Ersatzstrom und Notstrom bei Photovoltaik: Alles, was wichtig ist

Notstrom versus Ersatzstrom: Unterschiede und Gemeinsamkeiten

Obwohl die Begriffe gerne als Synonym verwendet werden: Es gibt wesentliche Unterschiede in Funktionsweise und Vorteilen zwischen PV-Ersatzstrom und PV-Notstrom. Grundsätzlich gilt: Hausbesitzer erhöhen mit einer notstrom- oder ersatzstromfähigen PV-Anlage, inklusive Batteriespeicher, ihre Versorgungssicherheit und ihre Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz. 

Wie funktioniert Notstrom bei einer PV-Anlage?

Notstrom springt bei einem Stromausfall ein. Allerdings hat Photovoltaik-Notstrom nichts mit klassischen Notstromaggregaten wie Dieselgeneratoren zu tun, sondern mit der Kombination aus einer privat betriebenen Solaranlage plus Stromspeicher.

Sobald das öffentliche Stromnetz ausfällt, übernimmt ein Batteriespeicher mit angeschlossener oder integrierter Notstromlösung die Stromversorgung der kritischen Verbraucher des Haushalts (automatische Notstromumschaltung). Verbraucher in diesem Notstromkreis werden so weiter mit elektrischer Energie versorgt. Während des Notstrombetriebs kann die PV-Anlage allerdings keinen neuen Strom produzieren. Dafür wäre eine so genannte AC-Insellösung nötig, die einen vom Netz entkoppelten Stromkreis aufbaut. Mehr dazu später. Für die PV-Notstromversorgung bedeutet dies: Wichtige Geräte bleiben in Betrieb – aber der Hausnotstrom kommt nur aus dem Speicher. Ist der Batteriespeicher leer, ist auch der Haushalt ohne Strom. Anders sieht es bei Ersatzstrom aus.

Was ist Ersatzstrom bei PV-Anlagen? 

Häufig nutzen Menschen denn Begriff „Notstrom“, obwohl sie eigentlich „Ersatzstrom“ meinen. Denn vielen geht es nicht nur um kurzfristigen Hausnotstrom, sondern darum, ihre Unabhängigkeit dank Solarstrom deutlich zu erhöhen. Auch als Vorsorge gegen länger andauernde Stromausfälle und Blackouts. Genau hier setzt die Ersatzstromversorgung an: Ein Ersatzstromsystem wird bei Netzschwankungen, Netzstörungen oder Stromausfällen aktiv und ist deutlich flexibler als ein reines Notstromsystem. Der Grund: Im Unterschied zum Notstrombetrieb, kann die PV-Anlage bei einem Ersatzstromsystem weiterhin Solarstrom produzieren, was bei ausreichender Sonneneinstrahlung und entsprechendem Verbrauch eine quasi 100% autarke Ersatzstromversorgung über mehrere Tage ermöglichen kann. Phasen der Netzstörung werden so überbrückt, die Stromversorgung bleibt dank Ersatzstrombetrieb gesichert.

AC-Insel als Voraussetzung für Ersatzstrom

Wichtigste Voraussetzung für Ersatzstrom ist die Fähigkeit der PV-Anlage, eine sogenannte AC-Insel (umgangssprachlich Solar-Insellösung genannt) aufzubauen. Die automatische Umschaltlogik ist dabei eine zentrale Funktion von Ersatzstromsystemen. Sobald der Netzstrom ausfällt, schaltet die Umschaltlogik automatisch in den AC-Inselbetrieb. Der Haushalt wird dabei vom öffentlichen Stromnetz getrennt und die PV-Anlage bildet zusammen mit dem Stromspeicher mit Ersatzstromlösung einen eigenen netzunabhängigen Stromkreis. Der Haushalt wird dadurch im Inselbetrieb quasi autark mit Wechselstrom (AC) aus dem Batteriespeicher weiter versorgt (Full Home Backup).

