Wieland-Stecker und Schuko-Stecker – Die Grundlagen

 Auf den ersten Blick mag die Entscheidung einfach erscheinen, denn bei der Nutzung eines Schuko-Steckers muss kein Elektriker hinzugezogen werden – ganz nach dem Motto: “Plug & Play”! Anders ist es hingegen bei einer Wieland-Steckverbindung, für die eine spezielle Einspeisesteckdose notwendig ist: Zunächst muss ein Elektriker die Anschlussdose montieren, ehe die PV-Anlage angeschlossen und in Betrieb genommen werden kann.

Letzten Endes ist die Entscheidung zwischen einer speziellen Energie­steck­vor­rich­tung und dem allseits bekannten Schuko-Stecker eine sehr individuelle. Daher ist der beste Weg, die folgenden In­for­ma­tionen zu beiden Steckern zu lesen und die verschiedenen Ent­schei­dungs­kriterien nach eigenem Ermessen zu gewichten. Am Ende zählt nur eines: Auf dem Weg zu mehr Un­ab­häng­igkeit vom Energie­ver­sorger so zu verfahren, wie es für jeden persönlich am komfortabelsten ist.

Die Unterschiede zwischen Wieland-Stecker und Schuko-Stecker

Der Schuko-Stecker ist bereits durch Haushalts- und Arbeitsgeräte geläufig (Bild 1). Kühlschränke, Kaffeemaschinen, Gartengeräte und Bohrmaschinen – alle haben einen solchen Schuko-Stecker, der in unsere Steckdosen passt. Seine zwei Kontaktstifte und die runde Form sind prägende Merkmale. Den Namen hat der Stecker als Abkürzung für das Wort Schutzkontakt. Durch seinen Aufbau und seine technischen Merkmale bietet der er einen höheren Schutz als viele andere haushaltsübliche Steckerarten, was ihn für die Installation bzw. den Anschluss von Mini-PV-Anlagen geeignet macht.

Der Wieland-Stecker unterscheidet sich vom Schuko-Stecker einerseits im Aussehen und andererseits im Hinblick auf die Sicherheit. Er erfüllt im Gegensatz zum Schuko-Stecker die Anforderungen bestimmter Normen. Einerseits betrifft dies die Norm DIN VDE V 0100-551-1, andererseits die Norm DIN VDE V 0628‐1. Aus der Erfüllung der Anforderungen beider Normen leitet sich ein höherer Sicherheitsstandard bei der Nutzung von Stecker-PV-Anlagen ab.

Norm DIN VDE V 0100-551-1 zum “Errichten von Niederspannungsanlagen”: Hier werden Anforderungen an die Kategorien des Anschlusses einer Stromerzeugungsanlage gestellt. Dabei ist explizit gefordert, dass eine Mini-Solar-Anlage über eine spezielle Energiesteckvorrichtung angeschlossen werden soll. Da elektrische Anlagen in Gebäuden auf eine zentrale Einspeisung von Strom ausgelegt seien, müsse zum Schutz eine Beurteilung und eventuell eine Anpassung des Stromkreises durch eine Elektrofachkraft vorgenommen werden. Dies soll durch die Norm gewährleistet werden.

Norm DIN VDE V 0628‐1 zur “Einspeisung in separate Stromkreise”: Diese Norm besagt nichts anderes, als dass der Stecker speziell zur Einspeisung von Strom aus einer Solar-Anlage entwickelt wurde. Dies führt beispielsweise zu einer geringeren Gefahr für eine unsachgemäße Nutzung durch Laien.

Wegen seines speziellen Einsatzbereichs und seinen daraus folgenden Eigenschaften ist ein Wieland-Stecker ohne Zweifel sicherer. Strittig ist jedoch, ob dieses Ausmaß der Sicherheit maßgeblich ist, denn unter den mehr als 200.000 Anlagen-Eigentümern, die die Mini-PV mit Schuko-Stecker betreiben, ist es bisher zu keinerlei Schadensfällen gekommen.

Nachdem der Stecker eingesteckt ist, lässt er sich nicht mehr per Hand herausziehen. Anwender müssen ihn per Schraubenzieher von der Anschlussdose lösen. Eine unsachgemäße Verwendung durch Laien ist aufgrund dieses Schutzes unwahrscheinlich. Insbesondere als Kindersicherung kann dieser Schutz also sinnvoll sein. Der Nachteil einer besteht hier in der notwendigen Installation der zugehörigen Wieland-Steckdose durch einen Elektriker. Denn eine Wieland-Einspeisesteckdose ist auf so gut wie keinem Balkon vorab vorzufinden. Ein erheblicher Anteil der Haushalte hat noch keine Balkonkraftwerke oder Mini-PV-Systeme, sodass beim Umzug oder am bisherigen Wohnort die meisten AnwenderInnen eine derartige Energiesteckdose montieren lassen müssen. Abgesehen vom Problem des zeitlichen Aufwands, der sich hinter der Beauftragung und der Wartezeit eines Elektrikers befindet, sind aus Sicht der KundInnen außerdem die Kosten ein Argument gegen die Nutzung eines Wieland-Steckers und der zugehörigen Steckdose.

