Das (solare) Balkonkraftwerk

Heute mal einen Blog über ein Thema das sicher viele interessiert: „Balkonkraftwerke“. Ich bin seit einigen Tagen Besitzer eines solchen, und da ich schon drei Solaranlagen mein Eigen nenne, je eine auf der Ost- und Westseite meines Hauses und eine auf dem Dach meines Ferienhauses mit kombiniert zusammen über 27 kW Peakleistung (im folgenden kWp abgekürzt) kann ich vergleichen.

Zuerst mal etwas grundsätzliches. Balkonkraftwerke sind kleine Solarstromanlagen, die auf Balkonen oder Terrassen installiert werden können, um erneuerbare Energie für den eigenen Gebrauch zu erzeugen. In Deutschland gibt es gesetzliche Regelungen für den Betrieb von Balkonkraftwerken, insbesondere in Bezug auf die Einspeisung von Strom ins öffentliche Netz und die Anmeldung der Anlage.Zuerst eine Einführung die ich durch ChatGPT habe anfertigen lassen.

„Nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) sind Balkonkraftwerke von der Einspeisevergütung ausgeschlossen. Das bedeutet, dass der erzeugte Strom nicht ins öffentliche Netz eingespeist werden darf, sondern ausschließlich für den Eigenverbrauch genutzt werden kann. Es ist daher auch keine Anmeldung beim Netzbetreiber erforderlich. Seit dem 1.1.2023 entfällt zudem die Mehrwertsteuer für Balkonkraftwerke was sie deutlich verbilligt hat.

Allerdings müssen Balkonkraftwerke bestimmte technische Anforderungen erfüllen, insbesondere in Bezug auf die Sicherheit und den Brandschutz. So müssen die Anlagen beispielsweise über eine automatische Abschaltung verfügen, die bei Überlastung oder Störungen den Stromfluss unterbricht.“

Als technische Einschränkung darf eine solche PV-Anlage maximal 600 Watt ins Stromnetz einspeisen. Es gibt sie mit zwei Steckern, dem Wieland-Stecker, der zusätzliche Sicherheit bietet, da er sehr schnell den Strom abschaltet wenn er gezogen wird und eben mit den normalen Schuko-Steckern. Bei einem Wielandstecker muss ein Elektriker eine spezielle Steckdose installieren. Auch hier habe ich ChattGPT für eine kurze Erläuterung gebeten:

„Der Wieland-Stecker ist ein Steckverbinder für die Elektroinstallation, der vor allem im Bereich der Gebäudetechnik eingesetzt wird. Er besteht aus einem Stecker und einer Buchse, die durch ein Stecksystem miteinander verbunden werden.

Der Wieland-Stecker zeichnet sich durch seine hohe Sicherheit und einfache Handhabung aus. Er ist vor allem für den Einsatz in der Beleuchtungs- und Klimatisierungstechnik geeignet und wird oft in Büros, öffentlichen Gebäuden und industriellen Anlagen eingesetzt.

Die Verbindung von Stecker und Buchse erfolgt durch einfaches Einstecken und ein hörbares Klicken. Der Wieland-Stecker verfügt über eine codierte Verriegelung, die ein Verwechseln von Steckern unterschiedlicher Stromstärken oder Polzahlen verhindert. Darüber hinaus ist er auch gegen versehentliches Herausziehen gesichert.“

So, und der Rest nun von mir. Gemäß Norm ist der Wieland Stecker vorgeschrieben, ein Vorstoß das zu lockern scheiterte vor einem Jahr, wie immer ist die Lobby der Elektrotechniker siegreich geblieben, die beschwert uns auch bald neue Schaltkästen, wenn eine Elektroinstallation nötig ist. Es gibt aber genügend Balkonkraftwerke mit Schukosteckern, die nach Meinung vieler genauso sicher sind. Ich habe ein solches gekauft.

Installation

Was mich bisher von einem Balkonkraftwerk abschreckte, war der Aufwand. Aber nachdem ich immer mehr sah, entschloss ich mich doch zu einem. Bei mir ist – wie man an Fotos sieht, die Situation etwas schwieriger, weil ich eine Betonbrüstung habe, da muss man bohren, ich meinte beim Kauf noch ohne auszukommen.

