Balkonkraftwerk Nummer 3 – Teil 1

Hallo, der heutige Artikel wurde beim Schreiben immer länger, sodass ich ihn – ihr kennt das ja – in zwei Teile aufgeteilt habe, damit es nicht zu viel zum lesen wird. Morgen kommt dann der zweite Teil.

Das Balkonkraftwerk Nummer 3 … wird bald bei mir den Betrieb aufnehmen. Ich nutze das um auch etwas über die Erfahrungen mit den bisherigen beiden Solarkraftwerken zu referieren.

Das erste Balkonkraftwerk habe ich 2023 installiert. Dies waren zwei 400 Watt Paneele und ein 600 Watt Wechselrichter. Nach der damals geltenden Regelung war dies die maximale Einspeiseleistung. Diese Paneele haben dem Begriff „Balkonkraftwerk“ wirklich alle Ehre gemacht, denn sie wurden an die Balkonbrüstung befestigt, also in einem Winkel von 90 Grad zur Waagerechten, eben wie die Hauswand.

Das zweite Balkonkraftwerk folgte dann ein Jahr später – ich bestelle meist im Februar, das es zu Beginn des Frühlings ab März mit rapide steigenden Erträgen einsatzbereit ist, das ist ein guter Kompromiss zwischen immer weiter sinkenden Preisen und der Tatsache, dass das Balkonkraftwerk im Winter kaum Strom liefert, seine Anschaffung dann also noch nicht lohnt. Die beiden Paneelen wurde an die Hauswand platziert, um 60 Grad zur Waagerechten angeordnet. Das ist immer noch nicht ideal, aber man muss ja ums Haus noch herumgehen können und so belegen sie nur 1 m des Fußwegs. Diesmal waren es zwei Paneele mit je 570 Watt, zusammen also 1.140 Watt und nach der Reform der Richtlinien ein 800 Watt Wechselrichter.

Das aktuelle Balkonkraftwerk kommt nun auf einen ehemaligen Hühnerstall, den man in den Abmessungen mit einem kleinen (Geräte)-Schuppen vergleichen kann. Während die ersten beiden Balkonkraftwerke nach Süden ausgerichtet sind, ist hier das Dach nach Osten ausgerichtet mit einem Winkel von 15 bis 20 Grad zur Waagerechten. Dazu kam – und ist schon im Betrieb – eine Batterie, die auch Grund für diesen Blog ist, weil sie eine echte Bereicherung ist.

Erfahrungen

Eines vorweg: die PV-Anlage braucht man keine Vorkenntnisse und keinen Elektriker. Die Stecker sind verdrehungssicher, gehen nur etwas schwer wieder raus, was aber normalerweise nicht nötig ist. Wer mal einen Stecker in eine Steckdose oder ein Gerät angeschlossen hat kommt damit zurecht. Die Aufständerung für das zweite Kraftwerk habe ich (mit zwei linken Händen) selbst zusammengeschraubt, mehr als einen Schraubenzieher braucht man nicht. Lediglich bei der Montage der ersten Anlage in der Balkonbrüstung aus Beton musste mein Bruder die Bohrlöcher setzen und dann muss man auch zu zweit sein weil einer das Paneel halten muss während der andere schraubt.

Die Ausrichtung parallel zur Hauswand, (90 Grad zur Waagerechten) beim ersten Kraftwerk ist die ungünstigste, die es gibt. Die Sonne sollte für den maximalen jährlichen Ertrag nahezu senkrecht darauf scheinen. Im Sommer steht die Sonne nahe des Zenits, dann scheint sie auch am längsten, das heißt ein niedriger Winkel zur Waagerechten ist am besten (Berechnungen dazu findet ihr im Blog zum zweiten Kraftwerk oder nutzt eines der beiden Tools, auf die ich verlinke). Das erste Kraftwerk hat in 23 Monaten 700 kWh geliefert also nur etwa 360 kWh pro Jahr. Das zweite Kraftwerk hat es in 11 Monaten eingeholt – das liegt nicht nur an der knapp 50 Prozent höheren Leistung, sondern auch an dem günstigeren Winkel zur Sonne. Dabei sind 60 Grad zwar günstiger als 90 Grad, aber noch nicht ideal. Der ideale Winkel übers Jahr gemittelt, liegt in Deutschland je nach Wohnort zwischen 30 und 40 Grad, mit 35 Grad macht ihr nichts falsch. Aber auch bei niedrigem Winkel wie er nun beim Hühnerstall vorliegt, hat man kaum Einbußen gegenüber dem Optimum.

