten die PV-Module anzuschließen, entweder in Reihe oder parallel geschaltet.
Verkabelung der PV-Module in Reihenschaltung
Bei der Reihenschaltung werden die Module in Reihe geschaltet, um die Gesamtspannung des Systems zu erhöhen, die Stromstärke bleibt allerdings gleich. Vorteil der Reihenschaltung ist, dass sie sehr einfach geht. Nachteilig ist dafür, dass bei einer Reihenschaltung die Verschattung eines einzelnen Moduls die Leistung der gesamten Strang-Kette erheblich reduziert.
Bypass-Dioden sind deshalb bei einer Reihenschaltung besonders wichtig. Sie übernehmen in diesem Fall die Funktion, die von den verschatteten Zellen erzeugten Ströme umzuleiten, wodurch verhindert wird, dass die gesamte Zelle oder das gesamte Modul an Leistung verliert. Bypass-Dioden sorgen so für einen zuverlässiges PV-Ertrag.
Verkabelung der PV-Module in Parallelschaltung
Bei der Parallelschaltung von PV-Paneelen werden die Module parallel zueinander geschaltet, um die Spannung konstant zu halten und die Stromstärke zu erhöhen.
Welche Art der Verkabelung mehr Sinn macht, ist abhängig vom Verwendungszweck. Das sollten Sie sich vorher gut überlegen.
Schaltplan bei einer PV-Anlage mit Nulleinspeisung
Bei einer PV-Anlage mit Nulleinspeisung läuft der Strom über das Steuergerät der PV-Anlage entweder direkt in den Speicher bei einer DC-Kopplung. Oder die Energie läuft über den Wechselrichter, wird so in Wechselstrom umgewandelt und kann gleich verbraucht werden. Sie kann dann aber auch über den AC-Anschluss des Speichers eingelagert werden.
In diesem speziellen Fall gibt es keinen Netzanschluss und damit auch keinen Stromzähler.
Schaltplan bei einem Balkonkraftwerk
Bei einer Mini-PV-Anlage wie einem Balkonkraftwerk wird der erzeugte Strom der Module über den Wechselrichter in AC-Strom umgewandelt. Dieser kann dann direkt verbraucht werden. Der erzeugte Gleichstrom der Module kann aber auch erstmal zwischengespeichert werden und erst später umgewandelt werden.
Fazit: AC oder DC Anschluss des Speichers
Ob Sie sich für eine AC- oder DC-Verkabelung Ihres Stromspeichers entscheiden sollten, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Bei der AC-Verkabelung wird der Strom öfter umgewandelt und verliert so ca. 5 % an Energie, während bei der DC-Verkabelung der Strom nur einmal umgewandelt werden muss. Gleichstrom (DC) eignet sich außerdem auch besser für intelligente Verbraucher wie Wärmepumpen oder Wallboxen. DC-Systeme müssen allerdings sorgfältig geplant und aufeinander abgestimmt werden.
Wenn Sie einen Stromspeicher bei Ihrer PV-Anlage nachrüsten wollen, ist ein AC-Speicher die bessere Wahl, denn er hat einen separaten Wechselrichter und ist unabhängig von der PV-Anlage. So kann er mit fast jeder Anlage kombiniert werden. AC ist auch meist die günstigere Option.