Ich habe zuerst separat Balkonkraftwerk und Befestigungsmaterial bestellt, weil ich nichts fand das das passende Befestigungsmaterial dabei hatte. Ich dachte, ich könnte einfach die Paneele über die Brüstung hängen. Meinen Bruder der Architekt und Handwerker ist meinte, das geht so nicht und hat mir geholfen indem er die Stecker noch mit Dübeln und Schrauben an der Brüstung befestigt hat. Einen Großteil der Schrauben, die für Eisengeländer die verstrebt sind gedacht waren, brauchte ich so nicht. Am selben Tag zog dann noch ein Sturm übers Land und trotz des Gewichts von 25 kg pro Panel schwankten diese doch sehr, sodass wir am nächsten Tag noch auf der Unterseite Haken ein gedübelt haben und sie hier mit Draht fixiert haben. Seitdem sind sie fest. Das hielt auch beim Sturm am nächsten Tag. Im Befestigungsmaterial waren dafür Eisendrähte für eine Balkonbrüstung enthalten die aber für separate Haken zu kurz waren.

Ich würde das Steckerset aber trotzdem nicht nochmal kaufen. Für den Preis macht es für mich einen zu fragilen Eindruck mit einem zu dünnen Blech und man könnte mehr Zubehör erwarten, eben wenn man in Beton dübeln muss und Schrauben für die Befestigung des Wechselrichters fehlen auch. Mein Bruder meint die nächsten Paneele könnten wir mit Haken oder dem Befestigungsset für Balkonkästen anbringen.

Ansonsten ist die Installation einfach, die Stecker sind verpolungssicher, man steckt pro Paneel sie einfach auf jeder Seite des Wechselrichters ein. Man kann bei diesem Modell über ein Kabel auch mehrere Wechselrichter mit einer Steckdose verbinden.

Als Nachteil war das Schukokabel mit 10 m viel zu lang, 3 m hätten bis zur Balkonsteckdose gereicht. Aber da ich noch zwei weitere Kraftwerke plane, davon eines für den Hühnerstall der in etwa so weit vom Haus entfernt ist, war es kein Fehlkauf. Aber ihr solltet vor dem Kauf mal messen wie weit es bis zur nächsten Steckdose ist. Wenn diese nicht auf dem Balkon ist, wirds aber aufwendig und geht nicht mehr ohne Elektriker.

Es war übrigens die zweite Anlage. Die erste noch etwas günstiger vom TDI Shop kam nie an. Angeblich konnte man mich über meine Telefonnummer nicht erreichen. Der zweite Anbieter lieferte innerhalb einer Woche und konnte mich über meine bei Amazon für diese Zwecke hinterlegte Telefonnummer auch erreichen. Die Gutschrift die in den Bestelldetails versprochenen wurde kam auch nach einer Woche nicht an, sodass ich über Amazon eine Rückabwicklung veranlasste und innerhalb von zwei Tagen war der Betrag auf dem Kreditkartenkonto.

Kontrolle

Nun möchte man natürlich wissen, ob die Anlage Strom produziert und wie viel. Als erstes habe ich einfach ein Energiemessgerät an die Steckdose gehängt und darin das Stromkabel des Wechselrichters eingesteckt. Angeblich sollen diese Geräte eingespeisten Strom nicht messen können, also meines kann es. Nachdem ich den Wechselrichter auch ins lokale Netz gebracht habe und eine Gegenkontrolle machen konnte, wusste ich auch das die Menge stimmt.

Man kann eine App auf dem Smartphone nutzen, doch da ich kein Smartphone besitze, rufe ich die Statusseite des Wechselrichters im Browser auf. Die Einbindung des Wechselrichters ins Netz ist für Computerlaien etwas komplex.

