Netzanforderungen an den Wechselrichter: Frequenz, LFSM-O, Abregelung

Ein Wechselrichter erzeugt nicht einfach Strom und schiebt ihn ins Netz. Er muss sich bei Frequenzabweichungen auf eine bestimmte Weise verhalten, er muss bei Überfrequenz seine Leistung zurücknehmen, und er muss eine Schnittstelle haben, über die sich seine Einspeisung binnen Sekunden beenden lässt. Diese Anforderungen stehen nicht im Kleingedruckten des Herstellers, sondern in einer europäischen Verordnung — und sie gelten schon ab einer Anlagengröße von 0,8 Kilowatt.

Dieser Ratgeber erklärt, was der Netzkodex „Requirements for Generators" von deinem Gerät verlangt, warum die Zahl 50,2 Hertz eine Geschichte hat, warum dein Bestandsgerät möglicherweise gar nicht erfasst ist — und wo die Kette von der EU-Verordnung bis zur Einstellung in deinem Wechselrichter verläuft.

Ab 0,8 Kilowatt bist du dabei

Die Verordnung (EU) 2016/631 teilt Erzeugungsanlagen in vier Klassen ein. Artikel 5 Absatz 2 Buchstabe a definiert die unterste: Netzanschlusspunkt unter 110 Kilovolt und Maximalkapazität von mindestens 0,8 Kilowatt — das ist Typ A. Jede Hausdachanlage und jeder Speicherwechselrichter fällt darunter, ein Balkonkraftwerk mit 800 W Wechselrichterleistung liegt genau auf der Schwelle.

Die höheren Klassen beginnen bei Schwellenwerten, die der Übertragungsnetzbetreiber innerhalb europäisch vorgegebener Obergrenzen selbst vorschlägt. In Deutschland liegt die Grenze zwischen Typ A und Typ B bei 135 kW — wie diese Zahl zustande kam und was sie für den Nachweis bedeutet, steht in Anlagenzertifikat und NELEV-Schwellen. Für den Rest dieses Ratgebers gilt: Typ A ist dein Fall.

Was der Wechselrichter als Typ A können muss: fünf Anforderungen

Artikel 13 der Verordnung listet die allgemeinen Anforderungen an Typ-A-Anlagen auf. Fünf davon sind für eine Hausanlage praktisch relevant.

Die Frequenzbereiche aus Tabelle 2 gelten für das Synchrongebiet Kontinentaleuropa, zu dem Deutschland gehört. Zwischen 47,5 und 48,5 Hertz muss die Anlage mindestens 30 Minuten durchhalten, zwischen 48,5 und 49,0 Hertz nicht kürzer als im Bereich darunter, zwischen 49,0 und 51,0 Hertz unbegrenzt und zwischen 51,0 und 51,5 Hertz noch einmal 30 Minuten. Andere Synchrongebiete haben andere Werte: In Großbritannien beginnt die Tabelle bei 47,0 Hertz und verlangt dort 20 Sekunden.

Die Zahl 50,2 Hertz und warum sie eine Geschichte hat

Artikel 13 Absatz 2 verlangt den „beschränkt frequenzabhängigen Modus — Überfrequenz", kurz LFSM-O. Übersetzt: Steigt die Netzfrequenz über einen bestimmten Wert, muss die Anlage ihre Wirkleistung stetig zurücknehmen — nicht abschalten. Der Schwellenwert liegt nach Buchstabe c zwischen 50,2 und 50,5 Hertz, die Statik nach Buchstabe d zwischen 2 und 12 Prozent. Beides legt der Übertragungsnetzbetreiber für seine Regelzone fest.

Buchstabe e setzt eine Zeitgrenze: Die Anpassung ist nach möglichst kurzer Verzögerung zu aktivieren, und wer mehr als zwei Sekunden braucht, muss das technisch begründen. Buchstabe g regelt den Vorrang — ist LFSM-O aktiv, geht sein Sollwert allen anderen Wirkleistungs-Sollwerten vor. Auch einer Direktvermarktungsvorgabe.

Wie der Gesetzgeber den Bestand repariert hat

Die Antwort auf dieses Problem steht in der Systemstabilitätsverordnung. Ihr Paragraf 1 nennt den Zweck ausdrücklich: eine Gefährdung der Systemstabilität „bei Über- und Unterfrequenzen" zu vermeiden. Paragraf 2 Absatz 1 beschreibt, welche Anlagen betroffen sind — im Niederspannungsnetz solche über 10 kW, die zwischen dem 31. August 2005 und dem 1. Januar 2012 in Betrieb gingen, im Mittelspannungsnetz solche über 30 kW ab dem 30. April 2001.

