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Photovoltaik und stationäre Batteriespeicher – PV-Anlagen im System aufbauen

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Photovoltaik und stationäre Batteriespeicher – PV-Anlagen im System aufbauen

Lernkurs für die elektrotechnische Ausbildung

Schwerpunkt: PV-Module, Leitungen, Wechselrichter, stationäre Batteriespeicher, Schutzkonzepte und Systemdiagnose.

Zielgruppe: Auszubildende in elektrotechnischen Berufen, insbesondere Elektronikerinnen und Elektroniker für Energie- und Gebäudetechnik.

Lernzeit: Etwa 90–120 Minuten einschließlich Übungen und Lernkontrolle.

Lernprinzip: Sehen – Zuordnen – Simulieren – Diagnostizieren – Begründen.

Sicherheitsrahmen: Alle elektrischen Anlagen, PV-Generatoren und stationären Batteriespeicher werden ausschließlich theoretisch, anhand von Unterlagen, Gebäudemodellen oder in sicheren Simulationen bearbeitet. Keine Arbeiten an offenen elektrischen Anlagen, keine PV-DC-Schalthandlungen und keine Eingriffe in Batteriesysteme. Montage, Prüfung, Netzanschluss und Inbetriebnahme sind qualifizierten und entsprechend berechtigten Fachkräften vorbehalten. Dieser Lernkurs ersetzt weder eine Unterweisung noch eine Fachfreigabe oder Befähigungsbescheinigung.

Einleitung

Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht in elektrische Energie um. Ein stationärer Batteriespeicher kann einen Teil der erzeugten Energie für einen späteren Zeitpunkt speichern.

Du lernst, wie die Komponenten im Gesamtsystem zusammenwirken, wie Du Energieflüsse nachvollziehst und wie Du Auffälligkeiten sicher einordnest.

Bild: Photovoltaikanlage auf einem Wohnhaus.

Video: 3D-Animation zur Funktionsweise von Photovoltaik. Beobachte die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie.

Deine Lernziele

Nach diesem Kurs kannst Du:

Photovoltaik: Die wichtigsten Bestandteile einer PV-Anlage erkennen und ihre Funktion beschreiben.
Solarmodul: Solarzellen, Module und Strings unterscheiden.
Elektrische Leitung: Gleichstrom- und Wechselstrombereiche im Systemschema zuordnen.
Wechselrichter: Die Energieumwandlung und grundlegende Betriebszustände erklären.
Batteriespeicher: Speicherfunktion und Batteriemanagementsystem erläutern.
Elektrische Sicherheit: Gefahren und Schutzkonzepte erkennen sowie die Grenzen Deiner eigenen Tätigkeit einhalten.
Energiemanagement: Energieflüsse mit fiktiven Leistungsdaten berechnen.
Fehlerdiagnose: Auffälligkeiten anhand von Anzeigedaten beurteilen und sichere nächste Schritte begründen.

Ausbildungsfall: Die PV-Anlage der Lernwerkstatt

Ausgangssituation

Eine fiktive Lernwerkstatt soll eine netzgekoppelte PV-Anlage mit stationärem Batteriespeicher erhalten. Das Ausbildungsunternehmen bittet Dich, die geplante Anlage in einem digitalen Gebäudemodell zu erklären.

Merkmal	Fiktive Planungsangabe
Gebäude	Einstöckige Lernwerkstatt
PV-Generator	8 kWp
Batteriespeicher	10 kWh nutzbare Speicherkapazität als Modellannahme
Wechselrichter	Netzgekoppeltes, speicherkompatibles System
Stromversorgung	Gebäudenetz und öffentliches Niederspannungsnetz
Ausbildungsauftrag	Komponenten zuordnen, Energiefluss simulieren und Diagnosedaten auswerten

Wichtig: Die Angaben sind ausschließlich fiktive Lernwerte. Sie sind keine Auslegungs-, Anschluss- oder Freigabedaten.

Das Gebäudemodell

Bild: Überblick über mögliche Bestandteile eines PV-Systems. Die englischen Beschriftungen werden gemeinsam in deutsche Fachbegriffe übertragen.