Also wichtig: erst mal alle anderen Netzwerkverbindungen abstöpseln, auch Lan Kabel, sonst reist die Verbindung alleine durch Hintergrundprozesse von Windows, die dauernd ins Internet wollen wieder ab. Dann muss man sich erst zu einem Wlan mit der Bezeichnung AP_XXXX (XXXX: Seriennummer des Wechselrichters) mit dem wirklich komplizierten Passwort „12345678“ verbinden und im Browser die Adresse 10.10.100.254 ansurfen. Dort kommt als Hürde das wirklich toll geschützte Konto „admin“ mit dem Passwort „admin“. In der Oberfläche kann man dann den Wechselrichter in ein lokales Netz einbinden, man benötigt dafür natürlich noch die SSID und das Wlan Passwort. Aber danach erreicht man den Webserver des Wechselrichters unter einer lokalen IP Adresse auch bei aktiven anderen Netzwerkverbindungen. Die IP-Adresse findet man bei Konsultation des Routers (meist unter Adresse 192.168.0.1) heraus. Oder wer noch die Kommandozeile kennt, macht ein ping auf Adresse x.x.x.255 (x.x.x ist die Subnetzadresse, bei mir also 192.168.0.255), dann sollte jedes aktive Gerät antworten, man muss dann nur noch herausfinden welches Gerät was ist.

Mein Vorschlag an den Hersteller: baut einen WPS-Button ein, auf den man wie bei vielen anderen Geräten den Wechselrichter direkt ins Wlan aufnehmen kann und beseitigt einige Sicherheitslücken wie die einfachen Passwörter. So ist trotz aktiviertem Einbinden ins lokale Netz immer noch der Access Point Modus mit der IP 10.10.100.254 aktiv.

Die Seite ist sehr übersichtlich, es gibt bei Status eigentlich nur die aktuelle Leistung und die Gesamtleistung, keine weiteren Statistik wie Tagesleistung, Wochen oder Monatsleistung oder ein Diagramm. Auf Diagramme kann ich leicht verzichten, aber eine Info ob beide Paneels aktiv sind, – der Wechselrichter hat einen MPP Tracker pro Paneel – wäre schon nützlich. Also von meinen Solaranlagen bin ich da mehr gewohnt, gut die spielen in einer anderen Preislage, aber ich glaube eine Tages, Wochen, Monats und Jahresstatistik wäre nicht viel programmtechnischer und Hardwareaufwand.

Ausbeute und Eigennutzung

Balkonkraftwerke sind beschränkt auf 600 Watt Einspeiseleistung. Alles darüber müsste von einem Elektriker installiert werden, ebenso wäre dann eine Meldung an den Netzbetreiber und ein Eintrag in das Register für Solaranalgen nötig, das nebenbei gesagt sehr unübersichtlich ist. Es wurde wohl von den Programmierern entworfen die auch Elster programmiert haben.

Der Unterschied zu größeren Solaranlagen ist, dass die Leistung die man nicht selbst verbraucht und ins Netz geht, nicht vergütet wird, dafür bekommt man bei größeren Anlagen einen neuen Zähler, der auch diese Leistung misst. Alte Drehstromzähler, die aber mittlerweile fast alle ausgebaut sein dürften, laufen rückwärts, moderne digitale Zähler speisen die Leistung ins Netz ein, zählen sie aber nicht.

Das heißt, man sollte die Leistung nach Möglichkeit selbst verbrauchen. Ich glaube das ist kein Problem. Als Erfahrungswert: eine Anlage mit 600 Watt Pealeistung liefert im Jahr etwa das 1000-fache an Leistung also 600 kWh. Selbst wenn man berücksichtigt, das im Mittel eine Solaranlage nur etwa zu 35 bis 40 Prozent der Zeit Energie liefert (der Rest ist Nacht oder stark bedeckter Himmel) ist das bei vielen nur ein Bruchteil des bezogenen Stroms. Oft ist die Grundlast schon so hoch. Bei mir verbraucht die relativ kleine Kühl-/Gefrierkombination etwa 2 kWh pro Tag, das sind alleine 730 kWh pro Jahr. Alte Geräte wie Gefriertruhen sind hier wahre Energiefresser. Bei wem tagsüber jemand im Haus ist kommt man leicht auf die volle Nutzung. Unterhaltungselektronik, Computer brauchen schnell einige Hundert Watt Leistung und die 600 Watt sind ja die Peakleistung die rund um die Mittagszeit erreicht wird. Wer zu Hause ist – oder wer nicht zuhause ist und programmierbare Geräte hat die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt anschalten – kann auch den betrieb von Wasch- und Geschirrspülmaschine auf diese Zeit legen. Ich denke wenn man mindestens ein Zwei-Personenhaushalt ist mit dann typisch 2.000 bis 2.800 kWh Jahresverbrauch, dann spielt der Verlust durch Leistung die man dem Stromnetz spendiert aber nicht selbst verbraucht keine große Rolle.

