Schwarzstartfähigkeit & kontrollierter Schwarzstart bei einem Stromspeicher – Was ist das?
Der Begriff “Schwarzstart” klingt für Laien wie aus einem Science-Fiction-Universum: technisch, irgendwie düster und nicht alltäglich. Doch tatsächlich steckt dahinter ein Konzept, das jeder Besitzer von PV-Anlagen und eigenem Speicher kennen sollte. Heimspeichersysteme, die zum kontrollierten Schwarzstart fähig sind, erhöhen die netzunabhängige Versorgungssicherheit im Falle eines Blackouts. Wie genau das funktioniert und welche Vorteile das gegenüber herkömmlichen Notstromvorrichtungen hat, erklären wir Ihnen in diesem Artikel. Hier erfahren Sie außerdem, welche Batteriespeicher von sonnen diese Technologie bereits unterstützen und welche Optionen der netzunabhängigen Versorgung das Portfolio sonst noch bietet.
Was ist ein Schwarzstart?
Die Begriffe “Schwarzstart” und „Schwarzstartfähigkeit“ stammen ursprünglich aus dem Kontext von großen Kraftwerken. Es beschreibt die Fähigkeit eines Stromerzeugungssystems, auch ohne externe Energiequelle den Betrieb zu starten. Nach einer Netzstörung, wie zum Beispiel einem großflächigen Stromausfall, kann das System aus eigener Kraft – also ohne dafür Strom beziehen zu müssen – wieder anlaufen. Auch Heimspeicher für Photovoltaik besitzen diese Fähigkeit in Teilen schon. Dadurch können sie netzunabhängig die PV-Stromproduktion starten und die Versorgung des Haushalts sichern.
Schwarzstartfähigkeit bei PV-Anlagen: Die Grundlagen
Mit der wachsenden Anzahl an Haushalten, die sich mit eigenem PV-Strom versorgen, um den Autarkiegrad zu erhöhen und günstigen Eigenstrom zu verbrauchen, hat der Begriff des Schwarzstarts auch im privaten Bereich Einzug gehalten. Denn auch hier kann es sein, dass eine Netzstörung die Stromversorgung für kurze oder für längere Zeit kappt. Passiert dies in der Nacht und das System schaltet in den Notstrommodus, kann es schnell passieren, dass auch der gespeicherte Strom aus der Batterie morgens aufgebraucht ist; der Akku ist leer und der Stromausfall immer noch da ist. Dann wäre der Haushalt ohne Strom. Es sei denn, der eigene Batteriespeicher ist schwarzstartfähig. Unter Schwarzstartfähigkeit versteht man die Möglichkeit des Heimspeichersystems, trotz fehlender externer Stromversorgung die Produktion von neuem Solarstrom netzunabhängig zu starten. So können auch längere Phasen ohne Anbindung ans Stromnetz überbrückt werden.
Stromausfall oder Blackout: Wann der Schwarzstart wichtig wird
Die Gefahr von Stromausfällen und Blackouts steigt und somit werden schwarzstartfähige Speichersysteme für Haushalte mit PV-Anlage immer attraktiver. Sogar kurze Stromausfälle können nachts dazu führen, dass am nächsten Morgen gar nichts mehr geht, da sich viele Systeme in so einem Fall aus Sicherheitsgründen automatisch ausschalten. Damit ein System stattdessen den Haushalt mit Notstrom, beziehungsweise mit Reststrom aus der PV-Batterie weiterversorgt, muss die Anlage zur Netzumschaltung in den sogenannten Inselbetrieb fähig sein. Die Schwarzstarfähigkeit stellt dann die nächste Stufe der Versorgungssicherheit dar. Doch warum sind Stromausfälle überhaupt ein Thema? Diese Gründe erhöhen laut Experten das Risiko solcher Ereignisse:
- Stromausfälle durch extreme Wetterereignisse: Starke Unwetter und Hochwasserkatastrophen, wie 2024 in Bayern, treten bedingt durch den Klimawandel immer häufiger auf. Da kann es passieren, dass einzelne Gebiete über längere Zeit vom Stromnetz abgeschnitten sind.