Vereinfachtes Funktionsschema – kein elektrischer Schaltplan

Gebäudebereich	Komponente	Funktion
Dach	PV-Module	Sonnenlicht → elektrische Energie
Leitungsweg	DC-Leitungen	Transport des Gleichstroms
Technikbereich	Wechselrichter	Umwandlung von DC in AC
Technikbereich	Speichersystem mit BMS	Energie zwischenspeichern und überwachen
Gebäudeverteilung	Schutz- und Verteilungseinrichtungen	Betriebsmittel und Stromkreise entsprechend dem Schutzkonzept absichern
Gebäude	Verbraucher	Elektrische Energie nutzen
Netzanschluss	Mess- und Netzanschlusseinrichtungen	Netzbezug und Einspeisung erfassen

Die Verbindung des Speichers kann je nach System AC-seitig oder DC-seitig erfolgen. Die genaue Verschaltung, Schutztechnik und Betriebsweise müssen zur freigegebenen Systemkonfiguration passen.

Dein erster Auftrag: Ordne die Komponenten einem gezeichneten Haus mit Dach, Technikraum, Verteilung und Netzanschluss zu. Verwende ausschließlich Symbole oder Modellkarten.

Kurze Lerneinheiten

Lerneinheit 1: Vom Sonnenlicht zum Solarmodul

Dauer: 5 Minuten

Ein Solarmodul besteht aus elektrisch miteinander verbundenen Solarzellen. Bei Lichteinfall erzeugen sie elektrische Energie als Gleichstrom.

Mehrere in Reihe geschaltete Module bilden einen String. Die Kombination mehrerer Module beziehungsweise Strings wird als PV-Generator bezeichnet.

Video: Animation der Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie.

Merke: Ein PV-Generator kann bei Lichteinfall gefährliche elektrische Spannungen führen, auch wenn der Wechselrichter abgeschaltet ist.

Mini-Aufgabe – Basis: Erkläre mit drei eigenen Fachbegriffen den Unterschied zwischen Solarzelle, Solarmodul und String.

Lerneinheit 2: Leitungen und Energiepfade

Dauer: 5 Minuten

Die elektrische Anlage besitzt verschiedene Bereiche.

Bereich	Energieform	Aufgabe
PV-Generator	DC	Elektrische Energie erzeugen
PV-DC-Leitungsweg	DC	Energie zum geeigneten Umrichter führen
AC-Seite des Wechselrichters	AC	Gebäude und Netz versorgen
Speicheranbindung	Systemabhängig	Laden und Entladen ermöglichen
Datenkommunikation	Signale und Daten	Betriebsinformationen übertragen

DC bedeutet Gleichstrom. AC bedeutet Wechselstrom.

Leitungen und Steckverbinder müssen für ihren jeweiligen Einsatz geeignet, fachgerecht geplant und installiert sein. Die Verbindungstechnik beeinflusst die elektrische Sicherheit.

Mini-Aufgabe – Anwendung: Markiere in einem vorgegebenen Blockdiagramm die DC-, AC- und Kommunikationswege mit drei unterschiedlichen Farben. Begründe Deine Zuordnung.

Sicherheit: Keine Steckverbinder trennen, keine Leiter berühren und keine elektrischen Messungen an PV-Generatoren ausführen.

Lerneinheit 3: Der Wechselrichter

Dauer: 5 Minuten

Ein Wechselrichter wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um.

Ein netzgekoppelter PV-Wechselrichter muss die technischen Anforderungen des Netzbetriebs erfüllen. Dazu gehören geeignete Schutz- und Überwachungsfunktionen.

Ein Hybridwechselrichter kann zusätzlich für die Einbindung eines kompatiblen Batteriespeichers ausgelegt sein.

Video: Komponenten einer Solaranlage. Betrachte ausschließlich die Systemfunktionen, nicht mögliche Montage- oder Anschlussdemonstrationen.

Mini-Aufgabe – Basis: Erläutere, warum ein gewöhnliches elektrisches Haushaltsgerät nicht unmittelbar mit dem Gleichstrom des PV-Generators betrieben wird.

Lerneinheit 4: Schutzkonzepte verstehen

Dauer: 7 Minuten

Der sichere Betrieb einer PV-Anlage erfordert ein abgestimmtes Schutzkonzept.