Selbst wenn man von der Spitzenleistung etwas verschenkt weil es ins Netz geht, kann man leicht einfache folgende Rechnung machen:

• Eine zur Zeit bezogene kWh Strom kostet 40 ct
• Ein Balkonkraftwerk für 600 W mit zwei Paneelen kostet zwischen 600 und 900 Euro.
• Sie liefert je nach Aufstellung und Paneelleistung zwischen 500 und 800 kWh pro Jahr. Nehme ich nur den niedrigeren Ertrag (500 kWh) und den höheren Preis (900 Euro), so habe ich die Kosten von 900 Euro nach 4,5 Jahren wieder drinnen, beim niedrigeren Anschaffungspreis und maximalen Ertrag sind es sogar weniger als zwei Jahre. Real denke ich ist sie in drei Jahren bei den meisten amortisiert.

Selbst wenn davon nun einiges ins Netz geht ist die Bilanz positiv. Sie ist deswegen so positiv, weil man den Strom fast komplett selbst nutzt, größere Solaranlagen, bei denen man den Strom für Vergütung ins Netz einspeist sind das weitaus weniger, denn für diesen Strom bekommt man nur 8,2 ct/kWh.

Stromausbeute und Dimensionierung

Als erstes muss man unterscheiden zwischen der 600-Watt-grenze für die Einspeisung und der Leistung der Solarpaneele. Die Solarpaneele können durchaus mehr Strom liefern, dann werden eben nur 600 Watt eingespeist. Es gibt eine Reihe von Gründen warum die Solarpaneele größer dimensioniert sein sollten:

-Die Spitzenleistung erreicht man nur im Sommer um die Mittagszeit bei wolkenlosem Himmel. Bei jeder anderen Jahreszeit und Wolkenbedeckung wird die volle Leistung der Paneele durchgereicht. Man kann hier auf Erfahrungen bei der EEG-Förderung aufbauen. Da konnte man lange Zeit wählen ob man die Wechselrichter auf 70 Prozent der Spitzenleistung herunter regelt oder eine Steuerung der Wechselrichter durch den Netzbetreiber (die einige hundert Euro kostet) installiert. Bei dieser 70 Prozent Reduzierung gab es nach der Erfahrung einen Verlust von 13 Prozent bei optimaler Lage (Südseite) und 8 Prozent bei reinen West/Ost ausgerichteten Dächern. Das ist also kein großer Faktor.

Balkonsolaranlagen sind meistens nicht im idealen Winkel angeordnet. Selbst wenn man eine reine Südlage hat, können die wenigsten von uns die Paneele im idealen Winkel, bei uns meist so um die 35 Grad ausrichten. Selbst wenn – dann gibt es Probleme durch Beschattung durch die darüber liegenden so ausgerichteten Paneele oder der Wohnungseigentümer darunter beschwert sich über die Beschattung seines Balkons. Die Montage eines Gerüstes zur Befestigung das sturmsicher ist, ist zudem auch eine Herausforderung für Laien.