Wieland- oder Schuko-Stecker? Vor- und Nachteile der Steckvorrichtungen

Im Prinzip liegen nun alle wichtigen Informationen zu den beiden Steck­vor­rich­tungen vor, sodass Sie darüber entscheiden können, wie Sie Ihr PV-System anschließen möchten. Um die Ent­schei­dungs­findung zu erleichtern, ist im Folgenden ein kurzer Überblick über die Vor- und Nachteile beider Steckervarianten.

Fazit: Schuko-Stecker. Der einfache Weg

Basierend auf Erfahrungen von hunderttausenden Anwendern in Deutschland und in Nachbarländern gilt, dass Schuko-Steckdose und -Stecker bei der Installation von Mini-Solaranlagen voll­kom­men aus­rei­chend sind. Balkonkraftwerke und andere Mini-Anlagen laufen bei allen Nutzern von Schuko-Steckern bisher ohne bekannten Schadensfall.

Zweifellos ist die erhöhte Sicherheit bei der Nutzung einer Wieland-Steckdose zu begrüßen, doch der damit steigende Aufwand bei der Photovoltaik-Installation mindert den eigentlichen “Charme” einer Plug-and-Play-Anlage. Zudem sind die eingeschränkten Verfügbarkeiten von Elektrikern ein Faktor, der dazu führt, dass sich die Installation von Mini-Solaranlagen mit Wieland-Steckverbindungen wochen- bis monatelang in die Länge ziehen kann.

Wir von SOLAR BUTLER haben die Erfahrung gemacht, dass mit dem einfachen Weg eine gute Wahl getroffen wird. Ein Schuko-Stecker ist bei der Installation und beim Betrieb von Mini-Solaranlagen auf dem Balkon, im Garten und an anderen Orten zum aktuellen Zeitpunkt gesetzlich zulässig. Das birgt einen wesentlichen Vorteil: Mit einem Schuko-Stecker spart man Geld, das man z.B. in den Kauf einer Monitoringlösung investieren kann.

Heterojunction, Perc oder Perowskit?

Darüber hinaus zeichnen sich Dünnschichtzellen durch einen Temperaturvorteil aus, der am Temperaturkoeffizienten zu erkennen ist. Der Temperaturkoeffizient einer Solarzelle oder eines Moduls zeigt an, um wieviel die Leistung und damit auch der Wirkungsgrad pro Grad Celsius Temperaturerhöhung abnimmt. Je kleiner der Temperaturkoeffizient, desto weniger sinkt der Wirkungsgrad bei Anstieg der Temperatur. Dünnschichtzellen haben einen kleineren Temperaturkoeffizienten als kristalline Module und verlieren somit weniger Leistung bei steigender Temperatur.

Heterojunction-Solarzellen - wie u.a. die Solarzellen HIT® von Panasonic - verbinden die Vorteile beider Technologien, da sie sowohl die kristalline, als auch die Dünnschicht-Technologie enthalten. Bei Heterojunction-Solarzellen wird ein hauchdünner monokristalliner Silizium-Wafer von einer ultradünnen amorphen (= Dünnschicht) Siliziumschicht umhüllt. Panasonic verwendet als einer von sehr wenigen Modulherstellern zudem n-type-Wafer. Herkömmliche monokristalline Wafer basieren auf p-type, Panasonic nutzt n-type, da sie reiner sind.

Positive Zell-Eigenschaften und Optimierungspotenzial

Solarzellen mit Heteroübergängen bestechen zunächst einmal dadurch, dass durch eine exzellente Oberflächenpassivierung eine sehr hohe Spannung erreicht wird. Die monokristallinen Wafer werden chemisch poliert und laufend verbessert. Dadurch gehen deutlich weniger Elektronen verloren, als es bei monokristallinen Zellen mit raueren Oberflächen der Fall ist.

Auch die Verbindung von zwei Silizium-Arten (monokristallin und amorph) in den Heterojunction-Zellen ist von Vorteil – zum Beispiel im Vergleich zu einer Silizium-Metall-Verbindung. Einen positiven Effekt hat auch die höhere Leerlaufspannung von Heterojunction-Zellen. Eine höhere Leerlaufspannung bewirkt, dass der Wechselrichter früher aktiviert wird. Dadurch wird früher Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt. So wird der Solarstromertrag gesteigert und die maximale Leistung des Moduls (Pmax) verbessert.