Interessant ist die Reihenfolge der Lösungen in Paragraf 4. Erste Wahl nach Absatz 1 ist die vollständige Anpassung an die damalige VDE-Anwendungsregel. Wäre dafür ein Gerätetausch nötig, genügt nach Absatz 2 die Kennlinie „Frequenzabhängige Wirkleistungsreduktion", und die Unterfrequenzabschaltung wird auf 47,5 Hertz gesetzt.

Und wenn auch das nicht geht, kommt der eigentlich bemerkenswerte Absatz 3: Dann wird die Überfrequenzabschaltung auf einen von acht gestaffelten Werten gesetzt — bei Geräten mit einer Auflösung von 0,1 Hertz auf 50,30, 50,40, 50,50, 50,60, 50,70, 50,80, 50,90 oder 51,00 Hertz, bei feinerer Auflösung auf die dazwischenliegenden Werte 50,25 bis 50,95 Hertz. Nicht mehr alle bei derselben Frequenz, sondern verteilt.

Damit stehen zwei Antworten auf dasselbe Problem nebeneinander, und beide sind im Volltext nachlesbar. Die europäische Verordnung löst es über die stetige Kennlinie: Die Anlage regelt herunter und bleibt am Netz. Die deutsche Nachrüstverordnung löst es für Altgeräte über Streuung: Die Anlagen schalten weiterhin ab, aber zu acht verschiedenen Zeitpunkten.

Bemerkenswert ist, dass die europäische Verordnung diese Streuungslogik gar nicht verwirft. Artikel 13 Absatz 2 Buchstabe b erlaubt dem Übertragungsnetzbetreiber, für Typ-A-Anlagen statt der Kennlinie die automatische Trennung und Wiederzuschaltung „bei randomisierten, idealerweise gleich verteilten Frequenzen" zu gestatten — allerdings nur, wenn er gegenüber der Regulierungsbehörde nachweist, dass die grenzübergreifenden Auswirkungen geringfügig bleiben. Für Typ B ist dieser Ausweg nach Artikel 14 Absatz 1 ausdrücklich gestrichen.

Wer die Nachrüstung bezahlt hat

Die Pflicht traf nach Paragraf 4 Absatz 1 nicht dich, sondern den Verteilernetzbetreiber. Er musste dafür sorgen, dass die angeschlossenen Wechselrichter die Anforderungen erfüllen, und er musste dich nach Paragraf 8 Absatz 2 schriftlich auffordern, ihm die nötigen Angaben zu liefern — mit einer Frist von mindestens vier Kalenderwochen.

Bezahlt wurde die Aktion nach Paragraf 10 Absatz 1 zur Hälfte über die Netzentgelte: Die Verteilernetzbetreiber dürfen 50 Prozent der ihnen dadurch zusätzlich entstehenden jährlichen Kosten geltend machen. Die Fristen aus Paragraf 8 Absatz 3 sind längst verstrichen — Anlagen über 100 kW bis zum 31. August 2013, über 30 kW bis zum 31. Mai 2014, über 10 kW bis zum 31. Dezember 2014.

Dein Bestandsgerät ist wahrscheinlich gar nicht erfasst

Ein Punkt, der in Diskussionen häufig untergeht: Die europäische Verordnung gilt nicht rückwirkend. Artikel 4 Absatz 1 ordnet bestehende Anlagen nur in zwei Fällen ihren Anforderungen unter — wenn eine Typ-C- oder Typ-D-Anlage so weit geändert wurde, dass ihr Netzanschlussvertrag wesentlich überarbeitet werden muss, oder wenn die Regulierungsbehörde das auf Vorschlag des Übertragungsnetzbetreibers eigens entscheidet.

Absatz 2 definiert, wer als bestehend gilt: wer am Tag des Inkrafttretens bereits angeschlossen war, oder wer binnen zwei Jahren danach einen endgültigen und bindenden Vertrag über die Hauptkomponenten geschlossen und ihn binnen 30 Monaten gemeldet hat. Für Hausanlagen des Typs A bedeutet das: Die Änderungsklausel aus Buchstabe a greift schon dem Wortlaut nach nicht, sie nennt nur Typ C und D.

Wer die Netzanforderungen für deinen Wechselrichter konkret festlegt

Die Verordnung nennt fast durchgehend Spannen, keine Werte. Der Schwellenwert liegt zwischen 50,2 und 50,5 Hertz, die Statik zwischen 2 und 12 Prozent, der Frequenzgradient wird „vom relevanten Übertragungsnetzbetreiber festgelegt". Die europäische Ebene setzt also den Rahmen, gefüllt wird er national.

