Heiß diskutiertes Sicherheitspaket

Wie sicher sind PV-Balkonanlagen und wann sind sie’s? Im Kern geht es bei den betreffenden Vornormen um die Frage von wirklichen Maßnahmen-Notwendigkeiten: Sicherheit darf keine PV-Guerilla züchten in einem Markt, dem großes Wachstum bevorsteht und der die Energiewende voranbringen könnte.

In Deutschland wird unter den Experten seit geraumer Zeit über die Sicherheit beziehungsweise den sicheren Betrieb von sogenannten Steckdosen-Photovoltaik (PV) Anlagen diskutiert. Die anderen Bezeichnungen für diese kleinen Geräte, die in der Regel aus ein bis zwei Modulen bestehen, sind genauso vielfältig wie die Möglichkeiten, wo und wie sie am Haus installiert beziehungsweise befestigt werden können: Mal werden sie auch als Balkonsolaranlagen bezeichnet, mal als Plug-In-PV, mal auch als Guerilla-PV.
In Deutschland gibt es Schätzungen zufolge bereits rund 20 000 dieser Balkonanlagen. Aber im Grunde genommen ist das nicht nur im Vergleich zu den rund 200 000 Anlagen nicht viel, die es in den Niederlanden bereits gibt (außerdem in der Schweiz und in Österreich), sondern auch bezogen auf die rund 41 Mio. Haushalte, die es hierzulande gibt. Selbst wenn nur 10 % Balkonanlagen betreiben würden, wären es schon 4 Mio.
In den Steckdosen-Anlagen steckt somit auch eine große Vision: Dass auch die Solarstrom selbst erzeugen und selbst verbrauchen können, die nicht über Hauseigentum verfügen. Über Steckdosen-Module können auch die „Dach-Unterprivilegierten“ an der Energiewende teilhaben: Mieter und natürlich Bewohner (Mieter und auch Wohnungseigentümer) in Großstädten.
Es klingt ganz einfach: Die Geräte werden in eine Steckdose gesteckt und sie speisen darüber den erzeugten Strom in den Endstromkreis ein. Strom, von außerhalb bezogen, kann eingespart werden. Hat ein Modul beispielsweise eine Leis­tung von 250 kWp, könnte es dem Betreiber rund 200 kWh Strom im Jahr einbringen, je nach Standort vielleicht mehr.
Dieser Strom ist auch von einer Qualität, die es am Markt für Letztverbraucher gar nicht mehr gibt, seitdem das Grünstromprivileg im Jahr 2014 abgeschafft wurde. Das Grünstromprivileg bedeutete die Zahlungsbefreiung von der Erneuerbare-Energien-Umlage in bestimmten Fällen und das Privileg war eine wesentliche Motivation für die Energieversorgungsunternehmen (EVU), den Grünstrom aus EEG-Anlagen direkt an Letztverbraucher zu vermarkten. Heute bestehen die Ökostromangebote der EVU praktisch nur noch aus Strom aus Wasserkraft. Somit könnte der Grünstrom zurückkehren, indem Prosumer einen Teil ihres Strombedarfs mit eigenem Solarstrom vom Balkon decken. Nebenbei machen Steckdosen-Anlagen die sonst so ortsfeste Photovoltaik zu einer zum Mitnehmen (beim Wohnungswechsel). Auch das ist etwas Neues.

VDE sieht Gefahren
Aber sind die Steckdosen-Anlagen aus elektrotechnischer Sicht sicher? „Die folgenden Gefahren können von Stecker-PV-Anlagen ausgehen: Überlast der bestehenden Leitungen und daraus resultierender Brand, Elektrischer Schlag durch Spannung an den Stecker-Kontakten sowie Nichtauslösung der bestehenden Schutzeinrichtungen oder Überschlag eines Blitzes auf die Gebäudeinstallation“, sagt Dominik Nied. Nied ist Normungsmanager beim Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik (VDE). Der VDE hat in der von ihm getragenen Deutschen Kommission Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik in DIN und VDE (VDE|DKE) Arbeitskreise eingerichtet, die sich mit dem Thema Sicherheit und der fachgerechten Installation von kleinen Solarstromanlagen befassen. Es soll außerdem geklärt werden, wie die Anlagen mit Steckern fachgerecht an Hausnetze angeschlossen werden können. Der VDE arbeitet aktuell an drei Normungsprojekten dazu (siehe Infokasten: Drei Normen, die in Arbeit sind). Schießt der VDE auf Spatzen mit Kanonen?

