Einphasige oder dreiphasige Solaranlage mit Speicher: Planungsaspekte

Bei der Planung von Solaranlagen ist eine der wichtigsten Entscheidungen, ob ein einphasiges oder dreiphasiges System erforderlich ist. Die Anzahl der Phasen bestimmt nicht nur die Art des Netzanschlusses, sondern beeinflusst auch die Effizienz des Systems, den erforderlichen Wechselrichtertyp, die Einbindung eines PV Speicher und spätere Erweiterungsmöglichkeiten. Bei der Entscheidung müssen der Strombedarf der Immobilie, die verfügbare Infrastruktur sowie zukünftige Ausbaupläne wie das Laden von Elektroautos, der Einsatz einer Wärmepumpe oder eine Solaranlage mit Speicher berücksichtigt werden.

In diesem Artikel erklären wir Ihnen, was ein dreiphasiger Anschluss bedeutet, welche Vorteile er hat, welche Herausforderungen eine Phasenerweiterung mit sich bringt, wie die richtige Farbreihenfolge und der Anschluss erfolgen und welche Elektroinstallationsgeräte erforderlich sind. Wir stellen die Besonderheiten von einphasigen Systemen und die Funktionsweise von Wechselrichtern vor und erklären, wann ein Wechsel zu Dreiphasen sinnvoll ist. Außerdem gehen wir darauf ein, wann sich eine PV Anlage mit Speicher lohnt, wie Installateure einen PV Speicher nachrüsten können und welche Faktoren bei der Speichergröße zu beachten sind.

Abschließend geben Ihnen die Experten von SOLARKIT praktische Tipps, damit Sie bei der Planung eine fundierte Entscheidung treffen können.

Die richtige Wahl der Phasenanzahl: Phasenerweiterung, Anschluss von 3 Phasen, Verteilung in der Wohnung

Die erste Frage ist, ob das vorhandene Stromnetz einphasig oder dreiphasig ist. Bei einem einphasigen System kann die Installation eines einphasigen Solarwechselrichters ausreichend sein, bei einem dreiphasigen System ist es jedoch sinnvoll, bei der dreiphasigen Anschluss einen dreiphasigen Wechselrichter zu verwenden.

In der Praxis stellt sich dabei häufig auch die Frage, ob ein PV Speicher einphasig oder dreiphasig eingebunden werden sollte, da dies die Eigenverbrauchsoptimierung und die spätere Erweiterbarkeit des Systems beeinflussen kann.

Es ist wichtig zu wissen, dass bei einer Systemleistung von mehr als 2,5 kW in Ungarn laut Vorschriften nur dreiphasige Wechselrichter für den Anschluss an das Netz verwendet werden dürfen. Zu den Vorteilen eines dreiphasigen Systems gehören eine bessere Lastverteilung und die Möglichkeit größerer Systemgrößen.

Darüber hinaus ist mit einem dreiphasigen System eine Wechselrichterleistung von bis zu 50 kW zulässig, während diese bei einem einphasigen System in der Regel auf etwa 2,5 kW begrenzt ist – ein erheblicher Unterschied beispielsweise bei größeren Haushalten oder bei Modernisierungen mit Wärmepumpen und EV-Ladegeräten.

In solchen Fällen ist auch die Entscheidung wichtig, ob man den Wechselrichter einphasig oder dreiphasig anschliessen sollte, denn dies wirkt sich auf Netzstabilität, Verbraucherverteilung und Kompatibilität mit Batteriespeichern aus.

Die Phasenerweiterung (Umstellung von 1 Phase auf 3 Phasen) kann ein längerer Prozess sein: Sie erfordert eine Anfrage beim Versorger, die Einrichtung eines neuen Messpunkts und eine Netzzugangsgenehmigung und kann bis zu mehreren Monaten dauern, bis die Elektroinstallation abgeschlossen ist.

Dies erfordert umfangreiche Vorbereitungen, da sie vor der Installation der Solaranlage beginnen müssen. Aus wirtschaftlicher Sicht ist das dreiphasige System zwar teurer, aber langfristig (innerhalb von 8–10 Jahren) amortisiert es sich durch die höhere Produktion und die effizientere Netznutzung.

Was bedeutet 3-Phasen und was sind die Vorteile?