Produkt-Update: In der sonnenBatterie 10 performance+ ist eine inselfähige Ersatzstromlösung mit bis zu 8.000 W sowie die Schwarzstartfähigkeit bereits integriert. Zusätzliche Hardware ist für Ersatzstrom nicht nötig. Dank der hohen Ladeleistung von 12 kW lädt die sonnenBatterie 10 performance+ zudem schnell auf und ist in der Lage Strom für große Verbraucher schnell abzugeben.

Die AC-Insel wird bei Ersatzstromlösungen, wie denen von sonnen, ganz automatisch aufgebaut. Über einen Schwarzstart. Was ist ein Schwarzstart? Schwarzstartfähig sind Heimspeichersysteme, die trotz fehlender externer Stromversorgung (also zum Beispiel bei einem Stromausfall) netzunabhängig hochfahren und die Produktion von neuem Solarstrom starten können. In diesem Fall ist ein schwarzstartfähiger Batteriespeicher mit Ersatzstromlösung in der Lage, dank AC-Insel den Haushalt netzunabhängig zu versorgen. 

Ersatzstrom und Notstrom sind also zwei verschiedene Lösungen für Stromspeicher und Photovoltaikanlagen. Das bedeutet auch: Die Systeme unterscheiden sich in der Funktionsweise und in den dafür notwendigen Komponenten. Im Zusammenhang mit Ersatzstrom wird auch oft von einem Full Home Backup gesprochen. Was ist ein Full Home Backup? Im Prinzip die Steigerung zur Notstromversorgung – die Ersatzstromlösung. Ein Full Home Backup System deckt dank AC-Insel dreiphasig die Ersatzstromversorgung des gesamten Haushalts ab. Das Full Home Backup deckt alle Stromkreise ab. Der Vorteil davon ist, dass so prinzipiell alle Verbraucher im Haus weiterversorgt werden können. Es ist daher nicht notwendig, darauf zu achten, dass kritische Verbraucher (wie z. B. eine Kühltruhe) in einem speziellen Notstromkreis verschaltet sind. Um das System jedoch nicht zu überlasten, sollten im Falle eines Netzausfalls aber Verbraucher mit hohem Energiebedarf nicht zusätzlich ab dem Einspringen des Ersatzstrombetriebs eingeschaltet werden.

Gut, zu wissen: Jede Ersatzstromlösung bei sonnen ermöglicht ein Full Home Backup: Sie können dafür entweder die sonnenBatterie 10 performance mit der sonnenProtect 8000 kombinieren – oder sich direkt für die neue sonnenBatterie 10 performance+ mit integrierter Ersatzstromfähigkeit entscheiden.

Warum Ersatzstrom und Notstrom bei PV-Anlagen immer wichtiger werden

Zwar sind langanhaltende Stromausfälle in Deutschland nicht der Regelfall, doch Fakt ist: Die Gefahr von Stromausfällen und Blackouts (großflächigen Stromausfällen) steigt. Diese Gründe erhöhen laut Experten das Risiko solcher Ereignisse: 

1. Stromausfälle durch extreme Wetterereignisse: Starke Unwetter und Hochwasserkatastrophen, wie 2024 in Süddeutschland, treten bedingt durch den Klimawandel immer häufiger auf. Da kann es passieren, dass einzelne Gebiete über längere Zeit vom Stromnetz abgeschnitten sind. 
2. Blackout durch Überlastung des Stromnetzes: Lastspitzen oder eine zu hohe Stromerzeugung können im schlimmsten Falle dazu führen, dass das Netz lokal zusammenbricht und die Stromversorgung nicht mehr gewährleistet ist. Störungsanfällige Infrastruktur: Technische Störungen oder menschliches Versagen können ebenfalls leicht Stromausfällen provozieren. Auch eine, beispielsweise politisch motivierte, vorsätzliche Störung, ist möglich.

Übrigens: Virtuelle Kraftwerke (bekannt auch als Virtual Power Plant – VPP) wie das sonnenVPP bringen Angebot und Nachfrage besonders effizient in Einklang. Sie entlasten das Netz und können so dazu beitragen, die Gefahr von Blackouts zu verringern. 

Typische Einsatzszenarien von Ersatzstrom und PV-Notstrom im Eigenheim

Wir zeigen zwei konkrete Einsatzszenarien, welche Relevanz für Stromversorgung unterstreichen.

