1. PV-Module

Standard, flexible & bifaziale Module

Bei Steckersolargeräten kommen oft die gleichen Standardmodule wie bei einer Aufdachanlage zum Einsatz. Es gibt zwei unterschiedliche Bauweisen: Glas-Folie oder Glas-Glas, beides eingefasst in einem Alu-Rahmen oder rahmenlos. Glas-Folien- Module bestehen aus einem vorderseitigen Sicherheitsglas und einer Rückseitenfolie, wohingegen Glas-Glas-Module beidseitig mit Sicherheitsglas ausgestattet sind. Letztere sind etwas widerstandsfähiger und finden in den letzten Jahren zunehmend Verbreitung. Die herkömmlichen PV-Anlagen mit Glas-Folien-Modulen laufen jedoch auch seit 20-30 Jahren problemlos. Glas-Folien-Module sind etwas günstiger, der Preisunterschied hat jedoch stark abgenommen. Darüber hinaus gibt es noch semi-flexible oder flexible Module, die vollständig in eine Kunststofffolie eingefasst sind. Dadurch sind sie biegbar, wesentlich leichter und können mit Klettverschlüssen oder Kabelbindern einfacher und vielseitiger montiert werden. 

Standardmodule sind meist ca. 113 x 175 cm groß und wiegen 21 bis 24 kg. Die Leistung aktueller Module beträgt 380-460 Wp — der Wirkungsgrad und damit die Leistung ist in den letzten Jahren immer mehr gestiegen. Flexmodule gibt es in unterschiedlichen Größen und Leistungen (z.B. 1x1m mit 200 Wp bei ca. 3,8 kg). Die unterschiedliche Leistung ist zumeist durch die Modulgröße erklärbar. Aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts ist die Montage von Standardmodulen aufwändiger und nicht überall möglich. Sie sind wegen ihrer weltweiten Verbreitung bei Dachanlagen jedoch günstiger als Flexmodule. Sowohl Flex- als auch Standardmodule gibt es auch in bifazialer (doppelseitiger) Ausführung. Die Modulrückseite ist durchsichtig und die Stromausbeute kann durch die doppelseitige Nutzung je nach Modulausrichtung und Sonneneinfall um 10 bis 30 % erhöht werden. Neben Flex- und Standardmodulen gibt es noch weitere Bauarten und Spezialanfertigungen, wie zum Beispiel gebäude- oder dachintegrierte Module, die jedoch deutlich teurer sind.

Das reicht für....?

Ein gängiges PV-Modul hat eine Peak-Leistung von 380-460 Wp. Abhängig von den Außentemperaturen und der Sonneneinstrahlung wird die Leistung meistens unterhalb des Peak-Werts liegen. Welche Haushaltsgeräte können mit dem Steckersolargerät vollständig betrieben werden? 

2. Wechselrichter

Eingangs- und Ausgangsleistung, Anschluss

Das PV-Modul erzeugt Gleichstrom (DC - Direct Current). Um in die Steckdose einzuspeisen, muss dieser vom Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden (AC - Alternating Current). Am Wechselrichter wird meist über eine sogenannte “Betteri”-Steckverbindung das Kabel mit dem haushaltsüblichen Schutzkontakt-Stecker (auch kurz “Schuko” genannt) angeschlossen. Der Wechselrichter kann jedoch auch fest oder über eine sogenannte “Wieland”-Energiesteckdose mit dem Haushaltsstromkreis verbunden werden (Abb. 6 und 7). 

Üblicherweise hat der Wechselrichter eine Leistung zwischen 300 und 800 Watt. Die Höhe dieser AC- oder Ausgangsleistung bestimmt, wie viel Strom ins Hausnetz gelangt. Durch das “Solarpaket 1” ist seit Mai 2024 eine vereinfachte Anmeldung von Steckersolargeräten bis 800 W AC-Leistung möglich. Auch der Branchenverband VDE hat die 800-Watt-Einspeisung offiziell erlaubt. 