Kurze Antwort: Vergesst die Phasen!

Es spielt keine Rolle auf welcher Phase (Steckdose) man Strom einspeist und auf welcher man Strom verbraucht.

Die Abrechnung des Versorgers unterscheidet nicht zwischen den Phasen, da der Zähler über alle 3 Phasen saldiert. Vermutlich können die meisten Zähler den Verbrauch der einzelnen Phasen gar nicht einzeln speichern. Die alten Drehscheibenzähler konnten das mit Sicherheit nicht. Denn sie haben nur eine Scheibe für alle Phasen, die den Zähler antreibt und nicht 3. Das Gleiche gilt für Hauseigene Zähler, die z.B. für einen Speicher den Eigenverbrauch erhöhen sollen. Auch hier gilt: Der Zähler saldiert über die 3 Phasen und gibt nur Gesamtwerte über Bezug oder Einspeisung aus.

Zum Verständnis Folgendes:

Jeder normale Hausanschluss in der Schweiz oder auch in Deutschland hat 3 Phasen, also 3 Leiter auf denen Strom fließt: Dreiphasenwechselstrom

Man spricht auch von einem Starkstromanschluss oder Drehstrom oder 400V: 3 Phasen, Nullleiter und Erdung (L1, L2, L3, N, GN).

 Zumindest in Privathaushalten zählen die Zähler saldierend über alle 3 Phasen. Es werden immer alle Phasen zusammen gezählt. Nur alte Drehscheibenzähler (Ferrasizähler die nach und nach ersetzt werden) und einige alte elektronische Zähler zählen rückwärts. Saldierend heisst, es wird die Summe von L1, L2 und L3 gebildet.

Demzufolge ist es also buchhalterisch völlig egal, auf welcher Phase man wie viel einspeist und verbraucht. Z.B.:

(-) 100W Einspeisen auf L1
+ 30W Verbrauch auf L2
+ 70W Verbrauch auf L3
= zusammen 0W auf dem Zähler UND der Abrechnung.

Physikalisch hingegen besteht Strom ja "nur" aus sich bewegenden Elektronen. Und bei Wechselstrom bewegen diese sich auch noch "bloss" hin und her. Es fliesst also kein einziges Elektron vom Windpark in der Nordsee in unsere Kaffeemaschine. Und auch keines aus einem Atomkraftwerk. Und leider auch keines von der PV-Anlage des Nachbarn.

Physikalisch spricht man von Phasenschieflast, wenn die Phasen unterschiedliche belastet werden. Diese ist in privaten Haushalten erlaubt und völlig normal, weil sie sich mit den anderen Verbrauchern im Netz ausgleicht. Bei grösseren Photovoltaikanlagen können Wechselrichter diese Schieflast ausgleichen und tragen so direkt zur Netzstabilität bei, aber das ist ein anderes Thema. Übrigens sind in der Schweiz kleinere Photovoltaikanlagen bis 3.5kW (in Deutschland 5kWp) einphasig erlaubt. Hier würde sich heute die selbe Frage stellen, da man ja meist den Eigenverbrauch bevorzugt ... weil die Vergütung der meisten E-Werke heute - um es freundlich aus zu drücken - maximal nur als bescheiden bezeichnet werden kann...

Falls es sich um eine Mini-PV-Anlage, dann darf man die Solaranlage einfach mit dem Steckverbinder vom Wechselrichterausgang in die Steck­dose stecken. Der Weg führt vom Kauf über die Lieferung und den Aufbau einer Mini-Solaranlage bis zur ersten selbst erzeugten und grünen Kilowattstunde Strom und ist simpel: Als Ganzes geliefert lassen sich die Mini-Solaranlagen grundsätzlich selbst aufbauen und betreiben.
Hierfür wird zum Aufbau einer regulären Photovoltaik-Anlage zu­nächst die Halterung am Wunschort montiert. Die Module, die aus der Sonnenstrahlung Strom generieren, werden anschließend in der Halterung befestigt. Dann erfolgt die Montage des Wechselrichters, der den Strom aus den Solarmodulen umwandelt, sodass dieser für Haushaltsgeräte kompatibel ist.

Zum einen muss ein Stromzähler vorhanden sein, der nicht rückwärts läuft. Zum anderen sind Balkonkraftwerke und ebenso alle anderen Mini-PV-Anlagen vor der Inbetriebnahme beim örtlichen Netzbetreiber und nach der Inbetriebnahme bei der Bundesnetzagentur anzumelden. Ein sich rückwärts drehender Stromzähler würde die technischen Aufzeichnungen verfälschen. Dies ist in Deutschland eine Straftat. Demnach ist ein rücklaufgeschützter Stromzähler oder ein digitaler Stromzähler wichtig.