Notstromanlagen - Zuverlässige Energieversorgung in jeder Situation
Eine zuverlässige Stromversorgung ist unverzichtbar. Egal ob im privaten Haushalt, in Unternehmen oder öffentlichen Einrichtungen – ein Stromausfall führt zu erheblichen Problemen. Das Thema Notstrom oder Ersatzstrom gewinnt zunehmend an Bedeutung. Eine Notstromanlage als Teil eines oder zusätzlich zu einem Stromspeicher stellt sicher, dass Sie auch bei einem Stromausfall für einen gewissen Zeitraum weiterhin mit Energie versorgt sind.
Wir erläutern den Unterschied zwischen Notstrom und Ersatzstrom, das Zusammenspiel mit Solaranlagen sowie die Vorteile und Nachteile von Notstromanlagen. Ausserdem gehen wir auf die Thematik Schwarzstart ein und erklären, für wen und in welchen Fällen eine Notstromanlage oder Ersatzstromanlage sinnvoll ist.
Wie funktionieren Notstromanlagen?
Notstromanlagen bestehen im Wesentlichen aus einem Stromspeicher und einem Wechselrichter. Im Normalbetrieb wird der Speicher über das Stromnetz mit Energie versorgt – oder durch eine Photovoltaikanlage, sofern installiert. Sobald jedoch ein Stromausfall auftritt, übernimmt der Stromspeicher die Versorgung der angeschlossenen Geräte.
Besonders in Hinblick auf Solaranlagen ist wichtig zu verstehen: Nur weil man Photovoltaik auf dem Dach hat, ist man noch nicht geschützt vor Stromausfällen. PV-Anlagen speisen standardmässig Energie ins Stromnetz ein. Um dessen Überlastung zu vermeiden, wird bei einem Stromausfall über den Wechselrichter die Solarstrom-Produktion komplett eingestellt.
Auch ein normaler Stromspeicher fällt bei einem Stromausfall mit aus, da das Gerät selbst nicht mehr mit der für den Betrieb nötigen Energie versorgt wird. Nur Modelle mit integrierter oder nachgerüsteter Ersatzstrom- oder Notstrom-Funktion lassen sich auch bei einem Blackout weiter nutzen. Damit das funktioniert, muss das Gerät die Fähigkeit zum Schwarzstart mitbringen.
Schwarzstart-Fähigkeit von Stromspeichern und Wechselrichtern
Ein entscheidendes Merkmal moderner Notstromanlagen ist die Schwarzstart-Fähigkeit. Ein Schwarzstart bezeichnet die Fähigkeit einer Anlage, nach einem vollständigen Stromausfall ohne Netzstrom wieder hochzufahren. Entweder aus der Ladung eines Stromspeichers heraus oder, im Falle eines Solar-Wechselrichters, durch die Energie aus der Photovoltaikanlage.
Stromspeicher: Stromspeicher mit Schwarzstart-Funktion können im Falle eines Stromausfalls selbständig wieder aktiviert werden und die angeschlossenen Verbraucher versorgen. Dies geschieht dank integriertem Schwarzstart-Wechselrichter, ohne dass eine externe Stromquelle benötigt wird.
Voraussetzung für die Stromversorgung aus dem Speicher ist, dass der Stromspeicher nie gänzlich entladen wird und für den Fall eines Stromausfalls stets eine Mindestladung vorhält. Hier wird üblicherweise eine Mindestladung von 30 % des Maximums empfohlen.
Wechselrichter: Separate Wechselrichter mit Schwarzstart-Fähigkeit sind in der Lage, die benötigte Wechselspannung aus einem Stromspeicher oder eine PV-Anlage zu erzeugen. So kann man das gesamte System nach einem Totalausfall wieder in Betrieb nehmen.
Diese Funktion ist besonders wichtig für die Integration mit Solaranlagen, da sie den kontinuierlichen Betrieb sicherstellt, auch wenn das öffentliche Stromnetz nicht verfügbar ist. Eine so ausgestattete Solaranlage schaltet bei Stromausfall dann in den sogenannten Inselbetrieb.
Leistungsstarker Solarstromspeicher: «Hauskraftwerk E3DC»
Die E3/DC-Hauskraftwerke bieten eine optimale Lösung für die Selbstversorgung von Einfamilienhäusern. Als All-In-One-Speichersysteme konzipiert, vereinen sie Solarwechselrichter, Energiemanagement und Photovoltaikspeicher in einem Gerät – und ermöglichen vollständige Autarkie.