• Stromausfall im Winter: Stellen wir uns vor, es ist Winter, draußen tobt ein Schneesturm und es herrscht eisige Kälte. Plötzlich fällt der Strom aus, die neue Wärmepumpe kann nicht mehr weiterarbeiten und die Wohnräume kühlen aus. Ein Notstrom- oder Ersatzstromsystem sorgt dafür, dass die Heizung weiterläuft.
• Stromausfall im Sommer: Es ist ein heißer Sommertag und ihre Ventilatoren drehen sich auf Hochtouren. Überall in der Stadt versuchen die Menschen, Räume und Lebensmittel kühl zu halten. Das Netz kommt an seine Belastungsgrenze. Ersatzstrom und PV-Notstrom sichern die Stromversorgung im Haushalt.

Vorteile von Ersatzstrom und Notstrom bei Photovoltaikanlagen

Not- und Ersatzstromlösungen in Verbindung mit Photovoltaikanlagen stehen für mehr Sicherheit bei Stromausfällen. Zudem bieten Photovoltaik-Ersatzstrom und Photovoltaik-Notstrom Vorteile, die weit über den eigenen Haushalt hinausgehen:

Mehr Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz
Mit einer notstrom- oder ersatzstromfähigen Photovoltaikanlage gewinnen Hausbesitzer Unabhängigkeit und Sicherheit bei Netzstörungen.

Nachhaltiges System durch Solarenergie
Notstrom- und Ersatzstromsysteme, in Kombination mit Photovoltaikanlagen, sind die nachhaltige Alternative zu konventionellen Notstromlösungen wie Dieselgeneratoren. Statt fossiler Brennstoffe versorgt das System den Haushalt mit regenerativer Solarenergie.

Energiewende unterstützen mit privaten Lösungen
Batteriespeicher im Eigenheim tragen, in Kombination mit Ersatz- und Notstromlösungen, zur dezentralen Energiewende bei. Haushalte, die Eigenstrom produzieren, speichern und verbrauchen, entlasten das öffentliche Stromnetz und verringern die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern. Die Erklärung: Die Belastung des öffentlichen Stromnetzes wird durch den Eigenverbrauch aus dem Batteriespeicher gesenkt. Bei Stromausfall können sie bei vorhandener Lösung zusätzlich sogar auf Ersatzstrom oder Notstrom zurückgreifen und temporär autark weiter die eigenen Stromverbraucher versorgen.

Stromspeicher: Was ist die optimale Speichergröße für PV-Notstrom und Ersatzstrom? 

Der Batteriespeicher ist das Herzstück jedes Not- und Ersatzstromsystems in PV-Anlagen. Die Speicherkapazität (kWh) gibt dabei an, wie viel Energie ein PV-Batteriespeicher insgesamt speichern kann. Die Ladeleistung (kW) beschreibt dagegen, wie viel Energie ein Stromspeicher gleichzeitig abgeben oder aufnehmen kann. Mehr dazu erklärt unser Artikel zu Kapazität und Leistung bei Batteriespeichern.
Je größer die Batteriekapazität (kWh), desto länger können Haushalte prinzipiell einen Stromausfall mit Notstrom oder Ersatzstrom überbrücken. In beiden Systemen kann ein sogenannter Not-Batterievorhalt eingeplant werden, also eine Reserve, auf die der Batteriespeicher nur in Notfällen zugreift.

Bei Ersatzstromsystemen spielt auch die Ladeleistung (kW) eine noch entscheidendere Rolle. Je mehr Ladeleistung (kW) der Batteriespeicher hat, desto schneller kann er geladen – und entladen werden. Angenommen, das öffentliche Stromnetz ist ausgefallen und die Sonne scheint nur kurz: Dann sorgt die hohe Ladeleistung dafür, dass der Batteriespeicher in kürzerer Zeit, wo die Sonne nur scheint, möglichst viel geladen wird. Außerdem: Mit mehr Ladeleistung (kW) können auch größere Verbraucher wie Ihr E-Auto, auch bei Stromausfall schneller geladen werden.