Schutzthema	Aufgabe
Elektrischer Schlag	Schutz gegen gefährliche Körperströme
Überstrom	Schutz gegen unzulässige Strombelastungen
Überspannungsschutz	Begrenzung bestimmter Überspannungsbeanspruchungen
Potentialausgleich	Einbindung leitfähiger Teile nach dem Schutzkonzept
Netz- und Anlagenschutz	Überwachung relevanter Netzbedingungen und erforderliche Netztrennung
Brandschutz	Risiken durch elektrische und thermische Fehler begrenzen
Absturzsicherung	Schutz bei Tätigkeiten auf Dächern

Wichtig: Schutzorgane wie geeignete Überstromschutzeinrichtungen, Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen oder Überspannungsschutzgeräte werden nicht pauschal eingesetzt. Auswahl, Anordnung und Prüfung richten sich nach Anlagenkonfiguration und geltenden Anforderungen.

Bild: Arbeiten im Dachbereich. Erkenne mögliche Absturz- und elektrische Gefährdungen. Das Foto stellt keine vollständige Sicherheitsunterweisung dar.

Mini-Aufgabe – Anwendung: Ein Gebäudemodell besitzt bereits einen äußeren Blitzschutz. Erkläre, weshalb dieser bei einer PV-Erweiterung in die Fachplanung einbezogen werden muss.

Lerneinheit 5: Stationäre Batteriespeicher

Dauer: 7 Minuten

Ein stationärer Batteriespeicher speichert elektrische Energie, damit sie später genutzt werden kann.

Ein Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht relevante Zustände des Batteriesystems und unterstützt Schutz- und Betriebsfunktionen.

Begriff	Bedeutung
Speicherkapazität	Energiemenge, angegeben in kWh
Ladeleistung	Leistung bei der Energieaufnahme, angegeben in kW
Entladeleistung	Leistung bei der Energieabgabe, angegeben in kW
SOC	Ladezustand des Speichers
BMS	Überwachung und Steuerung relevanter Batteriezustände

Bild: Vereinfachtes Energiespeichersystem. Unterscheide Energiequelle, Speichersystem und Verbraucher.

Achtung: Ein Batteriespeicher ist nicht automatisch eine Notstromversorgung. Ersatzstrom- oder Inselbetriebsfunktionen erfordern dafür geeignete und fachgerecht geplante Systeme.

Mini-Aufgabe – Transfer: Vergleiche einen Speicher mit 10 kWh Kapazität und eine Verbraucherleistung von 2 kW. Erläutere, weshalb daraus im tatsächlichen Betrieb keine garantierte Laufzeit von fünf Stunden folgt.

Lerneinheit 6: Energieflüsse im Gebäude

Dauer: 7 Minuten

Bild: Beispiel eines zeitlichen PV-Energieverlaufs. Untersuche, wie sich die Leistung im Tagesverlauf ändert.

Leistung beschreibt die momentane Energieübertragung. Die Einheit ist kW.

Energie ergibt sich aus der Leistung über eine Zeitdauer. Die Einheit ist kWh.

Für eine vereinfachte Simulation ohne Verluste gilt:

PV-Leistung + Speicherentladung + Netzbezug = Verbrauch + Speicherladung + Netzeinspeisung

Mini-Aufgabe – Anwendung: Erkläre, weshalb ein Batteriespeicher am Nachmittag geladen werden kann, obwohl am Abend kein Sonnenlicht mehr vorhanden ist.

Interaktive Energie- und Diagnosefälle

Alle Fälle sind Simulationen. Elektrische Schalthandlungen, Messungen oder Eingriffe an einer realen Anlage sind nicht Bestandteil der Aufgaben.

Energie-Fall 1: Wohin fließt die Leistung?

Die Lernwerkstatt zeigt mittags folgende fiktive Leistungsdaten.

Mess- oder Modellgröße	Wert
PV-Erzeugung	4 kW
Gebäudeverbrauch	2 kW
Batterieladung	1 kW
Netzbezug	0 kW
Netzeinspeisung	Gesucht

Auftrag: Bestimme die Netzeinspeisung. Vernachlässige Umwandlungsverluste und Veränderungen innerhalb des betrachteten Zeitpunkts.

