Anleitung zur Inbetriebnahme im Inselbetrieb

D-Cube-H125 / H261 + Solis 125K — Off-Grid / Notstrom / Generator / Parallelbetrieb

Dokumentversion: V1.0 (2026-08-26) Geltungsbereich: BESS-Auswahl / Angebotserstellung / Projektabwicklung für EU-Off-Grid- und Backup-Szenarien mit Generator Hybridwechselrichter: Solis S6-EH3P125K10-NV-YD-H (125 kW)

1. Drei Off-Grid-Anwendungsmodi

2. Backup-Ausgang — 125 kW Dauerleistung + Umschaltung < 10 ms

2.1 Wesentliche Fakten

• 125 kW ist die Dauerleistung, nicht die Spitzenleistung
• Umschaltung in < 10 ms nach G99 Typ B zertifiziert (TÜV SÜD Bericht 704092514279-00)

2.2 125K Backup-Parameter

2.3 Detaillierte Beschreibung der Umschaltzeit

• Netzparallel → Inselbetrieb (Netzausfall): < 10 ms (automatisch)
• Inselbetrieb → Netzparallel (Netzwiederkehr): Es muss auf die Synchronisation gewartet werden, nachdem V/f stabil ist (ca. mehrere zehn Sekunden, abhängig von der Netzstabilität)
• PV → Batterie: Interne DC-Bus-Umschaltung, ohne Unterbrechung
• Generator → Batterie: Wird durch den SOC-Schwellenwert gesteuert, siehe §7

3. Überlastkurve

3.1 Überlastfähigkeit von 125K

3.2 Konstruktionsfolgen

• ❌ Der Kunde startet eine 200-kW-Motorlast, ein einzelnes 125K-Gerät löst aus (selbst bei 10 s)
• ❌ Alarm Over-Load oder OV-ILLC (Benutzerhandbuch S. 78, 81)
• ✅ 125K startet eine 200-kW-Blockierlast → es müssen 2 Geräte aufgeteilt werden

3.3 Designreserve für kritische Anwendungsszenarien

4. Schwarzstart-Matrix

4.1 Vergleich der 5 Startquellen

5. Betriebsregeln für den Inselbetriebsmodus

5.1 Benutzerhandbuch

1. PV-Leistungsfluss-Priorität: Last > Batterie (keine Einspeisung ins Netz)
2. PV > Last + Batterieladekapazität: Der Wechselrichter regelt die PV-Leistung hart ab (MPPT direkt begrenzt, nicht wie bei AC-gekoppelten Wechselrichtern über Frequenzverschiebung-Derating)
3. AC-gekoppelter PV-Wechselrichter (falls vorhanden): muss als "AC-gekoppelt"-Modus konfiguriert sein + Frequenzabschaltwert > Solis Überfrequenzschwelle

5.2 Einstellung der Überfrequenzschwelle (50 Hz Netz)

• Warum dies wichtig ist: Wenn ein AC-gekoppelter PV-Wechselrichter im Inselbetrieb nicht in den „AC-Coupling"-Modus versetzt wird, kann er mit dem Solis einen Frequenz-Regelkreis bilden, was zu gegenseitigen Störungen zwischen den Wechselrichtern und letztendlich zum Systemzusammenbruch führt.

5.3 Beispiel für die Leistungsbilanz im Inselbetrieb

Angenommene Konfiguration des H125-Schranks:

• Batteriekapazität: 261 kWh × 95 % DoD = 247,95 kWh verfügbar
• Durchschnittliche Last: 50 kW (tagsüber) / 80 kW (nachts)
• PV-Spitzenleistung: 100 kWp (ein einzelner Wechselrichter unterstützt maximal 250 kWp)
• Maximale Batterieentladung: 125 kW (ein einzelnes Gerät)

Typischer Energiefluss an einem Tag:

