Stromausfall? – Generator!

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Stromausfall – und nun? Wer einen Generator hat ist fein raus. Doch, wie so oft, gibt es da so mancherlei zu beachten, will man einerseits kein Feuerwerk riskieren, andererseits eine zuverlässige Stromquelle betreiben.

Ganz easy ….

Da gibt es so Vorstellungen wie „dann schließe ich einfach meinen Jockel an eine Steckdose im Haus an“. Glücklicherweise hat der Generator eine SteckDOSE und keinen Stecker als Ausgang. Doch hält das derlei ideenreiche Geister nicht davon ab sich schnell ein passendes Stecker-Stecker-Kabel zu basteln, – geht doch!
Dann freut man sich, dass es doch zumindest auf dieser einen Phase „läuft“, lehnt sich zurück und genießt den Fernsehfilm, – bis man plötzlich, durch einen lauten Knall mit Stichflamme abrupt aus seiner Fernsehwelt gerissen, im Dunkeln sitzt. Den Generator erkennt man im Schein der flugs ergriffenen Taschenlampe nur noch als ehemals solchen.
Das E-Werk hat nämlich, ganz ohne zu fragen, einfach die Störung behoben und den Strom wieder eingeschaltet.

Der Kollege von nebenan reibt sich verwundert die Augen, schüttelt den Kopf und vermeldet „Wie kann man nur!“. Doch bei genauerem Hinsehen entpuppt sich der vermeintliche Schlaumeier nur als etwas bedachter: er hat wenigstens den (allpolig trennenden) FI-Schalter ausgeschaltet.
Nachdem sein Nachbar nun im Dunkeln sitzt, schaltet er seinen Generator aus, zieht den Stecker seines Bastelkabels aus dem Generator und dann aus seiner Haussteckdose. Die hatte er, pfiffig eben, gleich außen auf die Hauswand montiert.
Zuletzt schaltet er den FI wieder ein, – und alles ist wie eh und je.

… oder nicht?!

Nachdem man nun erahnen kann, wie man es besser NICHT machen sollte, betrachten wir die Sachverhalte mal genauer, vor allem ganz konform zu den geltenden Vorschriften, die hier nicht der Vorschrift halber erdacht wurden, sondern tatsächlich zum Schutz unseres Hab und Gut – und nicht zuletzt unsers Lebens entwickelt wurden.

Der Strom aus der Steckdose mag harmlos erscheinen, doch hält er durchaus reichlich Hinterlist und Tücke bereit, mit denen er schon manch Unbedarften ganz unversehens ins Jenseits katapultierte. Manche Fehler macht man eben nur einmal.

Notstromversorgung

Wenn das Netz ausfällt, nicht nur für kurze Zeit, sondern ggf. über Tage, braucht es eine zuverlässige Stromerzeugung. Doch, welcher Art und mit welchem – auch finanziellen – Aufwand sei hier aufgezeigt.

Ausgehend von einem normalen Einfamilienhaus mit Luft-Wasser-Wärmepumpe und standardmäßiger Haushaltsgeräte-Ausstattung mit einem 3 x 20A Hausanschluss gilt es die wirtschaftlichste Lösung zu finden.

Wirtschaftlichkeitsvergleich aller Optionen

Beginnen wir mit einem Überblick über die vier Hauptoptionen, die für diese Anwendung möglich sind. Jede dieser Lösungen hat ihre eigenen Charakteristika und vor allem unterschiedliche Preispunkte, die zwischen einer überschaubaren Investition und einem veritablen kleinen Vermögen liegen können.

Option A – Mobiles Diesel-Aggregat

Fangen wir mit der vermeintlich einfachsten Lösung an: dem mobilen Diesel-Aggregat. Auf den ersten Blick wirkt diese Option attraktiv: Ein kompaktes Gerät, das man im Keller oder in der Garage abstellen kann, und im Notfall einfach startet.

• Anschaffungskosten: Ein Aggregat mit ausreichender Leistung (14–20 kVA), wie beispielsweise das SDMO J17 oder das FG Wilson P17.5, schlagen bereits mit 6.500 bis 11.000 Euro zu Buche, deutlich mehr als die oft zitierten 2.000–5.000 Euro, die nur für schwächere 8-kVA-Geräte gelten.

• Nebenkosten: Um das Aggregat ordnungsgemäß einzubinden, ist ein automatischer Transferschalter (ATS) erforderlich, der um die 1.500 Euro liegt. Hinzu kommt die elektrische Installation für weitere 1.500 Euro.
  Summe etwa 3.000 Euro.

• Betriebskosten: Ein solches Gerät verbraucht im Betrieb etwa 3,5 bis 5 Liter Diesel pro Stunde, was bei 250 Betriebsstunden rund 1.400 bis 2.000 Euro ausmacht.
• Wartungskosten: Bei einer Nutzungsdauer von 250 Stunden / Jahr kann mit etwa 300 bis 500 Euro gerechnet werden.