Hilfe 1 – Orientierung

Vergleiche die erzeugte PV-Leistung zunächst mit dem Gebäudeverbrauch.

Hilfe 2 – Rechenweg

Ziehe von der PV-Erzeugung sowohl den Gebäudeverbrauch als auch die Batterieladeleistung ab.

Hilfe 3 – Ergebnis prüfen

4 kW Erzeugung müssen sich vollständig auf Verbrauch, Laden und Einspeisung verteilen.

Lösung und begründetes Feedback

Die Einspeisung beträgt 1 kW. Denn 4 kW Erzeugung decken 2 kW Verbrauch, 1 kW Batterieladung und 1 kW Netzeinspeisung. In einer realen Anlage können Verluste und weitere Betriebsbedingungen das Ergebnis verändern.

Diagnose-Fall 2: Unplausible Energiedaten

Das digitale Monitoring zeigt zur gleichen Uhrzeit folgende Werte:

Anzeige	Wert
PV-Erzeugung	4 kW
Gebäudeverbrauch	2 kW
Batterieladung	2 kW
Netzeinspeisung	1 kW
Netzbezug	0 kW

Auftrag: Untersuche, warum diese Angaben unter den Modellannahmen nicht zusammenpassen. Entwickle eine sichere Diagnosestrategie.

Hilfe 1 – Sicherheit

Nutze ausschließlich die dokumentierten Anzeigewerte. Öffne keine Geräte und betätige keine Schalter.

Hilfe 2 – Energiebilanz

Vergleiche die Summe der Leistungsquellen mit der Summe der angegebenen Leistungsabgaben.

Hilfe 3 – Datenqualität

Prüfe gedanklich, ob alle Anzeigen denselben Zeitpunkt und dieselbe Systemgrenze beschreiben.

Lösung und begründetes Feedback

Die Abgaben summieren sich auf 5 kW, obwohl nur 4 kW Erzeugung und kein Netzbezug angegeben sind. Die Bilanz ist unter den Modellannahmen unplausibel. Sinnvoll sind eine Prüfung der Zeitstempel, Messwertdefinitionen und Dokumentation sowie die Meldung an die verantwortliche Elektrofachkraft. Aus den Daten allein lässt sich kein bestimmter Hardwarefehler beweisen.

Diagnose-Fall 3: Unerwartet geringe PV-Leistung

Ein Simulationsmodell prognostiziert für einen Zeitpunkt eine höhere PV-Leistung als die angezeigte Leistung.

Mögliche Einflüsse: Verschattung, Wetteränderungen, Temperatur, Leistungsbegrenzung, Kommunikationsfehler oder technische Auffälligkeiten.

Entscheidungsauftrag: Welche Ursachen kannst Du anhand von Wetterdaten, Verschattungsmodell, Zeitstempeln und vorhandenen Statusmeldungen eingrenzen?

Gestufte Hilfe

Basis: Vergleiche zunächst Prognose und Messzeitpunkt.

Anwendung: Untersuche Wetter und mögliche Verschattung im Gebäudemodell.

Transfer: Trenne eine begründete Vermutung von einem nachgewiesenen Fehler. Formuliere eine sachliche Meldung für die Elektrofachkraft.

Begründetes Feedback: Eine niedrige Leistung allein ist kein Beweis für einen Defekt. Gute Diagnosen berücksichtigen mehrere mögliche Ursachen und erkennen, welche Aussagen vorhandene Daten tatsächlich zulassen.

Sichere Ausbildung und fachliche Grenzen

Praktische Arbeiten an PV-Anlagen und stationären Batteriespeichern sind keine DIY-Aufgabe.

Bei Lichteinfall können PV-Module elektrische Spannung erzeugen. Das Abschalten des Wechselrichters bedeutet nicht, dass sämtliche PV-Generatorleitungen spannungsfrei sind. Batteriespeicher können ebenfalls gefährliche elektrische und thermische Energie bereitstellen.

Im Kurs zulässig: Bildanalyse, Systemskizzen, elektronische Dokumentation, Energieflussrechnungen, digitale Gebäudemodelle, Auswertung bereitgestellter Monitoringdaten und sichere Simulationen.