Welche PV-Leistung darf an einen Wechselrichter angeschlossen werden? Abhängig vom Wechselrichter kann auch eine höhere PV-Leistung an den Wechselrichter angeschlossen werden: Beispielsweise 2 x 460 Wp PV-Module (in Summe also 920 Wp DC-Eingangsleistung). Auf der DC-Seite sind nach aktueller Gesetzgebung bis zu 2000 Wp Eingangsleistung erlaubt. Der Wechselrichter begrenzt die AC-Ausgangsleistung dann technisch auf 800 Watt. Da PV-Module abhängig vom Aufstellungsort und der Sonneneinstrahlung ihre Maximalleistung selten erreichen, wirkt sich eine moderate Begrenzung nur wenig auf die Jahreserzeugung aus. Eine Dimensionierung auf über 2000 Wp (DC) bei einer Begrenzung auf 800 W (AC) halten wir jedoch für übertrieben und wenig sinnvoll, da hier zu viel Leistung abgeregelt wird und damit ungenutzt bleibt.

Wichtig ist, dass die PV-Module und Wechselrichter aufeinander abgestimmt sind. Das heißt konkret: die Nenn- und Maximalspannungen und -Ströme von PV-Modulen liegen im erlaubten Bereich des Wechselrichters. Wenn Sie Module und Wechselrichter im Paket kaufen, wird dies meist vom Anbieter sichergestellt. 

Worauf sollte ich beim Kauf des Wechselrichters achten? Achten Sie beim Kauf darauf, dass der Wechselrichter einen NA-Schutz (Netz- und Anlagenschutz) besitzt und somit der VDE-Norm 4105 entspricht. Der Hersteller erwähnt in der Beschreibung meist den NA-Schutz bzw. die VDE-Norm AR-N 4105 und bietet die Zertifikate und Dokumente in der Regel zum Download an. Weiterhin kann für Sie interessant sein, ob der Wechselrichter eine integrierte WLAN-Funktion besitzt, um die Erträge über eine App oder Fernsteuerung im Handy auslesen zu können. Hat er das nicht, müssen Sie einen zusätzlichen WLAN-Empfänger erwerben oder den Strom über Strommessgeräte an der Steckdose auslesen (siehe S. 14). Je nach Anbringungsort können auch die Maße des Wechselrichters für Sie relevant sein.

Mehr Infos: Was sind nochmal Wp und Wh?

Watt-Peak: Wp
Die Leistung, die ein Solarmodul unter standardisierten Testbedingungen erbringt, wird in Watt-Peak angegeben. Man nennt sie auch Nennleistung. Die Testbedingungen sind: Zellentemperatur = 25 °C, Bestrahlungsstärke = 1000 W/m². Sonnenlichtspektrum AM = 1,5 Steigt die Zelltemperatur, sinkt die Stromausbeute. Bei Zelltemperaturen unter 25° C und sonst gleichen Parametern kann das PV-Modul die Peak-Leistung auch übertreffen. 

Wattstunde: Wh 
Die Strommenge, die ein Modul unter realen Bedingungen in einer Stunde produziert, wird in Wh angegeben. Die Erträge hängen vom Standort, der Temperatur, oder der Sonneneinstrahlung ab. Jährlich kann man in Deutschland mit einem Ertrag zwischen 800 und 900 Wattstunden pro Watt-Peak rechnen. Deshalb ist es auch möglich, eine höhere DC-Eingangsleistung am Wechselrichter anzuschließen, weil die Peak-Leistung unter Realbedingungen nur sehr selten erreicht wird.

3. Kabel, Stecker, Steckdosen

Schutzkontakt, Wieland & Betterie-Verbindungen

Es gibt mehrere Möglichkeiten, das Steckersolargerät in die Stromversorgung des Haushaltes einzubinden. Am weitesten verbreitet ist der Anschluss über das haushaltsübliche Schutzkontakt-Steckersystem (auch Schuko-Stecker genannt). Es ist günstig, einfach und bei Einspeiseleistungen bis 800 W ausreichend sicher. Der Verband der Elektrotechnik (VDE) erarbeitet eine neue Norm (DIN VDE V0126-95), nach der Schuko-Stecker mit hinreichend Schutz für Steckersolargeräte genutzt werden können. Zu den Schutzeinrichtungen gibt es verschiedene Lösungsansätze, z.B. ein Berührungsschutz am Stecker. 