Das dreiphasige System besteht aus drei Wechselstromphasen, die mit einer Phasenverschiebung von 120° arbeiten – dies gewährleistet eine kontinuierliche, ausgeglichene Energieversorgung und ist daher für industrielle und größere Haushaltsgeräte vorteilhaft. Dreiphasig ermöglicht eine höhere Belastbarkeit, weniger Leistungsschwankungen und einen stabileren Betrieb von mehreren Verbrauchern.

Besonders bei einer PV Anlage mit Speicher kann ein dreiphasiges System Vorteile bieten, wenn größere Verbraucher wie Wärmepumpe, Wallbox, Klimaanlage oder elektrische Warmwasserbereitung regelmäßig genutzt werden. Die Last wird gleichmäßiger verteilt, wodurch der Speicher effizienter in das Gesamtsystem eingebunden werden kann.

1 Phase oder 3 Phasen? Möglichkeiten und Herausforderungen der Umrüstung und Phasenerweiterung

Wenn Sie derzeit über einen einphasigen Anschluss verfügen, aber ein leistungsfähigeres System wünschen, können Sie sich für eine Phasenerweiterung entscheiden – in diesem Fall erfolgt ein Wechsel zu einem dreiphasigen Anschluss. Dies erfordert eine Anfrage beim Versorger, die Einrichtung eines neuen Messpunkts und kann sich über mehrere Monate hinziehen, führt aber langfristig zu einer effizienteren Energieverteilung. Eine Alternative ist die Verwendung eines Frequenzumrichters von 1-phasig auf 3-phasig, was jedoch komplex und weniger effizient ist.

Die Umrüstung sollte auch dann geprüft werden, wenn Kunden einen PV Speicher nachrüsten möchten. Bei kleineren Anlagen kann ein einphasiger Speicher ausreichen, während bei größeren Haushalten oder höheren Lasten ein dreiphasiges Speichersystem langfristig mehr Flexibilität bietet.

3-Phasen-Farben und die richtige Farbreihenfolge

In den neueren Systemen in Ungarn entsprechen die Farben der Phasenleiter gemäß der IEC-Norm: L1 – braun, L2 – schwarz, L3 – grau; Null (N) ist blau, Erde (PE) ist grün-gelb gestreift. Die Einhaltung der Phasenfolge ist vor allem für die richtige Drehrichtung von rotierenden Maschinen (z. B. Motoren) entscheidend; bei anderen Stromkreisen kann durch Tests überprüft werden, welche Reihenfolge richtig ist.

Eigenschaften und Anwendungsbereiche von einphasigen Photovoltaikanlagen und Wechselrichtern

Einphasige Solaranlagen sind ideal für Einfamilienhäuser und kleinere Verbraucher. In diesen Anlagen wandelt der Wechselrichter den von den Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom (230 V, 50 Hz, 1 Phase) um, der direkt in das Hausnetz und zum Versorger weitergeleitet wird.In Ungarn werden solche Wechselrichter in der Regel bis zu einer Leistung von 2,5 kW eingesetzt . Sie sind kompakt, einfach zu installieren und preisgünstig. Ein Vergleich der Solarwechselrichter kann von entscheidender Bedeutung sein.

Wenn zusätzlich ein Batteriespeicher vorgesehen ist, muss PV Speicher 5, 10, 15 kWh verglichen, obwohl nicht jede Speichergröße zu jedem Verbrauchsprofil sinnvoll ist. Ein zu kleiner Speicher kann den Eigenverbrauch nur begrenzt erhöhen, während ein zu großer Speicher die Amortisationszeit verlängern kann.

Anschluss eines einphasigen Stromzählers und eines Überspannungsschutzes

Für ein einphasiges System ist die Verwendung eines bidirektionalen Zählers unerlässlich, der sowohl die zurückgespeiste als auch die entnommene Energie misst – ohne diesen ist die Inbetriebnahme nicht zulässig. Darüber hinaus ist der Einbau eines Überspannungsschutzes (SPD) wichtig, um das System vor Überspannungen, beispielsweise durch Blitzeinschläge, zu schützen. Die richtige Anordnung der varistoren und kombinierten SPDs hinter dem Messgerät und dem Schutzschalter gewährleistet einen wirksamen Schutz des Systems.