Wenn es direkt am Balkongeländer angebracht wird beträgt der Winkel aber zur Horizontalen 90 Grad und so verliert man einiges an Spitzenleistung. Das PVGIS der EU liefert für meinen Standort und der Ausrichtung meines Balkons (30 Grad Azimut) eine Leistung von rund 1090 kWh/kWp. Wenn ich den Winkel von 35 auf 90 Grad ändere sind es nur noch 770 kWh und die Spitzenerträge fallen nicht mehr im Juni/Juli an, sondern wegen des dann dort steilen Sonnenstands im April und August/September.

Ebenso sinkt die Peakleistung ab. Gestern (bei weitestgehend wolkenlosem Himmel) erreichte meine 7 kWp Anlage über Stunden mehr als das Maximum des Wechselrichters von 5,5 kW. Die Balkonanlage mit 820 Watt Peak kam dagegen auf maximal 528 Watt, also noch deutlich unterhalb der 600 Watt, die der Wechselrichter einspeist. Die Gesamtleistung betrug gestern 2,5 kWh. Die besser ausgerichtete 7,1 kWp Anlage auf dem Dach lieferte am selben Tag 40 kWh, also pro kWp sind dies 5,6 und 3,0 kWh.

Daher kann man die Anlage, was die Paneele angeht durchaus überdimensionieren. Da dies nicht viel mehr kostet würde ich die größten Paneele nehmen die auf den Balkon und ins Budget passen. Ich habe zwei 410 Watt Panels, zusammen also 820 Watt, die leistungsstärksten, die heute verfügbar sind haben 425 Watt.

Die Grenze ist die Größe die man am Balkon anbringen kann. Die Paneele werden meist immer länger, aber auch etwas breiter. Bei mir ragen sie z.B. über die Balkonbrüstung nach unten. Kein Problem für mich als Hausbesitzer, aber für Mieter sicher eines. Soweit ich informiert bin, darf man als Vermieter sich zwar nicht gegen ein Balkonkraftwerk wehren, da es eine wieder abbaubare bauliche Veränderung ist, aber man muss den Vermieter informieren und wie schon gesagt, mit den unmittelbaren Nachbarwohnungen (zumindest der darunter) sollte man sich auch verständigen.

Autarkie

Ein Punkt der mich persönlich interessierte war, ob man mit dem Balkonkraftwerk autark ist, also im Falle eines Stromausfalls, zumindest die eingespeiste Leistung noch nutzen kann, bei größeren Solaranlagen spricht man von „Insellösungen“. Meine Überlegung: zwei Balkone und der Hühnerstall würden 1,8 kWp liefern, genug wenn die Sonne scheint, für den Grundbedarf und wenig Strom verbrauchende Geräte, natürlich nicht fürs Kochen. Da in der Wechselrichteranleitung, die ich vor dem Kauf konsultiert habe, stand, das man ihn nur abfragen kann wenn die Anlage Strom liefert kam hier eine gewisse Hoffnung auf. „Normale“ Wechselrichter bei größeren Solaranlagen benötigen leider den Wechselstrom vom Netz um hochzulaufen, das heißt ohne Netzstrom liefert auch die Solaranlage auf dem Dach nichts.

Ich habe bei Sonnenschein mal alle Sicherungen in dem Stockwerk raus gedreht und dann getestet ob das Radio noch geht, aber leider Fehlanzeige. Der Wechselrichter funktioniert also nur bei Netzstrom.

Fazit

Balkonkraftwerke lohnen sich finanziell, wer ein Metallgeländer hat, kommt meist ohne Bohren bei der Montage aus, ansonsten ist ein handwerklich begabter im Freundeskreis nötig. Man muss in jedem Falle zu zweit sein um das Paneel über die Brüstung zu wuchten. Für einen ist es zu schwer und zu sperrig. Neben dem finanziellen Vorteil haben Balkonkraftwerke aber auch einen weiteren Vorteil: man trägt zur Energiewende selbst etwas bei und das gibt ein gutes Gefühl. Mieter sollten vorab sich mit dem Mieter und den Nachbarn verständigen, vielleicht wollen die ja dann auch ein Balkonkraftwerk.

Hier noch ein paar Links zu anderen Erfahrungen mit meinen Solaranlagen und dem Eigenverbauch.