Was spricht dafür?
– Die Geräteinvestition selbst ist vergleichsweise gering.
– Das Aggregat ist mobil einsetzbar
– Einfache Reparaturen lassen sich oft vor Ort durchführen.

Was spricht dagegen?
– Es gibt keinen automatischen Start (AMF), das heißt, bei jedem Stromausfall heißt es den Generator aufstellen, anschließen, da eine stationäre Zulassung für dauerhaften Betrieb nach DIN VDE 0100-551 fehlt.
– Ohne zusätzliches Gehäuse ist das Gerät weder wettergeschützt, noch schallgedämmt.
– Eine ATS-Nachrüstung ist komplex und mangels entsprechender Zulassung auch nicht statthaft.

Option B – Stationäres Diesel-Aggregat

Das stationäre Diesel-Aggregat mit vollautomatischer Steuerung. Beispielsweise bestehend aus dem DPX-19800.1 mit Perkins 403A-15G2 Motor (17 kVA Dauerleistung), dem ATS DPX-27500 Logic (vierphasige Umschaltung mit 45 A / 25 kVA), einem DSE 6120 Controller und ABB ESB20-20N-14 N-PE-Bond-Schütz.

• Anschaffungskosten: der Generator liegt bei 7.150 Euro, der ATS DPX-27500 bei 1.580 Euro, das ABB ESB20-20N-14 N-PE-Bond-Schütz kostet rund 30 Euro. Gesamt 8.760 Euro.
• Nebenkosten: Für Fundamentplatte oder Schallkapsel können 800 bis 2.000 Euro eingeplant werden. Die elektrische Installation durch einen Fachbetrieb schlägt mit 2.000 bis 4.000 Euro zu Buche. Gesamt gemittelt 2.800 bis 6.000 Euro.
• Betriebskosten sind überschaubar: Der Dieselverbrauch liegt bei 3,1 Litern pro Stunde bei 75% Last, also etwa 1.255 Euro für 250 Betriebsstunden.
• Wartungskosten: Die Jahreswartung im 500-Stunden-Intervall kostet circa 500 Euro. Der monatliche Probelauf (1–2 Stunden) verursacht etwa 5 bis 10 Euro pro Monat.

Was spricht dafür?
– Vollautomatischen AMF-Start durch den DSE 6120 Controller.
– 17 kVA Dauerleistung bei nur 1.500 Umdrehungen pro Minute sind mehr als ausreichend, selbst der hohe Anlaufstrom einer Wärmepumpe (kurzzeitig über 200% möglich) stellt keine besondere Herausforderung dar.
– Die vierphasige ATS-Umschaltung (inkl. Neutralleiter) ist normkonform nach DIN VDE 0100-551.
– Durch den N-PE-Bond über einen KG-Hilfsschalter bleibt der FI-Schutzschalter (RCDs) auch im Notstrombetrieb funktionsfähig.
– Das Gerät ist in IP55-Schutzart ausgeführt, also wetterfest.
– Der Perkins-Motor ist ein Industriestandard mit weltweiter Ersatzteilverfügbarkeit und einer Lebensdauer von über 20 Jahren.

Was spricht dagegen?
– Der Schalldruckpegel liegt bei etwa 68 dB(A) in 7 Metern Entfernung.
– Es muss Kraftstoff vorgehalten werden (maximal 1.500 Liter ohne Sondererlaubnis).
– Ein monatlicher Probelauf ist notwendig, um das Aggregat betriebsbereit zu halten.
– Je nach Standort müssen Abgas- und Lärmauflagen (TA Lärm) geprüft werden.
– Netzbetreiber ist ggf. über die Installation zu informieren.

Option C – PV-Anlage mit Batterie-Speicher

Die Kombination aus Photovoltaik-Anlage und Batterie-Heimspeicher mit 3-phasigem Inselbetrieb ist die technologisch eleganteste Lösung. Das System basiert auf drei Victron MultiPlus-II 48/5000/70-50 Wechselrichtern, die dreiphasig konfiguriert werden, einem Cerbo GX als Systemsteuerung, einem 20–30 kWh LFP-Speicher (z.B. BYD HVM+ oder Pylontech) und einer PV-Anlage mit mindestens 10 kWp Leistung.

• Anschaffungskosten : Schauen wir uns die Kostenstruktur genau an: Die drei MultiPlus-II kosten jeweils 575 bis 650 Euro, also insgesamt 1.725 bis 1.950 Euro.
  Der Cerbo GX schlägt mit etwa 350 Euro zu Buche.
  Der Speicher ist der größte Einzelposten: Für 20 kWh sind 6.000 bis 10.000 Euro, für 30 kWh 9.000 bis 15.000 Euro zu kalkulieren.
  Die PV-Anlage mit 10 kWp kostet 8.000 bis 13.000 Euro.
  Gesamt 28.000 bis 48.000 Euro netto.
• Nebenkosten: Installation samt Inbetriebnahme erfordert nochmals 3.000 bis 6.000 Euro.
• Betriebskosten: Praktisch null.
• Wartungskosten: für die Wechselrichter von etwa 100 Euro pro Jahr.
• PV-Ertrag: Eine 10-kWp-Anlage liefert in Mitteleuropa rund 9.000 kWh, in Südschweden bis zu 11.000 kWh, Mittelschweden etwa 8.000 kWh und Nordschweden 6.000 kWh Jahresertrag.

