Meine Eltern träumten schon lange von einer eigenen Photovoltaikanlage. Doch wie so oft bei grossen Projekten tauchten viele Fragen auf, die zuerst geklärt werden mussten. Wo genau sollte die PV-Anlage montiert werden? Wie gross sollte sie dimensioniert sein, um den Energiebedarf optimal zu decken?
Und wie sieht es mit der Zukunft aus? Können wir die Anlage später erweitern? Brauchen wir einen Akku, um den Strom effizient zu speichern? Was, wenn wir uns irgendwann ein E-Auto anschaffen – lässt sich die Anlage dann entsprechend nachrüsten? All diese Fragen beschäftigten uns, und wir erkannten schnell, dass viele Faktoren berücksichtigt werden müssen, um die bestmögliche Entscheidung zu treffen.
Diese Überlegungen führten uns dazu, tiefer in das Thema einzutauchen und Antworten zu finden, die nicht nur heute, sondern auch in Zukunft relevant sind. Denn die Investition in eine PV-Anlage ist mehr als nur eine Entscheidung für saubere Energie – es ist ein Schritt in eine nachhaltige Zukunft, die sorgfältig geplant sein will.
Meine Eltern stehen zudem kurz vor ihrer Pensionierung, und gerade in diesem Zusammenhang erscheint die Anschaffung einer Photovoltaikanlage äusserst sinnvoll. Durch die PV-Anlage lassen sich zukünftige Fixkosten, wie die Stromkosten, erheblich reduzieren. Es ist wohl jedem klar, dass die Strompreise in Zukunft nicht sinken, sondern eher steigen werden. Daher sehe ich die Investition in eine PV-Anlage nicht nur als wirtschaftlich sinnvoll, sondern auch als wichtige Massnahme für eine entspannte und abgesicherte Pensionierung.
Darüber hinaus betreiben meine Eltern einen Hofladen, in dem sie viele leckere und nachhaltig hergestellte Produkte anbieten. Doch die Stromrechnungen sind in den letzten Jahren aufgrund der Anschaffungen von Tiefkühlern, Trocknern, Dörrgeräten und weiteren elektrischen Geräten deutlich gestiegen. Dies ist ein weiterer Grund, warum die Investition in eine PV-Anlage für uns so attraktiv ist – sie hilft, die Energiekosten zu senken und die Nachhaltigkeit unseres Betriebs zu steigern.
All diese Überlegungen führen zu einem klaren Fazit: Die Anschaffung einer PV-Anlage ist eine sinnvolle Investition in die Zukunft – sowohl für die Pensionierung meiner Eltern als auch für den nachhaltigen Betrieb ihres Hofladens.
Standort
Wir haben uns entschieden, die PV-Anlage auf unserem Kuhstall zu installieren, und dafür gibt es mehrere gute Gründe. Zum einen möchten wir das Ziegeldach des Bauernhauses nicht belasten, da ich in naher Zukunft plane, eine Wohnung unter dem Dach auszubauen. Dies würde durch die Installation einer PV-Anlage auf dem Dach erschwert, insbesondere was die Positionierung von Dachfenstern und andere bauliche Aspekte betrifft.
Aus diesem Grund fiel unsere Wahl auf den Kuhstall, der ebenfalls ein Ziegeldach hat, das ohnehin erneuert werden muss. So können wir beide Projekte in einem Zug erledigen. Das Gerüst, das für die Montage der Solaranlage erforderlich ist, wird auch gleich dazu genutzt, das alte Ziegeldach zu entfernen und ein neues Blechdach zu installieren. Erst danach wird die PV-Anlage montiert.
Hauptverteilung Bauernhaus und Unterverteilung Kuhstall
Die Hauptverteilung im Bauernhaus ist bereits sehr alt. Während meiner Zeit als Elektriker musste ich viele Teile erneuern und anpassen, was zunehmend schwieriger wurde. Deshalb haben wir uns entschlossen, eine komplett neue Hauptverteilung anzuschaffen. Angesichts des Zustands der alten Anlage war diese Entscheidung unumgänglich. Im Zuge der Erneuerung habe ich auch ein Überspannungsschutzkonzept entwickelt, um die Anlage optimal abzusichern.
Was ich im kommenden Bild nicht erwähnt habe, sind die Unterverteilungen im Bauernhaus. Hier möchte ich noch anmerken, dass ich in allen Unterverteilungen einen Überspannungsschutz Typ 2 verbaut habe. Ich bin kein Fan von Typ 1+2-Kombileitern, da sie das Konzept unnötig verteuern. Der Vorteil eines Kombiableiters liegt meiner Meinung nach nur darin, dass er praktisch ist, wenn man nicht genau weiss, wann ein Typ 1 oder ein Typ 2 benötigt wird.
Wie auf der ersten Abbildung zu sehen war, beträgt die Distanz zwischen dem Bauernhaus und dem Kuhstall über 10 Meter. Dies führte dazu, dass ich sowohl im Unterverteiler des Kuhstalls als auch in der Hauptverteilung des Bauernhauses die Leitungen beidseitig mit einem Überspannungsschutz versehen musste.
Dabei handelt es sich nicht nur um die Stromleitung, sondern auch um die Netzwerkverbindung und den Bus (RS485), der für den Energiezähler verwendet wird. Für die Überspannungsschutzkomponenten habe ich mich für Produkte von Weidmüller entschieden. Besonders praktisch finde ich die Farbwahl in Orange, da auf einen Blick erkennbar ist, dass es sich um einen Überspannungsschutz handelt (meine Persönliche Meinung).