Nicht Bestandteil dieses Kurses: Arbeiten an offenen PV-DC- oder Hochvoltsystemen, Eingriffe in Batteriemodule, Arbeiten an Traktionsbatterien, Steck- oder Schalthandlungen, Spannungsprüfungen, elektrische Inbetriebnahme und Netzanschlussarbeiten.

Qualifikation und Freigabe: Ausbildungsstand, Fachkunde, betriebliche Beauftragung, Aufsicht, Gefährdungsbeurteilung, Herstelleranforderungen und geltende Vorschriften müssen vor jeder realen Tätigkeit geprüft werden. Für Arbeiten an elektrischen Anlagen im Anwendungsbereich von § 13 NAV gelten zusätzlich die dort festgelegten Anforderungen an eingetragene Installationsunternehmen und deren Ausnahmen.

Wichtige technische Regelwerke, deren aktuellen Status die Fachverantwortlichen prüfen müssen:

DIN VDE 0100: Anforderungen an elektrische Anlagen, insbesondere DIN VDE 0100-712 für PV-Stromversorgungssysteme.
VDE-AR-N 4105: Technische Anschlussregeln für Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz, Fassung 2026-03.
VDE-AR-N 4100: Technische Anschlussregeln für Kundenanlagen am Niederspannungsnetz, Fassung 2026-04.
VDE-AR-E 2510-2: Sicherheitsanforderungen an stationäre elektrische Energiespeichersysteme.
DGUV: DGUV Information 203-080 zu Montage und Instandhaltung von PV-Anlagen.
Niederspannungsanschlussverordnung: Insbesondere § 13 NAV.

Rechts- und Normenstand der Recherche: 8. Oktober 2026. Normen können überarbeitet werden. Dieser Kurs gibt weder vollständige Normeninhalte noch eine Arbeitsfreigabe wieder.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Energieform liefern PV-Module unmittelbar? (Gleichstrom) (!Wechselstrom) (!Druckluft) (!Mechanische Energie)

Was beschreibt ein String in einer PV-Anlage? (Eine Reihenschaltung von PV-Modulen) (!Eine elektrische Hausverteilung) (!Eine Batterieüberwachung) (!Eine Netzanschlussstelle)

Welche Hauptaufgabe hat ein PV-Wechselrichter? (Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom) (!Speicherung von Sonnenlicht) (!Mechanische Befestigung der Module) (!Messung der Raumtemperatur)

Welche Einheit beschreibt die elektrische Speicherkapazität? (kWh) (!kW) (!Ampere) (!Hertz)

Welche Aufgabe übernimmt ein Batteriemanagementsystem? (Überwachung relevanter Batteriezustände) (!Erzeugung von Sonnenlicht) (!Montage der Dachunterkonstruktion) (!Erfassung der Niederschlagsmenge)

Welche Aussage über das Abschalten eines Wechselrichters ist richtig? (PV-Generatorleitungen können weiterhin Spannung führen) (!Alle PV-Module sind immer spannungsfrei) (!Der Batteriespeicher wird automatisch vollständig entladen) (!Jeder Stromkreis im Gebäude ist anschließend ungefährlich)

Wofür dient ein Zweirichtungszähler im Netzanschluss? (Erfassung von Netzbezug und Netzeinspeisung) (!Messung der Dachneigung) (!Überwachung der Zelltemperatur) (!Speicherung überschüssiger Energie)

Eine Modellanlage erzeugt 4 kW und verbraucht 2 kW bei 1 kW Batterieladung und ohne Netzbezug. Wie hoch ist die Einspeisung ohne Verluste? (1 kW) (!2 kW) (!3 kW) (!4 kW)

Was ist bei unplausiblen Monitoringdaten ein geeigneter erster Schritt? (Zeitstempel und Messwertdefinitionen vergleichen) (!Batteriemodule öffnen) (!PV-Steckverbinder lösen) (!Schutzeinrichtungen überbrücken)

Welche Aussage über stationäre Batteriespeicher ist zutreffend? (Ersatzstrom erfordert ein dafür geeignetes System) (!Jeder Speicher ermöglicht automatisch Inselbetrieb) (!Das BMS ersetzt sämtliche elektrischen Schutzeinrichtungen) (!Die Speicherkapazität ist gleich der PV-Nennleistung)