Was spricht dafür?
– Geräuschlos und emissionsfrei.
– Die Umschaltzeit bei Netzausfall beträgt weniger als 20 Millisekunden
– Die PowerAssist-Funktion puffert Anlaufströme aus der Batterie
– Das System ist auch ohne Netzausfall wirtschaftlich, da es kontinuierlich den Netzstrombezug reduziert.
– Der Speicher ist skalierbar.

Was spricht dagegen?
– Die hohe Gesamtinvestition.
– PV-Anlage ist zwingend erforderlich. Im Winter, bei wenig Sonne und längerem Ausfall, ist der Speicher begrenzt: 20 kWh reichen bei einer 3,5-kW-Wärmepumpe für etwa 5–6 Stunden, 30 kWh für 8–9 Stunden.
– Anlaufstrom Ihrer Wärmepumpe prüfen: Bei älteren Direktstarter-Kompressoren kann der Anlaufstrom kurzzeitig 70–100 A erreichen. Vor der Kaufentscheidung das Datenblatt prüfen (Stichwort: Ilr = Anlaufstrom, LRA = Locked Rotor Ampere).
– Installation und Inbetriebnahme sind komplexer als bei einem einfachen Diesel-Aggregat.

Option D – Die Hybrid-Lösung

Die Kombination von Option B und Option C. Diesel-Aggregat und PV-Batterie-System, wobei das Aggregat nur anspringt, wenn der Speicher leer ist oder ein mehrtägiger Ausfall droht.

Anschaffungskosten: Die Addition von Option B und C, wobei durch gemeinsame Installationsarbeiten kleine Synergien entstehen können. Gesamt 35.000 bis 55.000 Euro.

Betriebskosten: Da das Aggregat nur bei leerem Speicher, was vielleicht 5–20 Stunden pro Jahr ausmacht, in Betrieb geht, entspricht dies einem Dieselverbrauch von etwa 25 bis 100 Euro Diesel pro Jahr.

Was spricht dafür?
– Maximale Ausfallsicherheit. Das Diesel-Aggregat steht als Backup für mehrtägige Stromausfälle bereit.
– Maximale Autarkie.

Was spricht dagegen?
– Höchste Investition von allen Optionen.
– Die Systemintegration ist komplex.
– Diese Lösung ist nur bei sehr hohen Sicherheitsanforderungen oder in Gebieten mit häufigen und langen Stromausfällen sinnvoll.

Fazit

Option B (DPX-19800.1 + ATS DPX-27500 Logic + DSE 6120 + ABB ESB20-20N-14) ist ohne vorhandene PV-Anlage die einzig vollautomatische, normkonforme und wirtschaftlich vertretbare Lösung. Investition realistisch 12.000–15.000 € netto inkl. Installation. Ein System, das Jahrzehnte zuverlässig arbeitet, bei Stromausfall vollautomatisch startet und alle normativen Anforderungen erfüllt.

Option C (3× Victron MultiPlus-II 3-phasig + LFP-Speicher) ist die überlegene Wahl, wenn eine PV-Anlage vorhanden ist oder geplant wird. Die deutlich höhere Investition amortisiert sich über schätzungsweise 8–14 Jahre durch die laufende Stromeinsparung. Sie ist geräuschlos, emissionsfrei und bietet eine Umschaltzeit von unter 20 Millisekunden.

Option A ist für den vorliegenden Anwendungsfall – vollautomatische Notstromversorgung einer Wärmepumpe mit 14 kVA – grundsätzlich nicht empfehlenswert. Sie ist weder wirtschaftlich (Preise deutlich höher als bisher dargestellt) noch technisch für den Automatikbetrieb geeignet. Wer ein mobiles Aggregat kauft, sollte sich darüber im Klaren sein, dass bei jedem Stromausfall manuelles Eingreifen nötig ist, ob mitten in der Nacht, bei jedem Wetter.

Option D (Hybrid) bietet maximale Ausfallsicherheit. Mit 35.000–50.000 Euro aber nur in Ausnahmefällen gerechtfertigt, etwa in Gebieten mit sehr häufigen und langen Stromausfällen oder bei höchsten Sicherheitsanforderungen.

Alle Optionen erfordern Errichtung, Prüfung und Abnahme durch einen zugelassenen Elektroinstallateur nach DIN VDE 0100-551 und DIN VDE 0100-600. Netzbetreiber vor Inbetriebnahme informieren.