Anschluss von 3 Phasen an 1 Phase

Wenn ein dreiphasiger Verbrauch erforderlich ist, das Netz jedoch nur einphasig ist, gibt es zwei mögliche Lösungen. Eine Möglichkeit ist der Einsatz von drei einphasigen Wechselrichtern, die jeweils an eine separate Phase angeschlossen sind – dies ist jedoch kostspielig und komplex, da es sich um einen Inselbetrieb handelt, da das Netz nur an einen der Wechselrichter angeschlossen werden kann. Die andere Möglichkeit ist der Einsatz eines Frequenzumrichters, der den Ausgang des einphasigen Wechselrichters in einen dreiphasigen umwandelt; Nachteil ist jedoch die größere Komplexität und eine mögliche Leistungsminderung. Beide Lösungen sind selten empfehlenswert, sofern kein technischer und wirtschaftlicher Bedarf besteht.

Planungsrichtlinien: Wann sollte man sich für welche Option entscheiden?

Bei der Planung einer Solaranlage musszunächst der Verbrauchsprofil genau ermittelt werden: Die monatlichen und jährlichen Verbrauchswerte, Spitzenlastzeiten und der Energiebedarf müssen bekannt sein. Mit den Online-Rechnern von SolarKit lässt sich die optimale Systemleistung ganz einfach berechnen. Anschließend muss der richtige Wechselrichter ausgewählt werden: Für Einfamilienhäuser reicht in der Regel ein 2,5-kW-Einphasen-Wechselrichter aus, während für höhere Anforderungen (z. B. Elektroauto, Wärmepumpe) ein Dreiphasen-System empfohlen wird.

Ein einphasiges System ist ideal, wenn der Stromverbrauch des Haushalts 3–3,5 kW nicht überschreitet. Es ermöglicht eine einfache, kostengünstige und schnelle Installation. Bei der Installation des Wechselrichters muss für einen geeigneten Überspannungsschutz und die Anbringung eines bidirektionalen Stromzählers gesorgt werden – ohne diese Komponenten ist der Betrieb des Systems nicht möglich. Um einen maximalen Wirkungsgrad zu erzielen, empfiehlt sich die Wahl eines Wechselrichters, der eine Spannungsbereichs- und Überwachungsoptimierung ermöglicht – dazu gehören unter anderem die Lösungen von SolarEdge, Huawei und Deye.

Ein dreiphasiges System wird empfohlen, wenn der Verbrauch regelmäßig den Schwellenwert von 5 kW überschreitet. In diesem Fall ist eine Phasenerweiterung erforderlich, d. h. die Umwandlung des einphasigen Anschlusses in einen dreiphasigen Anschluss. Dies erfordert jedoch einen höheren Verwaltungsaufwand, die Einrichtung neuer Messstellen und Netzgenehmigungen, was Wochen oder sogar Monate dauern kann. Der große Vorteil des dreiphasigen Systems ist die ausgewogene Lastverteilung und die höhere maximale Leistung, wodurch eine Überlastung der einzelnen Phasen vermieden wird.

Darüber hinaus sind auch die Gegebenheiten des Gebäudes zu berücksichtigen: Ist Dachfläche für die erforderlichen Module vorhanden, gibt es Verschattungen und wie sind Wechselrichter und Leitungen dimensioniert? Die Experten von SolarKit empfehlen, das System auf der Grundlage dieser örtlichen Gegebenheiten zu planen. So kann eine Überdimensionierung vermieden und die wirtschaftlichste Rendite sichergestellt werden.

Eine häufige Kundenfrage lautet: wie groß sollte ein PV Speicher sein? Die Antwort hängt vom Jahresverbrauch, der PV-Leistung, dem Verbrauchsverhalten am Abend und in der Nacht sowie von zusätzlichen Verbrauchern wie Wärmepumpe oder Elektroauto ab. Für viele Einfamilienhäuser kann ein Speicher im Bereich von 5 bis 10 kWh ausreichen, während größere Haushalte oder Betriebe auch 15 kWh oder mehr benötigen können.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Wenn Sie einen Bedarf von weniger als 5 kW haben, wählen Sie ein einphasiges System – schnell, kostengünstig und einfach. Wenn Sie eine höhere Leistung planen (z. B. Wärmepumpe, gleichzeitiger Betrieb eines Elektroautos), benötigen Sie aus Gründen der Effizienz und Stabilitätein dreiphasiges System – auch wenn dies mit höheren Anfangsinvestitionen verbunden ist. In beiden Fällen sind eine ausgewogene Dimensionierung des Systems und ein angemessener Schutz unerlässlich.