- Blackout durch Überlastung des Stromnetzes: Entwicklungen wie Hochlauf der E-Mobilität führt zu einer zunehmenden Belastung unseres klassischen Energiesystems. Lastspitzen können im schlimmsten Falle dazu führen, dass das Netz lokal zusammenbricht und die Stromversorgung nicht mehr gewährleistet ist. Übrigens: Virtuelle Kraftwerke (bekannt auch als virtual power plant - VPP) wie das sonnenVPP haben die Flexibilität, Angebot und Nachfrage besonders effizient in Einklang zu bringen. Sie entlasten das Netz und können so dazu beitragen, die Gefahr von Blackouts deutlich zu verringern.
- Störungsanfällige Infrastruktur: Technische Störungen oder menschliches Versagen können ebenfalls leicht Stromausfällen provozieren. Auch eine, beispielsweise politisch motivierte, vorsätzliche Störung, ist möglich.
Netzunabhängige Notstromlösungen: Diese Möglichkeiten gibt es
Wenn der Strom ausfällt oder die Verbindung zum Stromnetz abbricht, werden wichtige elektrische Geräte nicht mehr versorgt. Bis der Schaden behoben ist, können Not- oder Ersatzstromlösungen erforderlich sein. Grundsätzlich gibt es mehrere Varianten der Stromversorgung, die zur Überbrückung der Störung helfen, bis wieder Netzstrom geliefert werden kann:
1.) Einphasiger oder dreiphasiger Notstrom: Einphasige Notstromlösungen bieten eine sinnvolle Ergänzung zum Stromspeicher. Im Falle eines Stromausfalls ermöglichen sie es, den gespeicherten Reststrom in der Batterie weiterzunutzen. Über einen separaten Ausgang können so kritische Verbraucher, wie Kühlschrank, Waschmaschine oder Sicherheitssysteme, in einem eigenen Stromkreis weiter versorgt werden. Mit einer dreiphasigen Notstromlösung kann sogar der ganze Haushalt temporär mit Notstrom versorgt werden.
2.) Ersatzstromlösungen: Wir sprechen hingegen von Ersatzstrom, wenn er in der Lage ist, das ganze Haus über mehrere Tage, auch über die Restkapazitäten hinaus, also, mit neu erzeugtem Strom zu versorgen. Diese autarke Form der Stromversorgung ist möglich, in dem beispielsweise eine PV-Anlage in den Notstromkreis geschaltet wird und mit einem schwarzstartfähigen Wechselrichter oder Batteriespeicher verbunden ist. Das ist z. B. mit der sonnenBatterie 10 performance zusammen mit der sonnenProtect8000 möglich. Die in Kürze erscheinende sonnenbatterie 10 performance+ hat sogar bereits eine integrierte Ersatzstromlösung, die standardmäßig eine AC-Insel-Funktion möglich macht.
Kontrollierter Schwarzstart beim Batteriespeicher: So funktioniert’s
Damit ein leerer Batteriespeicher nach oder während einer nächtlichen Störung den Betrieb am Morgen wieder aufnehmen kann, ist ein kontrollierter Schwarzstart erforderlich. Kontrolliert bedeutet, dass der Stromspeicher mehrmals am Tag, zu bestimmten Zeiten versucht, diesen zu initiieren und Wechselrichter und Photovoltaik-Anlage zum Laufen zu kriegen. Dafür braucht es verschiedene Komponenten und Voraussetzungen.
AC-Insel als Voraussetzung für Schwarzstart
Wichtigste Voraussetzung für Schwarzstarts ist die Fähigkeit der Anlage, ad hoc eine sogenannte AC-Insel aufzubauen und Netzunabhängigkeit herzustellen. Dies bedeutet, dass sich die Anlage im Störungsfall selbstständig vom Stromnetz abkoppelt und einen netzunabhängigen Stromkreis bildet. Viele AC-Inselanlagen, also echte PV-Off-Grid-Anlagen, die z. B. auf Berghütten stehen und keine Netzanbindung haben, sind zu so einer Netzumschaltung fähig. Im Falle von regulären, notstromfähigen Heimspeichersystemen ist der Prozess quasi umgedreht – aus On-Grid wird Off-Grid. In diesem Modus wird erzeugter Strom direkt in Wechselstrom (AC) umgewandelt, um lokale Verbraucher zu versorgen.