Begründetes Quiz-Feedback anzeigen

PV-Module erzeugen unmittelbar Gleichstrom durch den photovoltaischen Effekt.
Bei einem String sind mehrere Module in Reihe verbunden.
Der Wechselrichter stellt für den vorgesehenen AC-Bereich geeigneten Wechselstrom bereit.
kWh beschreibt Energie, während kW eine Leistung bezeichnet.
Das BMS überwacht Betriebszustände und unterstützt Schutzfunktionen.
PV-Generatorleitungen können bei Lichteinfall auch nach dem Abschalten eines Wechselrichters Spannung führen.
Ein Zweirichtungszähler erfasst Energie in beiden Richtungen des Netzanschlusses.
In der vereinfachten Bilanz bleiben nach Verbrauch und Batterieladung 1 kW zur Einspeisung übrig.
Zeitstempel und Messwertdefinitionen lassen sich ohne gefährlichen Eingriff vergleichen.
Ersatzstromfähigkeit ist eine besondere Systemeigenschaft und folgt nicht allein aus einem vorhandenen Speicher.

Memory

Ordne die Fachbegriffe ihren Funktionen zu.

PV-Modul	Umwandlung von Sonnenlicht in Gleichstrom
String	In Reihe verbundene Module
Wechselrichter	Umwandlung in Wechselstrom
DC-Leitung	Gleichstromtransport
BMS	Überwachung von Batteriezuständen
Batteriespeicher	Zeitliche Verschiebung der Energienutzung
Zweirichtungszähler	Erfassung von Bezug und Einspeisung
Überspannungsschutz	Begrenzung bestimmter Überspannungen

Drag and Drop

Verbinde die Systemkomponenten mit den passenden Funktionen.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
PV-Generator	Gleichstromerzeugung
DC-Leitungsweg	Gleichstromtransport
Wechselrichter	Wechselstromumwandlung
Batteriespeicher	Energiepufferung
Netzanschlusspunkt	Netzkopplung

Feedback: Eine fachlich sinnvolle Zuordnung berücksichtigt die Funktion jeder Komponente. Das Schema zeigt keine vollständige elektrische Verschaltung.

Kreuzworträtsel

Solarzelle	Welches Halbleiterbauteil wandelt Licht unmittelbar in elektrische Energie um?
Wechselrichter	Welches Gerät wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um?
Batteriespeicher	Welches System speichert elektrische Energie für eine spätere Nutzung?
Gleichstrom	Welche Stromart liefern PV-Module unmittelbar?
Leistung	Welche physikalische Größe wird in Kilowatt angegeben?
Verschattung	Welcher Einfluss kann den PV-Ertrag durch verdeckte Modulflächen vermindern?

LearningApps

Weitere digitale Zuordnungs- und Wiederholungsaufgaben:

Hinweis: Die Suchergebnisse sind externe Lernangebote und müssen vor der Verwendung fachlich und hinsichtlich ihrer Lizenz geprüft werden.

Lückentext

Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht in elektrische

um.

Das zentrale Bauteil eines Solarmoduls ist die

.

Die PV-Module erzeugen unmittelbar

.

Mehrere in Reihe geschaltete PV-Module bilden einen

.

Ein Wechselrichter wandelt Gleichstrom in

um.

Die Einheit der elektrischen Leistung ist

.

Die Einheit der gespeicherten elektrischen Energie ist

.

Das Batteriemanagementsystem wird mit

abgekürzt.

Ein Speicher ermöglicht die zeitliche

der Energienutzung.

Der Ladezustand einer Batterie wird häufig als

bezeichnet.

Die Erfassung von Netzbezug und Einspeisung kann über einen

erfolgen.

Auch bei abgeschaltetem Wechselrichter können PV-Generatorleitungen weiterhin elektrische

führen.

Bei unplausiblen Monitoringdaten sollten zunächst die

geprüft werden.

Die Prüfung und Freigabe realer elektrischer Arbeiten erfordert eine entsprechend qualifizierte

.

Offene Aufgaben

Alle Aufgaben werden ausschließlich anhand sicherer Ausbildungsmodelle, freigegebener Unterlagen oder digitaler Simulationen durchgeführt.