Empfindliches Gefüge
Natürlich stimmen auch andere PV- und Elektrotechnik-Experten darin mit dem VDE überein, dass es nur sichere Stecker-PV-Anlagen am Markt geben darf, die ohne Gefahr betrieben werden können. Käufer sollen eben auch die werden, die keine Ahnung von Elektroinstallationen und elektrotechnischen Zusammenhängen haben. Und auch wenn das gerne als Pro-Sicherheitsargument angeführt wird: Dass es noch keinen berichteten Schadenfall oder Unfall unter den 20 000 Anlagen in Deutschland gibt, ist jedenfalls kein Indiz dafür, dass alles sicher ist und nichts geregelt werden müsste – kann doch in hohem Maße davon ausgegangen werden, dass es sich hier um Käufer handelte, die meist sehr technikaffin sind.
Die Mindeststandards können dem Markt im doppelten Sinn dienen: Mithelfen, ihn sicher zu entwickeln und ihn sicher zu machen. Sie können helfen, bereits vorhandenen oder sich ausbreitenden Wildwuchs in der technischen PV-Guerilla-Grauzone zu lichten. Das ist aber ein empfindliches Gefüge und erfordert Fingerspitzengefühl: Wenn die Anforderungen zu hoch gesetzt werden, könnte sich die gewünschte Entwicklung ins Gegenteil verkehren. Die Anlagen würden zu teuer, was die Amortisation verschlechtert. Es könnte die Verbreitung nicht nur behindern, sondern auch die Verlockung auf günstige Geräte verstärken. Dann gäbe es nicht weniger, sondern mehr PV-Guerilla.
Vertreter dieser Ansicht sind zum Beispiel DGS-Vizepräsident Matthias Hüttmann und AG-Koordinator Marcus Vietzke von der Arbeitsgemeinschaft (AG) PVplug in der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS), Solarpionier Erhard Renz („Der Sonnenflüsterer“, auch Mitglied in der AG PVplug und Initiator der Kampagne „Solar2go“) und auch Hersteller und Anbieter solcher Anlagen, wie Laudeley Betriebstechnik („e.cube system“) oder GP Joule („miniJOULE“).

Sachlich angemessene Sicherheit
Folglich werden die Mindest-Notwendigkeiten im Detail heiß diskutiert. Der Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke (ZVEH), der die Erarbeitung der Energiesteckvorrichtungsnorm DIN VDE V 0628-1 mit angestoßen hat, ist grundsätzlich gegen eine Lösung mit Schukosteckern und damit auf einer Linie mit dem VDE|DKE. „Die Gefahr einer berührbaren Spannung bei den sogenannten Plug-In-PV-Modulen lässt sich bisher bei den uns bekannten Produkten nicht sicher ausschließen“, argumentiert Andreas Habermehl, PV-Experte des ZVEH: „Daher fordern wir eine spezielle Steckvorrichtung mit berührungssicheren Kontakten.“
„Sicherheitsregeln sind notwendig“, pflichtet Matthias Hüttmann von der DGS bei, „aber nur dort, wo sie sachlich angemessen sind.“ Hüttmann hält das geplante Steckgesicht nach Vorbild des Rundsteckerverbinders RST der Firma Wieland Electric, das in der Norm als Standard verankert werden soll, für Anlagen bis 2,6 Ampere (A) für überdimensioniert. „Häufig wird das Risiko eines Stromschlags am Schukostecker der Stecker-Solar-Geräte angeführt. Jedoch schließen Wechselrichter mit NA-Schutz diesen aus“, entgegnet er. „Der NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 („Niederspannungsrichtlinie“) trennt die Stromerzeugung einfehlersicher nach 0,2 Sekunden.“ Bei Staubsaugern beispielsweise werde die Spannungsfreiheit des Steckers erst nach 1 Sekunde gefordert. „Ein solcher Stecker-Standard würde nur unnötige Hürden aufbauen“, sagt er. Auch Erhard Renz ist gegen den Stecker: „Wer extra einen speziellen Stecker einbauen lassen muss, könnte selbst das System nicht in Betrieb nehmen. Dies widerspricht der ,Oma- und Opa-leichten Installation’!“ Durch den NA-Schutz liege bereits nach 0,2 Sekunden, nachdem der Stecker gezogen wurde, keine Spannung mehr an.
Aus Sicht der DGS reicht der NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 zum Schutz gegen Spannungen an den Steckkontakten aus. Dieser sei Einfehlersicher mit zwei in Reihe geschalteten, unabhängig angesteuerten Schaltelementen aufgebaut: Selbst beim Ausfall eines Schalters könne keine Spannung am Stecker anliegen. Auch den Praxistest mit 200 000 installierten Stecker-Solar-Geräten in den Niederlanden habe der Schukostecker bereits bestanden. „Sollten in Deutschland höhere Schutzziele gewünscht sein, sind Schukosteckdosen-kompatible Lösungen möglich. Eine proprietäre Steckverbindung dient in erster Linie dem Rechtsinhaber. Die Sicherheit wird nicht erhöht, wenn Laien angereizt werden ihre Steckdosen umzurüsten“, sagt Marcus Vietzke, Koordinator der DGS-Arbeitsgemeinschaft PVplug.
Holger Laudeley, Gründer der Laudeley Betriebstechnik, die Plug-In-Anlagen („e.cube systems“) mit 300-Wp-Modulen von aleo solar anbietet, findet zum Thema Steckverbindung/Anlagenanschluss deutliche Worte: „Der größte Kritikpunkt ist: Die Norm verlangt eine ,Spezial-Steckdose’, eine Absicherung mit FI (Fehlerstromschutzschalter) und Automat sowie einen Extra-Einspeisestromkreis. Das ist alles ziemlicher Blödsinn, weil das Haus ja bereits einen FI-Schutz hat – zwei FI’s hintereinander zu schalten, ist technisch problematisch. Durch diese und die anderen Punkte wird es Mietern künstlich erschwert, PV-Module für die Steckdose zu installieren“, warnt er. „Es geht hier auch um eine soziale Frage und darum, dass Mieter endlich auch von der Photovoltaik profitieren können“, sagt er.