Dreiphasig oder einphasig?  Welches System brauche ich für Notstrom bei PV bzw. PV-Ersatzstrom?

Bei der Auswahl eines Batteriespeichers spielt es eine wichtige Rolle, ob es sich um ein einphasiges oder dreiphasiges System handelt. Ein einphasiger Speicher versorgt den Haushalt über eine einzelne Phase, wohingegen ein dreiphasiger Speicher den Strom gleichmäßig über alle drei Phasen verteilt. Das ist besonders relevant für größere Geräte, die oft mehrphasig angeschlossen sind. Beide Optionen haben ihre Vorteile und sind relevant bei der Wahl der passenden Not- oder Ersatzstromlösung. 

Reicht ein einphasiges System für PV-Notstrom? Für normale, sehr kurze Stromausfälle reicht eine einphasige Notstromeinspeisung, wie z. B. die sonnenProtect 4000 in der Regel aus. Besonders gut eignet es sich für kleinere Photovoltaikanlagen und Haushalte mit einem niedrigeren Energieverbrauch. Im Falle eines Stromausfalls kann ein einphasiges System nur bestimmte Stromkreise versorgen. Typischerweise wären dies grundlegende Geräte wie Kühlschrank, Licht und kleinere Elektronikgeräte.

Was ist Drehstrom? Auf jeden Fall immer dreiphasig – und ideal für PV-Ersatzstrom.
Drehstrom (auch bekannt als Dreiphasenwechselstrom) ist eine Form des elektrischen Wechselstroms, die in drei Phasen gleichzeitig abläuft. Es wird für die Ersatzstromlösung der Photovoltaik-Anlage als dreiphasige Stromversorgung verwendet. Mit einem Full-Home-Backup- System mit 3-Phasen-Drehstrom können anspruchsvolle Verbraucher (wie E-Autos und Wärmepumpen) bzw. der komplette Haushalt bei Stromausfall weiter versorgt werden. 

Gut, zu wissen: Mit der sonnenBatterie 10 performance+ oder der sonnenProtect 8000 steht eine 3-phasige Ersatzstromlösug für die PV-Anlage zur Verfügung, die bei Stromausfall auch große Verbraucher wie E-Autos abdecken kann.

Im Zusammenhang mit Notstrom und Ersatzstrom spricht man ansonsten auch von On- oder Off-Grid Systemen. 

Was ist ein On-Grid-System?
Ein On-Grid-System ist u.a. eine Photovoltaikanlage, die direkt mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden ist. Überschüssiger PV-Strom wird entweder gespeichert, ins Netz eingespeist und kann bei Bedarf auch aus dem Netz bezogen werden. Die meisten Photovoltaikanlagen in privaten Haushalten sind On-Grid-Systeme. PV-Ersatzstrom wird in On-Grid-Systemen aktiv, wenn es zu Stromausfällen kommt: Dank Inselstrom aus der AC-Insel und Schwarzstartfähigkeit wird das ersatzstromfähige On-Grid-System quasi kurzfristig zum Off-Grid-System und kann den Haushalt – bei ausreichend Sonnenlicht – mehrere Tage mit Strom versorgen. Sobald das Netz wieder stabil ist, wird aus Off-Grid (netzunabhängig) wieder On-Grid (netzgebunden).

Was ist ein Off-Grid-System?
Eine Off-Grid-PV-Anlage arbeitet unabhängig vom öffentlichen Stromnetz. Off-Grid-Systeme setzen vollständig auf Netzunabhängigkeit. Das ermöglicht einen Autarkiegrad von 100 %. Allerdings sind Off-Grid-Systeme in der Praxis kaum verbreitet, außer z. B. auf Berghütten. Sie sind wenig wirtschaftlich (hohe Investitionskosten), unzuverlässig (v. a. in Schlechtwetterperioden) und unflexibel (keine Netzeinspeisung möglich). Auch ein Diesel-Notstromaggregat wird als Off-Grid-System bezeichnet. Mehr zum Thema Autarkiegrad und der Wirtschaftlichkeit der Höhe des Autarkiegrads findet sich im verlinkten Artikel.