Leicht

Photovoltaik – Basis: Erstelle ein Bildplakat mit den wichtigsten Komponenten einer PV-Anlage und beschrifte ihre Funktionen.
Solarmodul – Basis: Vergleiche Solarzelle, Solarmodul und String mit einer selbst gestalteten Zeichnung.
Wechselrichter – Basis: Gestalte drei Symbolkarten für Gleichstrom, Wechselstrom und Energieumwandlung.
Batteriespeicher – Basis: Erstelle ein einfaches Glossar mit den Begriffen BMS, SOC, kW, kWh und kWp.

Standard

Gebäudetechnik – Anwendung: Entwickle mit einer Gebäudeskizze ein Funktionsmodell der Lernwerkstatt und ordne alle Hauptkomponenten zu.
Energiemanagement – Anwendung: Zeichne anhand fiktiver Tagesdaten einen Energieflussverlauf und erläutere Laden, Entladen, Bezug und Einspeisung.
Fehlerdiagnose – Anwendung: Erstelle für den Diagnose-Fall 2 einen kurzen Bericht mit Datenlage, Auffälligkeit und sicherer Handlungsempfehlung.
Elektrische Sicherheit – Anwendung: Gestalte ein digitales Sicherheitsplakat mit mindestens fünf Gefährdungen und passenden organisatorischen oder technischen Schutzprinzipien.

Schwer

Photovoltaikanlage – Transfer: Vergleiche AC- und DC-gekoppelte Speicherkonzepte anhand zweier abstrakter Funktionsschemata. Begründe jeweils die Rolle der Umrichter und des Energiemanagements.
Energiebilanz – Transfer: Entwickle ein Tabellenmodell für einen Tagesverlauf mit PV-Leistung, Verbrauch, Batterieladung, Batterieentladung und Netzbezug. Erläutere Deine Modellannahmen und deren Grenzen.
Arbeitsschutz – Transfer: Entwickle eine digitale Checkliste, mit der vor einem realen Ausbildungsauftrag Qualifikation, Zuständigkeit, Gefährdungsbeurteilung, Freigabe und erlaubte Tätigkeiten geklärt werden.
Energieversorgung – Transfer: Erstelle eine dreiminütige Präsentation oder einen Erklärfilm zur Frage, weshalb Batteriespeicher den Eigenverbrauch erhöhen können, ohne automatisch eine Notstromversorgung zu gewährleisten.

Lernkontrolle

Bearbeite die Aufgaben eigenständig. Begründe Deine Aussagen anhand von Fachbegriffen, Modellen und überprüfbaren Informationen.

Systemanalyse: Untersuche das Gebäudemodell der Lernwerkstatt. Begründe, warum die Komponenten nur als abgestimmtes Gesamtsystem funktionieren.
Energiebilanz: Eine fiktive Anlage erzeugt abends 0 kW PV-Leistung. Ein Gebäude verbraucht 1,5 kW, während der Speicher 1 kW abgibt. Ermittle den erforderlichen Netzbezug ohne Verluste und erläutere Deine Annahmen.
Fehlerdiagnose: Zwei Monitoringanzeigen widersprechen sich. Entwickle eine sichere Prüfreihenfolge, ohne an der elektrischen Anlage zu arbeiten.
Elektrische Sicherheit: Begründe, weshalb die Abschaltung des Wechselrichters keine pauschale Aussage über die Spannungsfreiheit der gesamten PV-Anlage erlaubt.
Batteriespeicher: Vergleiche zwei fiktive Haushalte mit unterschiedlichen Tagesverbrauchsprofilen. Begründe, warum derselbe Speicher nicht in beiden Haushalten dieselbe Wirkung erzielt.
Qualitätssicherung: Prüfe einen fiktiven Planungsbericht, der einen vorhandenen Batteriespeicher automatisch als Notstromversorgung bezeichnet. Erläutere, welche zusätzlichen Systemeigenschaften nachzuweisen wären.