Bagatellgrenze einführen
Die DGS plädiert wie viele andere auch für eine Bagatellgrenze. Anlagen unter 2,6 A sollten von den vorgesehenen Regelungen ausgenommen werden. Diesen Wert hat die Gesellschaft gemeinsam mit der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin in Laborprüfungen Mitte November ermittelt. Die DGS, die bewusst eine Stromgrenze bei den elektrischen Anschlussbedingungen beschreibt und keine Leistungsgrenze („Die Erwärmung der Leitung wird durch den Strom verursacht“), übersetzt die Stromgrenze aber zum Vergleich auch in Leistung: „Ein Strom von 2,6 A könnte fließen, wenn Stecker-Solar-Geräte mit einer Leistung von ca. 630 Wp eingesetzt werden“, heißt es in ihrem Positionspapier zu den Steckdosen-Modulen.
Die DGS lehnt für Anlagen bis zur besagten Bagatellgrenze separate Stromkreise als unnötig ab: „In den meisten Fällen – für den Dauerbetrieb von steckbaren Stromerzeugungseinrichtungen – haben unsere Elektroinstallationen normative Reserven. Falls diese nicht ausreichen, können sie durch den Einbau einer kleineren Sicherung hergestellt werden“, sagt Hüttmann. Da Stecker-Solar-Geräte nur zeitweise einspeisen, könnten zudem Reserven für temporäre Überströme genutzt werden.
Die DGS hat Fälle ohne Reserven für den Dauerbetrieb vermessen. Nach diesen Untersuchungen kommt es im Über­lastfall bei der Bagatell-Leistungsgrenze zu einer leichten Erhöhung der Leitungstemperatur. „Diese Erhöhung ist jedoch weit von Grenzwerten der Isolierung und dem Flammpunkt von Baustoffen entfernt“, berichtet Hüttmann. Ein Brandrisiko sei in dieser Leistungsklasse nicht nachweisbar, es erfolge allenfalls eine minimal beschleunigte Alterung der Kabelisolierung (siehe Infokasten: Welche Maßnahmen die DGS im Einzelnen aufzunehmen für sinnvoll hält).

Von Meldepflicht ausnehmen
Separat davon geht es noch um ein weiteres Problem, das der Anlagen-Meldepflicht. Paragraf 19 („Betrieb von elektrischen Anlagen und Verbrauchsgeräten, Eigenerzeugung“) der Niederspannungsanschlussverordnung (NAV) schreibt eine Meldepflicht vor der Errichtung einer Eigenanlage beim Netzbetreiber vor, um sicherzustellen, dass keine schädlichen Rückwirkungen in das Versorgungsnetz möglich sind. Die DGS fordert eine Ausnahme von der Meldepflicht für Steckdosen-Anlagen bis 800 W. Sie sieht bis zur genannten Größe dafür keine Notwendigkeit: Die maximal möglichen Rückwirkungen in dieser Anlagenklasse seien nicht schädlich im Sinne der NAV. Auch müssten diese Anlagen nicht wie andere als EEG-Anlagen dem Netzbetreiber gemeldet werden: „Stecker-Solar-Geräte sind keine EEG-Anlagen, die Anlagenbetreiber wollen keine EEG-Vergütung erhalten und sie sollten deshalb nach anderen Kriterien behandelt werden“, fordert Matthias Hüttmann. Die Problematik, dass veraltete Stromzähler Rückspeisungen mit dem Strombezug verrechnen könnten, werde außerdem im Zuge der Zählerdigitalisierung aussterben. Zudem überschreite erst eine Rückspeisung von 125 kWh/a die Messtoleranzen von Zählern.