Die schwarzstartfähigen Hauskraftwerke gewährleisten eine zuverlässige Notstromversorgung und können bei Bedarf nahtlos auf einen autarken Inselbetrieb umschalten, welche auch bei Ausfall des Elektrizitäts-Netzes von ihrem eigenen Strom profitieren möchten. Die automatische Umschaltung in den Notstrommodus erfolgt innerhalb weniger Sekunden und kann eine Leistung von bis zu 11kW während eines Stromausfalls bereitstellen. Sollte der Ausfall länger dauern, wird am nächsten Tag die Photovoltaikanlage wie gewohnt Strom für das Gebäude erzeugen, wobei überschüssige Energie wieder im E3DC gespeichert wird.
Mindestladung von Notstromspeichern
Damit die Stromversorgung bei Stromausfall garantiert wird, muss ständig ein Teil der Ladung des Stromspeichers für das Notstromgerät vorgehalten werden. 20-30 % der Maximalladung sind hier üblich, um einige Stunden Ersatz- oder Notstrom gewährleisten zu können. Ein Stromspeicher, der bereit zum Einspringen bei Stromausfall ist, hat also im normalen Betrieb nur etwa 70 % der Maximalladung zur Verfügung.
Das wirkt sich auf die Wirtschaftlichkeit des Stromspeichers aus und verlängert die Amortisationsdauer: Entweder schafft man den Speicher schon entsprechend grösser dimensioniert an, was die Kosten erhöht. Oder man hat im Alltag schlicht weniger gespeicherte Energie zur Verfügung, sodass man wiederum mehr Strom aus dem öffentlichen Netz beziehen – und bezahlen – muss.
Beispielrechnung: Hat man einen durchschnittlichen Stromspeicher mit 10 Kilowattstunden Kapazität, werden rund 3 kWh der Ladung für das Notstromgerät vorgehalten. Man hat im täglichen Betrieb also maximal nur rund 7 kWh zur Verfügung. Diese Rechnung geht exemplarisch davon aus, dass der Speicher zu 100 % entladen und geladen werden kann – das ist nicht bei allen Stromspeichern der Fall. Hersteller von notstromfähigen Stromspeichern geben in Datenblättern üblicherweise die tatsächlich nutzbare Kapazität an, in der der «Notstrom-Puffer» bereits einberechnet ist.
Wie lange wird mein Haushalt mit Notstrom versorgt?
Hat man kein zusätzliches Notstromaggregat, etwa einen Diesel-Generator, kann man Notstrom aus dem Speicher nur für einen begrenzten Zeitraum beziehen. Um wichtige Geräte wie Kühlschrank und Beleuchtung eine Weile betreiben zu können, sollte man auch nur diese mit Notstrom versorgen und insgesamt so sparsam sein, wie möglich. Für die in der Schweiz durchschnittliche Stromausfalldauer von rund 16 Minuten jährlich reicht eine solche Lösung im Regelfalls aus, um wichtige Verbraucher in Betrieb zu halten.
| Gerät | durchschnittlicher Jahresverbrauch | durchschnittlicher Verbrauch / Stunde |
|---|---|---|
| Kühlschrank | ~ 150 kWh | ~ 0,017 kWh |
| Tiefkühler | ~ 200 kWh | ~ 0,023 kWh |
| LED-Lampe | ~ 13 kWh | ~ 0,0015 kWh |
| WLAN-Router | ~ 80 kWh | ~ 0,009 kWh |
Möchte man beispielsweise einen durchschnittlichen Kühlschrank, einen handelsüblichen Tiefkühler, sieben LED-Lampen und einen WLAN-Router mit Notstrom versorgen, verbraucht das rund 0,06 kWh pro Stunde. Hat man einen 10-kWh-Stromspeicher mit voller Ladung zur Verfügung, hält dieser somit rund 168 Stunden lang die Geräte am Laufen – also etwa sieben Tage lang. Sind nur die für Notstrom vorgehaltenen 3 kWh verfügbar, sind diese bereits nach 50 Stunden aufgebraucht – nach etwas über zwei Tagen. Diese Zeitspanne schrumpft natürlich schnell, sobald man weitere Verbraucher einschaltet.
Ersatzstrom vs. Notstrom
Es ist wichtig, den Unterschied zwischen Notstrom und Ersatzstrom zu verstehen.
Notstrom: Notstromsysteme bieten eine Stromversorgung nach einer kurzen Unterbrechung. Sie benötigen zwischen einigen Sekunden und wenigen Minuten, um zu starten. Je nach Gerät ist Ersatzstrom in erster Linie für den Betrieb von ausgewählten Haushaltsgeräten in Privathaushalten oder kleinen Unternehmen geeignet – etwa Beleuchtung, Kühlschrank, kleinere Küchengeräte & Co. Bei diesen ist eine kurze Unterbrechung akzeptabel.
