Balkonkraftwerk bei Stromausfall: NA-Schutz & Notstrom

Fällt das Stromnetz aus, liefert ein normales Balkonkraftwerk nichts. Der Wechselrichter trennt sich vom Hausnetz, sobald die Netzspannung wegbleibt, nach der Anwendungsregel VDE-AR-N 4105 spätestens innerhalb von 0,2 Sekunden. Vorgeschrieben ist das durch den Netz- und Anlagenschutz, kurz NA-Schutz. Strom während eines Ausfalls bekommst du nur über einen Speicher mit eigenem, inselfähigem Notstrom-Ausgang oder über eine Powerstation.

Das Wichtigste in Kürze

• Der NA-Schutz trennt den Wechselrichter bei Netzausfall innerhalb der zulässigen Höchstzeit von 0,2 Sekunden; aktuelle Mikrowechselrichter schaffen 50 bis 150 Millisekunden.
• Die Modulgröße ändert daran nichts. Ohne die 50 Hz aus dem Netz als Referenz bleibt der Wechselrichter auch bei voller Sonne aus.
• Notstrom liefert nur ein Speicher mit separatem Notstrom-Ausgang, etwa die Anker SOLIX Solarbank 3 Pro E2700 mit bis zu 1.200 W an diesem Ausgang.
• Eine Powerstation arbeitet unabhängig vom Hausnetz. Für ihre Steckdosen gilt der NA-Schutz nicht.

Der NA-Schutz trennt in maximal 0,2 Sekunden

Jeder netzgekoppelte Wechselrichter in Deutschland führt einen Netz- und Anlagenschutz mit. Die Anwendungsregel VDE-AR-N 4105 schreibt ihn vor und legt fest, wann er auslöst: Sobald Spannung oder Frequenz das zulässige Fenster verlassen, geht die Anlage vom Netz.

Beim Balkonkraftwerk steckt diese Schutzfunktion im Mikrowechselrichter selbst. Ein zusätzliches Schutzgerät im Zählerschrank brauchst du dafür nicht.

Für den kompletten Netzausfall gilt eine Höchstzeit von 0,2 Sekunden. Aktuelle Mikrowechselrichter liegen in der Praxis bei 50 bis 150 Millisekunden. Du merkst davon nichts.

Verantwortlich dafür ist die Bauart des Geräts. Ein netzgeführter Mikrowechselrichter nutzt die 50 Hz des Hausnetzes als Taktgeber und erzeugt ohne diese Referenz keine eigene Wechselspannung. Eine größere Modulfläche hilft deshalb kein Stück: Bei prallem Sonnenschein und totem Netz bleibt der Ausgang stromlos.

Anti-Islanding und die Arbeit an der Leitung

Die Trennung heißt im Normtext Anti-Islanding und verhindert eine ungewollte Inselbildung. Speiste dein Wechselrichter nach einem Ausfall weiter ins Hausnetz, stünde ein Leitungsabschnitt unter Spannung, den der Netzbetreiber gerade freigeschaltet hat.

Aus Bewohnersicht ist die Abschaltung ärgerlich. Die Module liegen in der Sonne, der Kühlschrank bleibt trotzdem aus, und die eigene Anlage nützt im Ernstfall gar nichts. Das ist der stärkste Einwand gegen den NA-Schutz.

Er trägt trotzdem nicht. Ein Gerät, das während eines Ausfalls weiter ins Hausnetz einspeist, gefährdet die Monteure, die an der vermeintlich toten Leitung arbeiten; geschützt wird nach den ausgewerteten Quellen außerdem das Netz selbst. Die 0,2 Sekunden sind der Preis dafür.

Grenzwerte nach VDE-AR-N 4105

Der NA-Schutz beobachtet Spannung und Frequenz. Die folgenden Werte stammen aus der Anwendungsregel, wie sie die unten verlinkte technische Quelle wiedergibt.

Die Stufe bei 50,2 Hz greift schon vor der Trennung. Steigt die Netzfrequenz über diesen Wert, drosselt der Wechselrichter zunächst linear um 40 % je Hertz und geht erst bei 51,5 Hz vollständig vom Netz.