Erfahren Sie in diesem Video zur Inselfähigkeit der sonnenBatterie 10 performance zusammen mit der sonnenProtect 8000, was eine AC-Insel ist.
Was ist Notstrom und was ist eine AC-Insel bei Heimspeichern und PV-Anlagen?
Stromausfall erkennen für Netzumschaltung
Ein intelligentes Steuerungssystem überwacht den Stromfluss und aktiviert im Falle eines Netzausfalls die Netzumschaltung, die die Anlage in den AC-Inselbetrieb versetzt. Dabei wird das System vom öffentlichen Stromnetz getrennt und mit den Verbrauchern in einem netzunabhängigen Stromkreis verbunden.
Schwarzstarthilfe für den PV-Wechselrichter
Der Batteriespeicher hilft dem PV-Wechselrichter nun mit gezielten Schwarzstarts dabei, den Betrieb wieder aufzunehmen. Sobald genug Sonneneinstrahlung vorhanden ist, beginnt der PV-Wechselrichter damit, die Solarenergie vom Dach einzuspeisen und die Verbraucher im Haus mit Wechselstrom zu versorgen.
Das gilt es beim Einbau von Stromspeichern mit Notstrom- / Ersatzstromversorgung zu beachten
Hausbesitzer sollten sich über die technischen Anforderungen und den Installationsprozess im Klaren sein. Die Installation sollte professionell durchgeführt werden, um eine optimale Funktion zu gewährleisten. Unsere zertifizierten Fachpartner beraten Sie dazu gerne.
Autarkie, Netzstabilität, Sicherheit: Die Vorteile schwarzstartfähiger Anlagen
Kurzfristige Vorteile:
Moderne Notstromlösungen – und damit meinen wir auch aus Umweltgründen keine Diesel-Notstromaggregate, sind aus vielerlei Gründen eine empfehlenswerte Ergänzung zum Batteriespeicher. Die Fähigkeit von PV-Anlagen mit Stromspeicher, einen Schwarzstart ohne externe Stromquelle durchzuführen, ermöglicht Unabhängigkeit vom Netzbetreiber und eine kontinuierliche Stromversorgung in Notsituationen. So ist es möglich, den Haushalt Dank Ersatzstrom, bei passenden Wetterbedingungen und darauf angepassten Stromverbrauch, auch mehrere Tage lang autark mit Eigenstrom zu versorgen.
Langfristige Vorteile:
Wer sich für eine größere Unabhängigkeit vom öffentlichen Netz mit einer eigenen PV-Anlage entscheidet, trägt grundsätzlich erheblich zur Stärkung der Erneuerbaren Energien und damit zum Umweltschutz bei. Schwarzstartfähige Systeme erhöhen die Resilienz und Zuverlässigkeit dieser nachhaltigen Energieversorgung und fördern damit weiter die Energieautarkie von Privathaushalten. Auch das gesteigerte Sicherheitsgefühl fortschrittlicher Notstromlösungen ist für viele Menschen ein Argument, sich für die Energiewende im Eigenheim zu entscheiden. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Technologie bietet zudem immer mehr Möglichkeiten zur Optimierung und Effizienzsteigerung von erneuerbaren Energien.
Not- und Ersatzstromversorgung mit sonnen: Von klassisch bis innovativ
sonnen-Kunden können aus verschiedene Not- und Ersatzstromlösungen wählen, die ihre sonnenBatterie sinnvoll ergänzen.