Wirtschaftlichkeit: Lohnt sich ein PV-Speicher?

Ob sich ein Speicher rechnet, hängt stark vom Eigenverbrauch, den Strompreisen, den Investitionskosten und dem Nutzungsverhalten ab. Die Frage lässt sich daher nicht pauschal beantworten. In Haushalten mit hohem Abend- und Nachtverbrauch kann ein Speicher den Eigenverbrauch deutlich erhöhen, weil tagsüber erzeugter Solarstrom später genutzt werden kann.

Auch die Frage was kostet eine 10 kpw PV-Anlgae mit Speicher wird häufig gestellt. Die Kosten hängen von Modultyp, Wechselrichter, Speichergröße, Montagesituation, Dachstruktur, Elektroinstallation und Netzanschluss ab. Für Installateure ist es deshalb wichtig, nicht nur die Modulleistung, sondern auch Speicher, Schutztechnik, Montageaufwand und mögliche Phasenerweiterung in die Kalkulation einzubeziehen.

Bei der Auswahl zwischen PV Speicher 5, 10, 15 kWh sollte nicht allein die maximale Kapazität entscheidend sein. Wichtiger ist, dass Speichergröße, PV-Leistung und Verbrauchsprofil zueinander passen. Ein gut dimensionierter Speicher verbessert die Eigenverbrauchsquote, ohne unnötig Kapital in ungenutzter Speicherkapazität zu binden.

SOLARKIT-Tipps für die Planung

Die Experten von SOLARKIT empfehlen, bei der Planung einer Solaranlage immer mit einer aktuellen Verbrauchsanalyse zu beginnen: Ermitteln Sie Ihren täglichen, wöchentlichen und saisonalen Leistungsbedarf. Wenn Ihr Verbrauch in der Regel einphasig ist (z. B. Beleuchtung, Heizung, kleine Haushaltsgeräte) und der Leistungsbedarf unter 5 kW liegt, ist ein einphasiges System die kostengünstige Wahl.

Wenn Sie jedoch ein größeres System benötigen – beispielsweise aufgrund einer Wärmepumpe, zum Laden eines Elektroautos oder für größere Haushaltsgeräte (Waschmaschine, Geschirrspüler) – ,sollten Sie sich für ein dreiphasiges System entscheiden, da dieseseine geringere Strombelastung pro Phase gewährleistet und Überlastungen vermieden werden können.

FAQ (Häufig gestellte Fragen)

1. Was ist ein Frequenzumrichter und warum wird er von einphasig auf dreiphasig verwendet?

Der Frequenzumrichter wandelt den Ausgang des einphasigen Wechselrichters elektronisch in einen dreiphasigen um. Er ist dann sinnvoll, wenn nur wenige Phasen vorhanden sind, aber Verbraucher betrieben werden müssen: Allerdings ist er teurer und in seiner Wirkung weniger effizient.

2. Welche Vorschriften gelten in Ungarn für die Leistung von einphasigen Wechselrichtern?

Ab dem 30. April 2021 ist für einphasige Wechselrichter eine maximale Leistung von 2,5 (2,5 kVA) für den Netzanschluss zulässig. Darüber hinaus ist die Verwendung eines dreiphasigen Systems vorgeschrieben.

3. Warum ist die richtige Farbreihenfolge in einem dreiphasigen System wichtig?

Die Einhaltung der richtigen Farbreihenfolge (L1 braun, L2 schwarz, L3 grau) ist für die richtige Drehrichtung von rotierenden Maschinen (z. B. Motoren) von entscheidender Bedeutung. Eine falsche Reihenfolge kann zu einem lauteren Betrieb oder sogar zu Schäden führen.

4. Welche Vorteile hat das Dreiphasensystem in einem privaten Haushalt?

Hauptvorteile: Ausgeglichene Last, geringerer Strombedarf pro Phase, wodurch langfristig eine stabilere und zuverlässigere Systemsicherheit gewährleistet ist.

5. Muss bei einem einphasigen Wechselrichter ein separater Überspannungsschutz installiert werden?

Ja, die Verwendung eines SPD (Überspannungsschutz) ist obligatorisch, da er den Wechselrichter und das elektrische System des Haushalts vor Überspannungen im Netz (z. B. Blitzschlag, Spannungsschwankungen durch Einschalten) schützt.