Notstrom bezieht man üblicherweise einfach aus einer Notstrom-Steckdose oder Steckdosenleiste, an die die Verbraucher angeschlossen werden. Er ist ausserdem üblicherweise einphasig und erlaubt eine Stromstärke von maximal 20 Ampere. Das heisst: Grossverbraucher wie Elektroherd, Wärmepumpe oder E-Auto-Ladestation, die drei Phasen in der Stromversorgung benötigen, lassen sich normalerweise nicht mit Notstrom betreiben - das geht meist nur mit Ersatzstrom.
Ersatzstrom: Ersatzstromsysteme springen sofort bei einem Stromausfall an und bieten eine nahezu unterbrechungsfreie, vollständige und langanhaltende Stromversorgung. Meist liegen nur Millisekunden zwischen Stromausfall und Einsetzen der Systeme. Sie sind ideal für kritische Anwendungen oder Infrastruktur, bei denen selbst kurze Unterbrechungen in der Stromversorgung zu Schäden oder Datenverlust führen können.
Die Installation von Ersatzstromfunktionen erfordert umfangreiche Arbeiten an der Hauselektrik, um alle Phasen des Netzes (üblicherweise drei) mit Strom aus dem Batteriespeicher versorgen zu können. Das zieht entsprechende Kosten nach sich. Ausserdem lässt sich Ersatzstrom nur in Häusern mit sogenannten TN-S-Systemen installieren, die erst nach 2005 zum Standard wurden. Ist Ihr Haus älter und wurde die Elektrik seitdem nicht saniert, ist Ersatzstrom höchstwahrscheinlich nicht möglich.
| Notstrom | Ersatzstrom | |
|---|---|---|
| Phasen | Einphasig | Dreiphasig |
| Geräte | Nur Hausbeleuchtung, Kühlschrank, Mikrowelle, Smartphone-Ladekabel, WLAN-Router, Kleingeräte etc. | Zusätzlich auch Elektroherd/Backofen, Wärmepumpe, E-Auto-Wallbox, Kreissäge, elektrische Grossgeräte etc. |
| Einsatzgebiet | Fast in jedem Haushalt möglich | Technische Voraussetzungen müssen erfüllt sein; vorher von Fachbetrieb prüfen lassen |
| Besonderheit | PV-Anlage und Wechselrechter stehen normalerweise still; Strom nur aus dem Speicher | PV-Anlage kann weiter Strom produzieren und den Speicher aufladen |
Für Privatanwender ist ein Ersatzstromsystem darüber hinaus nur in wenigen Fällen sinnvoll: Wenn man mit regelmässigen und langandauernden Stromausfällen zu rechnen hat, während denen man auch grössere Verbraucher weiter betreiben muss oder möchte. Für die meisten Hausbesitzer reicht Notstrom vollkommen aus.
Einphasiger vs Dreiphasiger Notstrom
Ein- und dreiphasige Notstromversorgung unterscheidet sich hauptsächlich in der Leistung. Dreiphasige Geräte betreiben bei Stromausfällen Grossverbraucher wie E-Herde und E-Auto-Wallboxen weiter, während einphasige Notstromsysteme meist nur kleinere Haushaltsgeräte bis 20 Ampere betreiben können.
In einem dreiphasigen Hausnetz wird bei einphasigem Notstrom der Wechselrichter an eine der drei Phasen angeschlossen. Er misst jedoch den Gesamtverbrauch aller Phasen und gibt die benötigte Leistung an die angeschlossene Phase ab. Das kann in der jeweiligen Phase jedoch zu Schwankungen in der Stromversorgung führen, die nicht jedes Gerät verträgt.
Bei dreiphasigen Systemen sind alle drei Phasen des Wechselrichters mit den Phasen des Hausnetzes verbunden, was eine gleichmässige Verteilung der Leistung ermöglicht. Diese Systeme gewährleisten durch ihre ausbalancierte Stromabgabe die Stabilität und Sicherheit des Hausnetzes, was sie für den Ersatzstrom unverzichtbar macht.
Unterschiede zwischen Kombigeräten und separaten Notstromgeräten
Es gibt zwei Arten von Ersatzstrom- und Notstromanlagen:
Kombigeräte: Dies sind meistens leistungsstarke Stromspeicher, die auch Full-Backup-Lösungen oder Hauskraftwerke genannt werden. Sie sind meist bereits ab Werk mit den entsprechenden Funktionen und interner Hardware ausgestattet, um bei Stromausfall einzuspringen. Sie sind oft für die Kombination mit Solaranlagen konzipiert und haben eine grössere Speicherkapazität, um über längere Zeit die Stromversorgung zu übernehmen.
