Leistungsstarke Hybridlösung für Eigenversorgung und Netzstabilität
Dieses Referenzprojekt zeigt den Aufbau eines vertikalen Photovoltaiksystems in Zaunbauweise, das Energieproduktion, Flächenoptimierung und Speicherintegration in einer modularen Hybridarchitektur vereint.
Ziel war die Umsetzung einer kompakten, wartungsarmen und netzintegrierten Eigenverbrauchsanlage mit hoher Autarkiequote und langfristiger Ertragsstabilität.
📏 Systemarchitektur & Aufbau
- Systemtyp: PV-Zaun, 1-reihig, bifacial, glasbasiert
- Gesamtlänge: ca. 31 m
- Installierte Leistung: ca. 7,7 kWp
- Modulabstand (Rastermaß): 2,6 m
- Anzahl Module: 11 Segmente à 2 Module
- Montagesystem: Rammprofile aus feuerverzinktem Stahl (S235JR)
- Systemhöhe: ca. 1,5 m über Geländeoberkante
- Fundamentierung: direkte Eindringtiefe ≥ 1,2 m, statisch geprüft nach EN 1993 und EN 1991
- Erdung: durchgängiger Potenzialausgleich über Sammelschiene je Segment
Die mechanische Auslegung erfolgte gemäß Windlastzone II und Schneelastzone I nach ÖNORM EN 1991-1-4/-1-3.
Der modulare Aufbau ermöglicht sowohl lineare als auch winklige Streckenführungen und eignet sich für den Einsatz als Grundstückseinfriedung oder Flächenbegrenzung mit gleichzeitiger Energieproduktion.
☀️ Modultechnologie & optoelektrische Charakteristik
Die Anlage verwendet bifaciale Glas-Glas-Module mit n-Typ-Zelltechnologie auf TOPCon-Basis (Tunnel Oxide Passivated Contact).
Diese Technologie bietet eine verbesserte Ladungsträgerseparation, reduzierte Oberflächenrekombination und nahezu keine lichtinduzierte Degradation (LID).
Typische Kennwerte (STC):
Parameter | Wert | Einheit |
---|---|---|
Nennleistung Pmax | 700 | Wp |
Modulwirkungsgrad | bis 23,2 | % |
Leerlaufspannung Voc | ≈ 48,5 | V |
Kurzschlussstrom Isc | ≈ 22,7 | A |
Temperaturkoeffizient Pmax | −0,29 | % / °C |
Bifacialer Mehrertrag | bis +20 | % |
Durch die vertikale Ost-/West-Ausrichtung wird der Tagesertrag gleichmäßig über den Verlauf verteilt, wodurch insbesondere der Eigenverbrauchsanteil optimiert und die Netzeinspeisespitzen reduziert werden.
Die bifaciale Nutzung der Modulrückseite steigert zusätzlich den Jahresertrag – insbesondere bei reflektierenden Untergründen (z. B. Schnee, helles Pflaster, Vegetation).
⚙️ Elektrische Auslegung
- Systemspannung (DC): ≤ 1.000 V
- Stringkonfiguration: Kurzstrang-Design, optimiert auf geringen Spannungsfall (< 1,5 %)
- Überspannungsschutz: Typ II-Kombiableiter DC/AC nach IEC 61643-31
- Erdungskonzept: zentraler Erdleiter mit durchgängigem Potenzialausgleich
- Netzschutz: NA-Schutz integriert, parametrierbar nach länderspezifischen Vorgaben
Der Einsatz kurzer DC-Leitungswege und eines kompakten DC-Verteilkonzeptes minimiert Leitungsverluste und vereinfacht Wartung sowie spätere Systemerweiterungen.
🔋 Speicher- und Energiemanagementsystem
Das Hybridsystem verfügt über einen modularen Hochvoltspeicher mit einer Gesamtkapazität von rund 14 kWh und einer nutzbaren Kapazität von ca. 13,3 kWh.
Das Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht Zellspannungen, Temperaturen und Ladezyklen in Echtzeit und gewährleistet eine gleichmäßige Zellalterung.
Betriebsfunktionen:
- Automatische Lade-/Entladeoptimierung in Abhängigkeit von PV-Ertrag und Verbrauchsprofil
- Zeitgesteuerter Netzparallelbetrieb mit Peak-Shaving-Funktion
- Notstrombetrieb für definierte Hauskreise im Inselmodus (Umschaltzeit < 20 ms)
- Kommunikationsschnittstellen: RS485, CAN, Ethernet, Modbus TCP
Über ein Smart-Meter-System wird der Energiefluss kontinuierlich erfasst, wodurch Eigenverbrauch, Netzeinspeisung und Batterieladezustand dynamisch gesteuert werden.
Systemwirkungsgrad Gesamt: > 92 %
⚡ Energieertrag & Betriebsdaten
- Prognostizierter Jahresertrag: ca. 9 000 kWh
- Autarkiegrad (typisch): 70 – 85 %
- Eigenverbrauchsquote: bis 90 % mit Speicherbetrieb
- Betriebsstrategie: Vorrang Eigenverbrauch, Überschuss-Netzeinspeisung
- Monitoring: cloudbasiertes Portal mit 1-Minuten-Intervallmessung
Der Einsatz vertikaler Modulreihen reduziert winterliche Verschattungen und Schneelasten erheblich. Gleichzeitig entsteht eine natürliche Konvektion, die zu einer effektiven Kühlung und damit höheren Modulleistungen bei Sommerbetrieb führt.
🌍 Nachhaltigkeit & Lebensdauer
Alle Komponenten erfüllen die Anforderungen der Ökodesign-Richtlinie (EU) 2019/2021 und RoHS II.
Die Glas-Glas-Bauweise garantiert mechanische Stabilität, hohe Resistenz gegen Feuchtigkeit und eine erwartete Betriebsdauer von > 30 Jahren.
Die Anlage benötigt keine Betonfundamente, wodurch der Eingriff in den Boden minimal bleibt.
Das System ist vollständig rückbaubar und zu über 95 % recyclebar.
🏁 Fazit
Diese Installation demonstriert den Stand moderner Energietechnik in kompakter Bauform:
Ein multifunktionales PV-Zaunsystem, das elektrische, bauliche und gestalterische Anforderungen gleichermaßen erfüllt.
Durch die Kombination aus bifacialer Zelltechnologie, Hybridwechselrichter und Batteriespeicher entsteht ein hochgradig effizientes, skalierbares System mit optimiertem Eigenverbrauchsanteil und minimaler Umweltbelastung.
Die Umsetzung zeigt, dass vertikale Photovoltaik heute eine wirtschaftlich und technisch ausgereifte Alternative zu klassischen Dach- und Freiflächenanlagen ist – besonders dort, wo Ästhetik, Flächennutzung und Energieeffizienz gleichberechtigt zählen.