Stringplanung
Auf der Abbildung möchte ich die PV-Strings kurz erläutern. Es ist wichtig zu beachten, dass das Dach bei uns zu 50 % nach Osten und zu 50 % nach Westen ausgerichtet ist. Dadurch ist Euch wahrscheinlich auch klar, dass wir die Peak-Leistung von 28 kW nur selten erreichen werden. Das ist jedoch kein Nachteil, da die Wechselrichter dadurch nicht ständig mit voller Leistung arbeiten müssen, was automatisch ihre Lebensdauer erhöht.
An dieser Stelle möchte ich mich nochmals herzlich bei der LED-Werkstatt bedanken. Durch die wertvollen Praxiserfahrungen von Christoph Farni konnten wir die Aufteilung der PV-Anlage sehr clever und effektiv gestalten.
Jeder unserer Wechselrichter (Fronius) kann mit zwei Strings gespeist werden, die natürlich über einen GAK (Generator-Anschlusskasten von Weidmüller) erschlossen werden. Wie bereits erwähnt, betreiben meine Eltern einen Hofladen und benötigen daher kontinuierlich Strom für die Lebensmittelproduktion.
Es ist allgemein bekannt, dass die Sonne im Osten aufgeht und im Westen untergeht. Das bedeutet, dass zu Beginn des Tages hauptsächlich die Ost-Seite des Daches Strom produziert, um die Mittagszeit sowohl die Ost- als auch die West-Seite, und gegen Abend schliesslich nur noch die West-Seite. Aus diesem Grund haben wir uns entschieden, jeweils einen String von der Ost-Seite und einen von der West-Seite mit einem Wechselrichter zu koppeln. Dadurch wird der Akku den ganzen Tag über gleichmässig geladen, und meine Eltern können den Grossteil ihres Tagesstromverbrauchs selbst decken. So ist es leicht nachzuvollziehen, dass wir im Durchschnitt etwa 15 kW an Leistung produzieren.
Vielleicht liest dies ja ein PV-Installateur und fragt sich, warum wir zwei Fronius Symo Gen24 Hybrid-Wechselrichter verwenden, obwohl nur einer von ihnen einen Akku laden kann? Auf diese Frage gehe ich im nächsten Abschnitt ein. 😉
Batterie Einspeisung
Hier kurz das Schema, wie die Batterie, Wechselrichter und das Energie Meter verbunden sind:
Wie bereits erwähnt, kann in meinem favorisierten System von Fronius nur ein Wechselrichter die Batterie laden. An dieser Stelle möchte ich nochmals betonen, dass elektrische Geräte jederzeit ausfallen können. In solchen Fällen braucht man oft Geduld und Zeit für die Reparatur. Doch was passiert mit der Batterie, wenn ein Wechselrichter ausfällt und erst in etwa drei Wochen ersetzt werden kann? Genau, die Batterie wird in dieser Zeit weder geladen noch entladen, was äusserst ärgerlich sein kann.
Deshalb haben wir uns entschieden, zwei Hybrid-Wechselrichter von Fronius zu installieren. Sollte einer der Wechselrichter ausfallen, können wir den zweiten, der mit einer „2“ gekennzeichnet ist, einfach umschalten, sodass die Batterie weiterhin genutzt werden kann. So vermeiden wir lange Ausfallzeiten und müssen nicht wochenlang auf eine Lösung warten.
Um dies zu ermöglichen, haben wir sämtliche DC-Anschlüsse sowohl zum Wechselrichter als auch zur Batterie mit PV-Steckern (PV-Next) versehen. Diese ermöglichen es, den Wechselrichter auf der DC-Seite unkompliziert umzusetzen. Auch die Bus-Anbindung über RS485 habe ich extern geführt, um diese bei Bedarf einfach zu überbrücken.
Ich bin sicher, dass jeder, der schon einmal einen Ausfall erlebt hat, dieses Szenario gut nachvollziehen kann. 😉
Bitte das volle Potenzial!
Eine PV-Anlage zu installieren ist das eine, aber das volle Potenzial daraus zu schöpfen, ist eine ganz andere Herausforderung – und leider bleibt dies bei vielen ungenutzt oder wird nicht ausreichend erklärt. Ich möchte kurz darauf hinweisen, dass Fronius auch digitale Ausgänge anbietet, mit denen Sie basierend auf dem PV-Überschuss gezielt Endverbraucher ansteuern und priorisieren können. Das ermöglicht eine noch effizientere Nutzung des erzeugten Stroms.
Doch diejenigen, die mich kennen, wissen, dass es noch viel mehr zu entdecken gibt. Ich habe bereits einmal ein Energiemanagementsystem entwickelt, und mein Ziel ist es, dieses System auch bei dieser PV-Anlage weiter auszubauen. Allerdings werde ich diesen Prozess schrittweise angehen müssen.
Hier meine aktuellen Überlegungen und Tätigkeiten:
Der IoT-Stack werde ich mithilfe einer IoT-Steuerung umsetzten.
Ich werde bei der Umsetzung der jeweiligen Anwendungen einen neuen Blogbeitrag erstellen und diesen hier direkt verlinken. So könnt Ihr genau verfolgen, wie ich die verschiedenen Schritte umsetze. Vielleicht gibt es ja einige unter Euch, die diesen Beitrag lesen und ebenfalls Lust bekommen, mehr aus ihrer eigenen PV-Anlage herauszuholen. 🙂