6. Hardlimit für Schwarzstart

6.1 Vier Arten von Inselnetz-Startdesigns, die unbedingt vermieden werden müssen

❌ 1. Kein Schwarzstart bei 100 % Motorlast

• Gleiches gilt für die Überlastkurve im Backup-Modus
• 125K kann keinen blockierten 200-kW-Verbraucher aus dem Stand starten
• Design: Großmotoren mit VFD betreiben oder zwei 125K-Geräte aufteilen

❌ 2. Kein integrierter Transformator

• Solis 125K erzeugt 230/400 V direkt aus dem Gleichstrom-Zwischenkreis der Batterie über IGBT
• Kein Ausgang über Trenntransformator
• Empfindliche Verbraucher (große USV / medizinische Geräte) benötigen einen externen Trenntransformator

❌ 3. Reiner PV-Schwarzstart ohne Batterie

• Nicht unterstützt (siehe §4)
• Unbedingt Batterie oder Ersatzgenerator konfigurieren

❌ 4. Schwarzstart eines Einzelgeräts (Parallel-Szenario)

• Bei Parallelschaltung mehrerer Geräte muss zuerst der Master hochgefahren werden, anschließend die Slaves in der vorgegebenen Reihenfolge (Benutzerhandbuch §3.9.7 S. 35)
• Slaves führen keine automatische Neuwahl des Masters durch

7. Dieselgenerator-Integration

7.1 Hardware-Schnittstellen

Der Wechselrichter stellt 2 DO + 2 DI potentialfreie Kontakte bereit:

7.2 Steuerlogik für selbsttätigen Start

Wesentliche Fakten: Der Generator wird durch den Batterie-SOC-Schwellenwert gesteuert, nicht durch den Netzstatus.

⚠️ ON SOC muss kleiner als OFF SOC sein (Hysterese); andernfalls schaltet der Generator zyklisch ein und aus. Solis-Mindesthysterese = 15 Prozentpunkte (z. B. ON = 20 %, OFF = 35 %).

Britische Wintertieftemperaturen + Hohe-Last-Szenarien: Eine Hysterese von ≥ 20 % wird empfohlen — andernfalls kann der Generator innerhalb eines Tages 5–10-mal ein- und ausschalten, was den Verschleiß beschleunigt.

7.3 Drei Smart-Port-Modi

Typische Mehrfachmodus-Kombination: Generatoreingang + Intelligente Lastabgabe gleichzeitig aktiviert (von Solis unterstützt) – Stromerzeugung im Inselbetrieb, intelligente Lasten zum Ausgleich von PV-Überschuss im Netzbetrieb.

7.4 Auswahlregeln für den Generator

7.5 Auswahlmatrix für die Dimensionierung

8. Signal­kette für Start/Stopp des Generators

8.1 Detaillierter schrittweiser Ablauf

8.2 Zeitbudget (typisch)

Gesamt: SOC fällt auf ON → Generator übernimmt die Last: ca. 40 Sekunden Gesamt: SOC wird auf OFF geladen → Generator stoppt: ca. 5–30 Minuten

9. Mehrfach-Parallelschaltung

9.1 Parallelschaltungsobergrenze

✅ Maximal 10 Solis 125K-Geräte parallel zuschaltbar (Netzbetrieb + Inselbetrieb) 10 × D-Cube-H125/H261 = 1,25 MW AC / 2,61 MWh pro Anlage

Bei mehr als 6 Geräten wird der Solis STS-Schrank empfohlen

9.2 Master-Slave-Konfiguration

9.3 Parallelkommunikation

• Physikalische Verbindung: P-A, P-B abgeschirmtes CAT5-Kabel
• Gemeinsam genutzte Informationen:
• PV-Spannung/-Strom pro MPPT
• Batterie-SOC / -Leistung
• Lastanforderung
• Netzeinspeisung / Strombezug
• Dispatch-Anweisungen (vom Master)
• Topologie: Der gesamte Verbund = ein einziges BESS gegenüber dem übergeordneten EMS

9.4 Besondere Überlegungen beim parallelen Inselbetrieb

11. Häufige Konstruktionsfehler

• ❌ Fehler 1: Motorlast direkt mit den aus der Broschüre stammenden „2× / 200 ms" auslegen

  Korrekt: 125K unterstützt kein 2×, die Obergrenze beträgt 1,6× / 200 ms. Für die Auslegung einer Motorlast von 200 kW müssen zwei 125K-Geräte aufgeteilt oder eine VFD verwendet werden.