Neuanlage oder Nachrüsten: So wird Ihre Anlage notstrom- oder ersatzstromfähig

Bei Neuanlagen können alle notwendigen Komponenten für Notstrom und Ersatzstrom von Anfang an mitgedacht und integriert werden. Auch bestehende PV-Anlagen, die noch keinen zusätzlichen Stromspeicher haben, lassen sich mit PV-Notstrom- oder Ersatzstromlösungen nachrüsten. Lassen Sie sich hier am besten vom Fachmann beraten, ob ihr neuer Speicher auch über eine automatische Umschaltlogik sowie ausreichend Speicherkapazität (kWh) für den Notstrom- oder Ersatzstromeinsatz verfügt. 

Welche Notstrom- und Ersatzstromsysteme für PV bietet sonnen?

sonnen ermöglicht Hausbesitzern sowohl die Notstromversorgung als auch die Ersatzstromversorgung in Kombination mit einem Batteriespeicher– je nach Produkt und Produktkombination. 

Notstrom Photovoltaik: Die einphasigen Notstromlösung sonnenProtect 4000 verwandelt die sonnenBatterie 10 in einen PV-Speicher mit Notstromfunktion. Die sonnenProtect 4000 schaltet bei Stromausfall das Speichersystem innerhalb von 5 Sekunden in den Notstrombetrieb um und versorgt ausgewählte Verbraucher mit Strom aus der sonnenBatterie.

Ersatzstrom über Solaranlage: Wer sich für ein Ersatzstromsystem interessiert, hat bei sonnen mehrere Möglichkeiten.

• Erweiterung: In Kombination mit der sonnenProtect 8000 wird die sonnenBatterie 10 performance zu einem Ersatzstromsystem inkl. dreiphasigem Full Home Backup (AC Insellösung).
• Das leistungsstärkste All-in-one-System von sonnen: Bei der sonnenBatterie 10 performance+ sind Ersatzstromfähigkeit, AC-Insellösung und Schwarzstartfähigkeit bereits integriert. 

Sie können dafür hier einfach, kostenfrei und unverbindlich ein Angebot und eine Beratung zu den Produkten von sonnen anfragen – alles aus einer Hand.

Wichtig zu wissen: Mit einer sonnenBatterie nutzen Haushalte primär Eigenstrom und steigern den eigenen Autarkiegrad. Kann der Eigenbedarf im Normalzustand, wenn kein Stromausfall herrscht, nicht über Solarstrom und Stromspeicher gedeckt werden, springt die optional buchbare sonnenFlat direkt ein, bei der 100% echter Ökostrom aus dem Netz bezogen wird. Außerdem können sonnen Kunden an unserem virtuellen Kraftwerk sonnenVPP beteiligen und so gemeinsam mit uns die dezentrale Energiewende vorantreiben und gleichzeitig noch dafür eine Vergütung erhalten.

Fazit: Notstrom oder Ersatzstrom? Wann sinnvoll, wie einsetzen?

Um es auf den Punkt zu bringen: PV-Notstrom ist eine gute Lösung, wenn die wichtigsten Geräte bei kurzen Stromausfällen weiterlaufen sollen. PV-Ersatzstrom dagegen ermöglicht eine umfassende, längere Absicherung für den gesamten Haushalt. Für beide Varianten bietet sonnen intelligente Lösungen, die entweder zusätzlich zur sonnenBatterie 10 oder der sonnenBatterie 10 performance installiert werden können – oder im Fall der sonnenBatterie 10 performance+ bereits integriert sind.

Für welches System Sie sich letztendlich entscheiden, hängt von den individuellen Bedürfnissen sowie von der Haushaltsgröße und den Verbrauchern ab. In beiden Fällen ist es beruhigend zu wissen, nicht komplett auf das öffentliche Netz angewiesen zu sein. Eine Photovoltaikanlage mit Stromspeicher und der entsprechenden Not- oder Ersatzstromlösung kann dafür sorgen, dass der eigene Haushalt auch bei Stromausfällen versorgt bleibt – ganz ohne das dramatische Szenario eines Blackouts.