Die Anschaffungskosten variieren je nach Speichergrösse und Ausstattung stark. Je mehr Kapazität, desto teurer. Die Preisspanne beginnt bei Kombigeräten mit Notstromfunktion bei rund CHF 2’000 bis 3’000. Hier sind auch kleinere, mobile Stromspeicher erhältlich. Soll das Gerät Ersatzstrom liefern können, geht es üblicherweise bei CHF 15’000 bis 20’000 los und erstreckt sich nach oben bis in Richtung CHF 50’000 pro Gerät. Gängige Hersteller sind beispielsweise Huawei, Sonnen oder E3DC.
Separate Geräte: Alternativ ist es auch möglich, Ersatz- oder Notstrom-Funktionalität bei Stromspeichern oder Solaranlagen nachzurüsten. Am einfachsten geht das mit entsprechend ausgestatteten Notstrom-Steckdosen, die man mit dem Stromspeicher oder dem PV-Wechselrichter verbindet. An diese werden dann die Geräte angeschlossen, die bei Stromausfall weiter mit Strom versorgt werden sollen.
Ist die derzeitige Solarleistung hoch genug, beispielsweise am Mittag eines sonnigen Tages, ist auch Notstrom direkt aus der PV-Anlage möglich - ohne Stromspeicher. Derartige Notstrom-Steckdosen sind einfach im Einzelhandel erhältlich. Je nach Ausstattung kosten sie ab circa CHF 100 bis 150 aufwärts. Gängige Hersteller sind zum Beispiel Hager, Varta oder Xenes.
Verbindung mit Photovoltaikanlagen
Notstromanlagen in Verbindung mit Photovoltaikanlagen sind eine naheliegende Lösung. Der überschüssige Sonnenstrom, der von der Solaranlage erzeugt wird, kann zur Aufladung des Stromspeichers genutzt werden. Dies erhöht den Eigenverbrauch und verringert die Abhängigkeit vom Stromnetz. Bei einem Stromausfall kann der gespeicherte Solarstrom per Notstrom oder Ersatzstrom genutzt werden, um die Stromversorgung aufrechtzuerhalten.
Sind Stromspeicher und Wechselrichter mit Funktionen für einen Inselbetrieb ausgestattet, kann man die Solaranlage auf dem eigenen Dach auch direkt als Notstrom-Aggregat nutzen. Das funktioniert nur, wenn die Sonne scheint – und wenn die Installation genug Leistung für den Betrieb liefert.
Um komplett vom Stromnetz unabhängig zu sein, wäre eine stark überdimensionierte und unwirtschaftliche Photovoltaikanlage nötig. Das lohnt sich nicht. Daher sollte man auch PV-Anlagen mit Notstromfunktion in den meisten Fällen nur für die nötigsten Verbraucher im Haushalt verwenden.
Fazit und Empfehlung
Notstrom und Ersatzstrom bieten Ihnen die Sicherheit, auch bei Stromausfällen mit Energie versorgt zu sein – ob als Ergänzung zu einer Photovoltaikanlage oder als eigenständige Lösung. Wenn Sie wichtige Anwendungen oder Geräte haben, bei denen ein Ausfall der Stromversorgung unverkraftbar ist, können Sie sich so entsprechend absichern.
Im Jahr 2022 war die Schweiz von durchschnittlich 16 Minuten Stromausfall pro Kopf betroffen. Die Photovoltaik-Abdeckung steigt, der Stromnetzausbau schreitet voran – unter anderem durch das Stromversorgungsgesetz beschleunigt und begünstigt – und die Versorgungssicherheit ist laut BFE und VSE auf absehbare Zeit gegeben.
Gross dimensionierte und damit teure Notstrom-Lösungen sind daher für die meisten Endanwender eher unwirtschaftlich und daher nicht zu empfehlen. Erst recht nicht, wenn nicht bereits ein Stromspeicher oder eine PV-Anlage installiert ist.
Ist man bereits entsprechend ausgestattet und möchte wichtige Haushaltsgeräte wie Kühlschrank oder Licht auch bei Stromausfall weiter betreiben, empfiehlt sich das Nachrüsten einer Notstromsteckdose. Damit ist man für die meisten Stromausfälle ausreichend abgesichert.
Vollwertige Ersatzstrom-Lösungen können sinnvoll sein, wenn man zumindest zeitbegrenzt echte Strom-Autarkie anstrebt. Beispielsweise, weil man in Gegenden wohnt, in denen langanhaltende Stromausfälle häufig sind – und/oder wenn man kritische Stromverbraucher im Haushalt hat, die partout nicht ausfallen dürfen. In diesem Fall kann die deutlich höhere Investition auch in eine grössere Solaranlage ihr Geld wert sein.
Bei allen Fragen und Projekten rund im Stromspeicher und Solaranlagen – mit oder ohne Notstrom – hilft ihnen Energieheld gerne weiter. Stellen Sie am besten einfach eine Anfrage.
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