Im deutschen Recht schließt sich der Kreis über zwei Vorschriften. Paragraf 49 Absatz 1 EnWG verlangt, dass Energieanlagen so errichtet und betrieben werden, dass die technische Sicherheit gewährleistet ist, und dass dabei die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu beachten sind; Absatz 2 vermutet deren Einhaltung, wenn die technischen Regeln des VDE eingehalten werden. Und Paragraf 1 Absatz 1 NELEV regelt den Nachweis der Einhaltung dieser Mindestanforderungen für den Netzanschluss.

Für dich als Betreiber heißt das: Du stellst nichts selbst ein. Der Wechselrichter kommt mit einem Konformitätsnachweis des Herstellers, der Errichter parametriert ihn nach den Vorgaben deines Netzbetreibers, und du weist das im Anschlussverfahren nach. In der Praxis scheitert das selten an der Technik und häufiger daran, dass die Unterlagen fehlen.

Was der Netzbetreiber obendrauf verlangen darf — und was nicht

Zwischen der europäischen Verordnung und deinem Anschluss steht ein Dokument, das die meisten Betreiber nie lesen: die technischen Anschlussbedingungen. Paragraf 19 Absatz 1 EnWG verpflichtet jeden Netzbetreiber, sie festzulegen und im Internet zu veröffentlichen; über sie werden die allgemeinen technischen Mindestanforderungen in den Netzanschlussvertrag einbezogen.

Absatz 1a zieht dieser Freiheit eine Grenze, die im Streitfall zählt: Anforderungen in den technischen Anschlussbedingungen, die im Widerspruch zu den allgemeinen technischen Mindestanforderungen stehen, sind unwirksam. Ergänzungen sind nur zulässig, soweit sie zur Sicherheit oder Zuverlässigkeit des jeweiligen Netzes aufgrund seiner technischen Besonderheiten notwendig sind oder Rechtsvorschriften sie gebieten.

Der Nachweis selbst läuft über das Betriebserlaubnisverfahren nach Artikel 29 der Verordnung. Paragraf 2 Absatz 1 NELEV verlangt vom Betreiber der Erzeugungsanlage den Nachweis, dass die Mindestanforderungen nach Paragraf 19 EnWG und die technischen Anforderungen nach Paragraf 3 der Energieanlagen-Anforderungsverordnung vom 16. Mai 2024 eingehalten werden. Für Typ B und C schreibt Absatz 2 dafür eine akkreditierte Zertifizierungsstelle vor — für Typ A nicht.

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Die Fünf-Sekunden-Schnittstelle

Eine Anforderung verdient eine eigene Erwähnung, weil sie so früh greift. Artikel 13 Absatz 6 verlangt, dass die Anlage über eine fernwirktechnische Schnittstelle verfügt, die es ermöglicht, „die Wirkleistungsabgabe innerhalb von fünf Sekunden zu beenden, nachdem dort eine entsprechende Anweisung eingegangen ist". Der relevante Netzbetreiber darf Anforderungen an die Betriebsmittel zur Fernbedienung festlegen.

Das ist eine Fähigkeitsanforderung an das Gerät, keine Erlaubnis zum Zugriff. Wer den Befehl geben darf und unter welchen Voraussetzungen, steht in ganz anderen Vorschriften — dazu wer den Wechselrichter abschalten darf. Für Typ B kommt nach Artikel 14 Absatz 2 Buchstabe a eine zweite Schnittstelle hinzu, mit der sich die Leistung nicht nur beenden, sondern verringern lässt.

Was du im Anschlussverfahren klären solltest

Was dieser Ratgeber offen lässt

Drei Lücken bleiben, und sie werden hier benannt statt gefüllt.

Erstens: Die VDE-Anwendungsregel, auf die sowohl Paragraf 49 EnWG als auch die Systemstabilitätsverordnung verweisen, ist kostenpflichtig und wurde nicht gelesen. In diesem Text steht deshalb kein einziger Wert aus ihr — auch nicht die häufig zitierte Schieflastgrenze für einphasige Einspeisung.

Zweitens: Welche konkreten Werte die deutschen Übertragungsnetzbetreiber innerhalb der europäischen Spannen festgelegt haben, wurde nicht per Direktabruf belegt. Der Artikel nennt deshalb die Spannen und nicht die Werte.

Drittens: Die Abbildungen 1 bis 4 der Verordnung, die die Kennlinien grafisch definieren, waren im abgerufenen Text nur als Platzhalter enthalten. Die Grafiken in diesem Ratgeber sind eigene Darstellungen der im Text genannten Zahlen, keine Reproduktionen der amtlichen Abbildungen.