Bewertungskriterien:

Bereich	Erwartete Leistung
Fachlichkeit	Fachbegriffe korrekt einsetzen
Systemverständnis	Zusammenhänge zwischen Komponenten nachvollziehbar erklären
Analyse	Daten, Annahmen und mögliche Ursachen unterscheiden
Sicherheit	Gefahren erkennen und eigene Handlungsgrenzen einhalten
Transfer	Erkenntnisse auf eine veränderte Situation übertragen
Begründung	Entscheidungen anhand von technischen Zusammenhängen erklären

Lernnachweis

Für Deinen Lernnachweis erstellst Du ein digitales Ausbildungsportfolio.

Es enthält:

Ein beschriftetes Gebäudemodell mit PV-Modulen, Leitungen, Wechselrichter, Speicher, Gebäudeverteilung und Netzanschluss.
Ein vereinfachtes Funktionsschema mit eindeutig gekennzeichneten Energiepfaden.
Eine korrekt berechnete und erläuterte Energiebilanz.
Einen Diagnosebericht zu einem der fiktiven Fälle.
Eine Übersicht der wichtigsten elektrischen und organisatorischen Schutzprinzipien.
Eine Reflexion zu Deinen fachlichen Kompetenzen, Deinen Handlungsgrenzen und den notwendigen Fachfreigaben.

Nachweisform: Dokumentation, Präsentation, digitaler Modellbericht oder simuliertes Fachgespräch.

Wichtig: Der erfolgreiche Abschluss dokumentiert Lernergebnisse, aber keine elektrotechnische Befähigung, Prüfberechtigung, Fachfreigabe oder Berechtigung zu Arbeiten an realen PV- und Batteriesystemen.

OERs zum Thema

Wikipedia: Photovoltaikanlage

Wikipedia: Batteriespeicher

Fachquellen und digitale Lernwerkzeuge

Fachlich geprüfte Ausgangsquellen – Recherche vom 8. Oktober 2026:

VDE FNN – Technische Anschlussregeln für Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz: Informationen zur VDE-AR-N 4105:2026-03.
DKE – DIN VDE 0100-712: Anforderungen an Photovoltaik-Stromversorgungssysteme; vor Anwendung den gültigen Normenstand prüfen.
DKE – VDE-AR-E 2510-2: Sicherheitsanforderungen an stationäre elektrische Energiespeichersysteme.
DGUV Information 203-080: Hinweise zu Gefährdungen bei Montage und Instandhaltung.
VDE – Blitzschutz von PV-Anlagen: Informationen zu Blitz- und Überspannungsschutz; die Fachinformation befindet sich in Überarbeitung.
§ 13 NAV: Rechtliche Anforderungen an Arbeiten an elektrischen Anlagen im entsprechenden Anwendungsbereich.
Bundesnetzagentur – Registrierungshilfen: Informationen zur Registrierung von Solaranlagen und stationären Speichern.
Europäische Kommission – PVGIS: Frei zugängliches Werkzeug zur Simulation von Solarstrahlung und PV-Ertrag.

PVGIS-Lernauftrag: Vergleiche im Simulator unterschiedliche Ausrichtungen einer fiktiven Dachanlage. Beschreibe, wie sich der berechnete Ertrag verändert. Verwende die Ergebnisse nicht als freigegebene Anlagenplanung.

Mediennachweise und Nutzungsrechte

Die folgenden Bilddateien wurden anhand ihrer Wikimedia-Commons-Dateiseiten auf Existenz und Lizenzhinweise geprüft.

Medium	Urheber und angegebene Lizenz
Photovoltaik-Anlage auf Hausdach.jpg	High Contrast, CC BY 3.0 DE
From a solar cell to a PV system.svg	Rfassbind, gemeinfrei nach Erklärung des Urhebers
Rooftop solar photovoltaic installation.jpg	Marta Victoria, CC BY-SA 4.0
Dornbirn-Photovoltaic cables-04ASD.jpg	Asurnipal, CC BY-SA 4.0
Solaredge Inverter SE10k-01ASD.jpg	Asurnipal, CC BY-SA 4.0
Household battery storage.png	Batterlution, CC BY-SA 4.0
BESS (battery energy storage system).svg	Droompny, CC BY-SA 4.0
Photovoltaic One-Day-Energy-Diagram-20141010-01ASD.jpg	Asurnipal, CC BY-SA 4.0
Installation of photovoltaic modules on roof.jpg	Stefan Thiesen, CC BY-SA 3.0

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