Außerdem gibt es noch die Energie-Einspeisesteckdose der Firma Wieland (sog. Wieland-Stecker). Die Kontakte sind verdeckt und haben somit eine höhere Berührungssicherheit. Durch den NA-Schutz im Wechselrichter besteht jedoch grundsätzlich ausreichend Sicherheit, auch bei Schuko-Steckern. Der Wieland-Stecker ist mit höheren Installationskosten verbunden, da die erforderliche Wieland-Steckdose in der Regel nicht vorhanden ist und von einer Elektrofachkrafteingebaut werden muss. 

Eine weitere Möglichkeit ist die Festverkabelung der Anlage ohne Stecker. Die fachlichen Kenntnisse vorausgesetzt, ist dies eine gute Möglichkeit, wenn die Anlage langfristig an ihrem Platz verbleibt. Die Kabellänge sowie das Steckersystem können Sie übrigens beim Kauf des Steckersolargeräts nach Bedarf auswählen.

Was, wenn ich keine Außensteckdose habe? Wenn keine Außensteckdose vorhanden ist, muss in den Fensterrahmen oder durch die Wand gebohrt und ein Kabel bzw. eine Steckdose verlegt werden. Dazu ist die Erlaubnis des Eigentümers notwendig. Alternativ gibt es DC-Flachkabel für Fensterrahmen, die zwischen PV-Modulen und Wechselrichter eingesetzt werden können und mit geschlossenem Fenster funktionieren (Abb. 08). Der Wechselrichter steht oder hängt dann in der Wohnung. Beim Öffnen und Schließen der Fenster sollte man jedoch vorsichtig sein, um die Kabel nicht zu beschädigen. 

Mein Steckersolargerät steht im Garten. Wie lang darf das Kabel sein? Für die mögliche Kabellängen gilt: Eine DC-Kabellänge von bis zu 20 m stellt kein Problem dar, wenn der Kabelquerschnitt 6 mm² beträgt. Je länger die zu überbrückende Distanz, desto mehr Verluste entstehen im Kabel. Es gibt Online-Rechner zur Bestimmung des Querschnitts und der maximalen Kabellänge.

Achtung: Keine Mehrfachsteckdosen nutzen!

Die technische Normung sieht bisher vor, dass Steckersolargeräte über eine Energiesteckdose angeschlossen werden müssen. Hierzu ist in aller Regel eine Elektro-Fachkraft erforderlich. Die Nutzung von Schukosteckern ist in den technischen Normen leider noch nicht verankert. Steckersolargeräte dürfen auf keinen Fall in Mehrfachsteckdosen eingesteckt werden! Beim Betrieb mehrerer Haushaltsgeräte an der Steckerleiste kann keine ausreichende elektrische Absicherung gewährleistet werden.

4. Montagesysteme

Für Flachdach, Schrägdach, Balkon oder Wand

Neben den elektrischen Komponenten wird auch ein passendes Montagesystem zur sicheren Befestigung des Solarmoduls am Standort benötigt. Es gibt unterschiedliche Montagesets auf dem Markt – je nach Einsatzort des Moduls für den Balkon, an der Fassade oder auf dem Flach- oder Schrägdach. Die Sets kosten je nach Anwendungsfall etwa 40 bis 150 Euro pro Modul. Ein paar beispielhafte Montagesysteme können Sie in Abb. 10 bis 13 anschauen.

Grundsätzlich ist die Montage von Steckersolargeräten nicht viel komplizierter als bei einem Ikearegal. Da die Module aber Wetter und insbesondere Wind ausgesetzt sind, ist das Risiko bei mangelhafter Montage Schaden anzurichten, wesentlich größer. Daher sollten die Montageanleitungen befolgt und Schrauben und Co. regelmäßig geprüft werden. Bei Balkon- oder Dachanlagen empfehlen wir, die Module zusätzlich mit Stahlseilen zu sicher.

Einige Anbringungsorte erfordern jedoch Sonderlösungen. Hier ist handwerkliches Geschick oft notwendig. Gerade bei Balkonen gibt es unterschiedlichste Bauweisen, und oft lassen sich die Standardmontagesysteme nicht einsetzen. Infos zur praktischen Umsetzung von Individuallösungen geben wir im Artikel "So gelingt die Montage Ihrer Steckersolaranlage".