Mit der sonnenBatterie 10 im Zusammenspiel mit der Notstromlösung sonnenProtect 4000, können Sie sich effektiv vor Stromausfällen schützen. Bei der sonnenProtect 4000 handelt es sich um eine einphasige Notstromlösung, bei der Sie den gespeicherten Reststrom in der Batterie bei Stromausfall mit bis zu 4.600 W weiter nutzen können. Über einen separaten Ausgang der sonnenBatterie 10 können kritische Verbraucher über einen eigenen Stromkreis auch bei Stromausfall weiter versorgt werden. Die Umschaltzeit zwischen Netz- und Notstrombetrieb dauert ca. 10 Sekunden.
Für die sonnenBatterie 10 performance steht Ihnen die Ersatzstromlösung sonnenProtect 8000 bei Stromausfällen zuverlässig zur Seite. Im Falle eines Blackouts werden Sie mit der Ersatzstromlösung von sonnen, der sonnenProtect 8000, nach wenigen Sekunden wieder mit Energie versorgt. Ihre sonnenBatterie 10 performance schaltet automatisch in den Notstrombetrieb und ermöglicht eine dreiphasige Absicherung des Hausanschlusses bis 35 A.
Demnächst verfügbar: Die sonnenBatterie 10 performance+ mit integrierter Ersatzstromlösung
Die sonnenBatterie 10 performance+, die demnächst auf den Markt kommt, ist die Weiterentwicklung unserer beliebten sonnenBatterie 10 performance und unser bisher leistungsfähigster Heimspeicher und damit für Haushalte geeignet, die beispielsweise durch Wärmepumpe und E-Auto einen höheren Energiebedarf haben. Die Besonderheit: Die sonnenBatterie 10 performance+ wird mit einer integrierten Ersatzstromlösung kommen. Bei einem Stromausfall baut die Batterie in Sekundenschnelle eine dreiphasige Ersatzstromlösung auf, die die Verbraucher im Haus mit bis zu 8.000 VA weiter mit Strom aus der sonnenBatterie versorgt. Bei länger anhaltenden Netzausfälle baut sie eine AC-Insel auf. Dafür wird der PV-Wechselrichter in das Inselsystem verdrahtet, der somit die Batterie auch bei Netzausfall mit Solarstrom vom Dach Nachladen kann. Die kontrollierte Schwarzstartfähigkeit kommt zum Tragen, wenn die Batterie während des Stromausfalls vollständig entladen wird, z.B. während der Nacht. Um dem PV-Wechselrichter ein Aufstarten zu ermöglichen, unternimmt die sonnenBatterie 10 performance+ dreimal am Tag zu festgelegten Zeitpunkten einen Schwarzstart. Die sonnenBatterie 10 performance+ wird darüber hinaus mit 12 kW Leistung, welche dreiphasig zur Verfügung stehen, der leistungsfähigste Stromspeicher von sonnen sein. Damit passt die sonnenBatterie 10 performance+ optimal zu den steigenden Anforderungen durch das Laden von Elektrofahrzeugen oder durch Wärmepumpen.
📺 In diesem Video wird durch unseren Experten Roland Burger aus dem Produktmanagement von sonnen die kontrollierte Schwarzstartfähigkeit erklärt - nochmal speziell für die neue sonnenBatterie 10 performance+. Außerdem geben wir weitere detaillierte Einblicke zur sonnenBatterie 10 performance+.
sonnenBatterie 10 performance+ im Detail
Schwarzstartfähigkeit bei Stromspeichern macht einen Unterschied
Ein Batteriesystem, das schwarzstartfähig ist, bietet zahlreiche Vorteile, darunter eine stabile und zuverlässige Stromversorgung sowie Unabhängigkeit vom Netzbetreiber.
Interessierte Hausbesitzer sollten sich von einem unserer zertifizierten Fachpartner beraten lassen. Mit der neuen sonnenBatterie performance+ bietet sonnen eine neue, leistungsstarke Ersatzstromlösung, die ohne zusätzliche Komponenten auskommt. Mit kontrollierten Schwarzstarts sorgt die Batterie für eine kontinuierliche Stromproduktion und -versorgung nach einem Netzausfall – auch bei leerem Akku.