• ❌ Fehler 2: Konfiguration „nur PV ohne Batterie" als Schwarzstartlösung

  Korrekt: Die Steuerplatine des Solis 125K wird über den Batterie-Zwischenkreis versorgt; bei reiner PV ohne Batterie ist kein Start möglich. Es muss eine Batterie oder ein Notstromgenerator vorhanden sein.

• ❌ Fehler 3: SOC-Schwellwert ON > OFF oder Hysterese < 15 %

  Korrekt: ON muss < OFF sein, die Hysterese ≥ 15 % (Minimum bei Solis). Für den britischen Winter werden ≥ 20 % empfohlen. Andernfalls schaltet der Generator zyklisch ein und aus – 5- bis 10-mal pro Tag, was innerhalb eines halben Jahres zu seinem Ausfall führt.

• ❌ Fehler 4: Generatorerdung an das Wechselrichtergehäuse anschließen

  Korrekt: Das Benutzerhandbuch S. 37 weist explizit darauf hin – das Generatorchassis ist separat zu erden sowie an die PE-Schiene anzuschließen (nicht an das Wechselrichtergehäuse). Ein falscher Anschluss verursacht Ausgleichsströme und löst das Ansprechen des Fehlerstromschutzschalters aus.

• ❌ Fehler 5: Netztrennschalter bei laufendem Generator nicht öffnen

  Korrekt: Das Benutzerhandbuch S. 37 weist explizit darauf hin – bei laufendem Generator muss der netzseitige Trennschalter (bzw. Fehlerstromschutzschalter) geöffnet werden. Andernfalls erfolgt eine Rückspeisung in das Netz, was rechtswidrig und ein Sicherheitsrisiko ist.

• ❌ Fehler 6: AC-gekoppelter PV-Wechselrichter ohne „AC-Kopplung"-Modus

  Korrekt: Wird im Inselnetzbetrieb kein AC-Kopplungsmodus konfiguriert, kann sich mit dem Solis ein Frequenzregelkreis bilden und das System zusammenbrechen. Es müssen die AC-Kopplung sowie eine Frequenzabschaltung > Überfrequenzschwelle des Solis (50,1–54 Hz) eingerichtet werden.

• ❌ Fehler 7: PV-Auslegung über 250 kWp (einzelnes 125K-Gerät)

  Korrekt: DC/AC > 2,0× wird nicht unterstützt; nur eine Spitzenkappung ist möglich. 250 kWp sind die Obergrenze der Auslegung. Wünscht der Kunde 260 kWp, müssen zwei 125K-Geräte eingesetzt werden.

• ❌ Fehler 8: Slave-Gerät übernimmt bei Master-Ausfall automatisch

  Korrekt: Fällt der Master aus, übernimmt der Slave nicht automatisch; das System stoppt. Der Master muss vor Ort manuell neu gestartet werden, anschließend werden die Slaves der Reihe nach hochgefahren.

• ❌ Fehler 9: Überlastkurven des 80K / 100K für den 125K heranziehen

  Korrekt: Die Überlastfähigkeit des 125K ist deutlich geringer als die des 80K / 100K. In den technischen Spezifikationen des Angebots ist zwingend zu differenzieren. Die Marketingaussagen der Broschüre zu „2×" gelten ausschließlich für 75–100K.

• ❌ Fehler 10: Im Inselnetzbetrieb die gesamte PV-Leistung ins Netz einspeisen

  Korrekt: Im Inselnetzmodus hat PV Vorrang vor der Last vor der Batterie; es erfolgt keine Einspeisung ins Netz (das Netz ist bereits getrennt, eine Einspeisung ist somit auch nicht möglich). Bei Verwendung eines AC-gekoppelten PV-Systems ist eine Frequenzverschiebung zur Koordination erforderlich.

Anhang A: Schlüsselbegriffe