Rentabilität auch Planungsfrage
Der Umfang des geplanten Sicherheitspakets bestimmt auch die Frage: Bedarf es eines Elektrikers oder nicht? Der Umfang seiner Arbeit ist auch ein Faktor für die Rentabilität der Geräte. Deshalb blickt Andreas Habermehl vom ZVEH voraus und adressiert bei dem Thema Balkonanlagen auch an Berufsgruppen, die man auf den ersten Blick nicht auf dem Schirm hat: „ Im Neubausegment müssen die Planer für diese Thematik sensibilisiert werden und grundsätzlich auf Balkonen und sonstigen geeigneten außenliegenden Räumlichkeiten eine separate abgesicherte Energiesteckvorrichtung mit entsprechendem Leitungsschutz und den Personenschutz auch DIN VDE 0100-410 vorsehen“, fordert er. Unter diesen Voraussetzungen sei der Aufwand dann sehr gering, um das Plug-In-PV-Modul anzuschließen. Anders im Bestandsbau: „Muss ein separater Stromkreis errichtet werden, weil es im Bestand keine andere Möglichkeit gibt, geht dies natürlich zulasten der Rentabilität dieser Plug-In-PV-Anlagen“, räumt er ein. Erhard Renz warnt: „Wenn der finanzielle Aufwand für eine normgerechte Installation zu hoch wird, treibt es die Anwender in die Guerilla-PV. Diesen Guerilla-Markt gilt es aber zu vermeiden.“

Fazit: Richtig bewegen im Spannungsfeld
Holger Laudeley resümiert: „Sollte die Norm in dieser Form kommen, werden sich Balkonsolarmodule bei Normalbürgern nicht durchsetzen. Die Masse der Mieter wird von der Energiewende erneut abgehängt. Für uns als Firma bedeutet das, dass wir irgendwann die Produktion einstellen müssen.“ Malt Laudeley ein zu düsteres Bild? Matthias Hüttmann von der DGS und auch Timo Bovi von GP Joule teilen diese Aussicht nicht so recht. „Da sich die Stecker-Solar-Geräte einer zunehmenden Beliebtheit erfreuen, werden sich die Käufer vermutlich nicht abschrecken lassen“, glaubt Hüttmann. Steckdosen-Module würden durch die Norm sicherlich nicht unrentabel und uninteressant. „Der Einsatz von Plug-In-PV-Anlagen wird vor dem Hintergrund konstant steigender Preise für Haushaltsstromkunden auch mittelfristig in mehrerlei Hinsicht attraktiv und lukrativ sein“, meint Bovi. Dennoch war es laut Bovi aus Sicht von GP Joule „überraschend und nur schwer nachvollziehbar“, welche enormen Restriktionen die Vornorm dem Betrieb solcher Anlagen auferlegt.
Es sollte deutlich sein, dass die Elektrotechnik dieses Mal im Spannungsfeld Sicherheit, Energiewende und sozialer Verantwortung steht. Manche Begriffe, die im Leben Spannung beschreiben, sind auch im Vokabular der Elektrotechnik vertreten. Wenn jemand sagt: „Mich trifft der Schlag“, dann bezeichnet er damit eine negative Emotion beziehungsweise Erfahrung. Auch in der Elektrotechnik gilt es solche Ereignisse zu verhindern, jedoch über angemessene Maßnahmen. Sodass jene, die sie letztendlich bezahlen müssen, nicht der Schlag trifft und ungewollt durch technischen Übereifer eine Entwicklung abgewürgt wird, die man im Gegenteil fördern will. Ganz ohne Regelung geht es beim Thema Sicherheit von Stecker-Solarmodulen nicht. Mit Überregulierung aber auch nicht. Die Einführung einer Bagatellgrenze dürfte ein guter Kompromiss sein. Kleine Leistungen würden nicht durch übertriebene Sicherheitsvorkehrungen unnötig teuer. Und man wüsste dennoch besser, wirklich gute Balkonanlagen von echter PV-Guerilla zu unterscheiden, die wirklich gefährlich werden kann, wenn sie leistungsstark ist und dabei nicht der Norm entspricht.

Autor: Dittmar Koop