Nach der Netzrückkehr

Zurück ins Netz geht die Anlage von allein, allerdings mit Verzögerung. Nach der Anwendungsregel wartet der Wechselrichter mehrere Sekunden bis wenige Minuten, bevor er wieder einspeist, und prüft in dieser Zeit, ob Spannung und Frequenz stabil im zulässigen Fenster liegen.

Bis dahin bleibt der Ausgang stromlos, auch wenn im Haus schon wieder Licht brennt. Ein Knopfdruck von dir ist nicht vorgesehen.

Dieselbe Wartezeit gilt nach jeder Störung, die den NA-Schutz auslöst. Auch ein kurzer Einbruch der Spannung unter 195 V trennt die Anlage, und danach dauert es wieder Sekunden bis Minuten, bis der Wechselrichter einspeist. Eine kurze Störung kostet damit mehr Erzeugung, als sie selbst dauert.

Netzparallelbetrieb, Inselbetrieb, Notstrom

Drei Begriffe werden in Produktbeschreibungen oft vermischt, und der Unterschied entscheidet darüber, ob im Ausfall etwas läuft:

• Netzparallelbetrieb ist der Normalfall. Der Wechselrichter arbeitet synchron zum Hausnetz und braucht dessen 50 Hz.
• Inselbetrieb heißt Betrieb ohne Netz. Ein inselfähiger Speicher baut sein eigenes Wechselspannungsnetz für die direkt angeschlossenen Geräte auf.
• Notstrom ist die Anwendung davon während eines Ausfalls, begrenzt auf die Verbraucher am dafür vorgesehenen Ausgang.

Ein Speicher ohne eigenen AC-Ausgang gibt seine Energie nur über den netzgekoppelten Weg ab. Fällt das Netz, hilft dir auch ein voller Akku nicht.

Speicher mit Notstrom-Ausgang

Notstrom aus dem Balkonkraftwerk kommt über den Speicher. Manche Balkonspeicher haben eine eigene, als Notstrom gekennzeichnete AC-Buchse, die vom Hausnetz entkoppelt ist und im Inselbetrieb weiterläuft.

Ein Gerät aus dem Preistracker mit dieser Funktion ist die Anker SOLIX Solarbank 3 Pro E2700. Sie besitzt einen separaten Notstrom-AC-Ausgang mit bis zu 1.200 W Ausgangsleistung, der während eines Ausfalls weiter versorgt. Als typische Verbraucher nennt der Hersteller Kühlschrank, Router und Beleuchtung.

Versorgt wird dabei nur, was direkt an diesem Ausgang steckt. Die Einspeisung ins Hausnetz bleibt abgeschaltet, deine Wandsteckdosen in der Wohnung bleiben tot. Verlängerungskabel zum Kühlschrank gehören damit zur Planung.

Welche Speicher so einen Ausgang mitbringen und was sie gerade kosten, findest du im Speicher-Finder und im Preistracker.

Powerstation als zweiter Weg

Eine Powerstation löst dieselbe Aufgabe von der anderen Seite. Sie bringt eigene Steckdosen mit, speist nie ins Hausnetz ein, und deshalb greift der NA-Schutz für ihre Ausgänge nicht.

Im Alltag lädst du sie über Netz oder Solar, im Ausfall steckst du deine Geräte direkt an. Wie lange sie trägt, hängt von Kapazität und angeschlossener Last ab. Voraussetzung ist, dass sie geladen im Schrank steht, wenn das Netz wegbleibt.

Anders als der Balkonspeicher bleibt sie ein separates Gerät: Sie hilft deinem Eigenverbrauch im Alltag nicht, solange du sie nicht bewusst als Zwischenspeicher einsetzt.

Der Ertrag im Normalbetrieb

Ein Blackout ist der Ausnahmefall, der Ertrag deiner Anlage entsteht im Alltag. Jede Kilowattstunde, die tagsüber im Haushalt landet, musst du nicht beim Versorger kaufen.

Was an deinem Standort und mit deiner Ausrichtung zusammenkommt, rechnest du im Ertragsrechner aus. Ob sich zusätzlich ein Speicher trägt, prüfst du im Speicher-Rechner. Die Notstromfunktion zählt dabei als Zugabe zu einer Rechnung, die schon ohne sie aufgehen sollte.