Der einzige Vorteil des steilen Winkels ist das es im Winter, wenn mal die Sonne scheint aufgrund der niedrigen Sonnenstellung fast die Maximalleistung liefert. Aber im Sommer, wenn die Sonne hoch am Himmel steht, ist die beschienene Fläche eben durch den flachen Winkel zwischen Sonne und Paneel klein. Das PV-GIS der EU mit der ihr relativ komfortabel die zu erwartenden Erträge berechnen könnt kommt bei 0,8 kW installierter Leistung (und einem Wechselrichter der 800 Watt einspeist) bei 35 Grad bei meinem Wohnort auf 907 kWh/Jahr, bei 15 Grad sind es noch 851 kWh, bei 60 Grad auf 863 kWh und bei 90 Grad sinkt das auf 644 kWh, also wie ich selbst beobachtet habe um 34 Prozent, berücksichtigt man noch die größere Fläche des zweiten Kraftwerks so kommt man auf den Faktor 1,96, also in zwei Jahren liefert das erste Kraftwerk genauso viel wie das zweite in einem Jahr. Den Ertrag von etwa 720 kWh pro Jahr konnte ich auch relativ gut nach einem Monat prognostizieren, indem ich es einfach mit meiner großen PV-Anlage auf dem Dach verglichen habe und dann aufs Jahr hochgerechnet habe.

Der einzige Vorteil des steilen Winkels ist das im Winter der Ertrag höher ist, wenn ihr beim PV-GIS mal die Höhe der Monatsbalken vergleicht, seht ihr das schnell. Allerdings und das ist das Hauptproblem am Winter – gibt es dann kaum Tage, an denen viel die sonne scheint. Bei uns ist es im Winter meist bedeckt. Als Schlussfolgerung für die Winkelwahl kann man draus ziehen, dass man nach Möglichkeit, auch wenn es von der Montage her aufwendiger wird, überlegen sollte die Paneele schräg am Balkongeländer zu befestigen mit einer Aufständerung wie beim Flachdach.

Wenn man keine Südlage hat, ist das auch kein Beinbruch, zumindest bei gutem Winkel. Nach Osten ausgerichtet bringt die Anlage bei 35 Grad noch 719 kWh, nach Westen 708 kw, also etwa 20 Prozent weniger als bei reiner Südlage. Wenn ihr beim PV-GIS etwas durchrechnet, rate ich mit der Wechselrichterleistung zu rechnen und nicht mit der Leistung der Paneele. Der Grund ist relativ einfach. Auf diese Leistung werden die Paneele beschränkt. Der Verlust ist nicht groß, je nach Ausrichtung (Süden/Osten-Westen) sind es zwischen 8 und 13 % Verlust, wenn die Leistung der Paneele 30 % höher ist. Es wird eben in der Mittagszeit im Sommer gekappt. Wenn die Paneele weniger als die maximale Leistung des Wechselrichters liefern, also am Morgen, Abend oder immer wenn Wolken am Himmel sind, dann wird nichts gekappt. Aber man hat realistischere Vorgaben und vielleicht geringere Erwartungen. Bei Ost/Westlage macht dann auch ein etwas geringerer Winkel zur Senkrechten einen Sinn. Außerdem haben Kraftwerke an der Hausmauer oder am Balkon mehr mit Verschattung zu kämpfen als welche auf dem Dach.

Neu ist bei mir eine Batterie. Ich habe lange Zeit mit dem Kauf gezögert. Sie warne mir einfach zu teuer und bei den Tests in meiner Computerzeitschrift ct’ wurde ich auch nicht schlauer, weil die nur auf die Einbindung in ein mit Smart-Home ausgerüstetes Haus besprachen, aber nicht wie sie funktionieren, wenn man das nicht hat. Mir war nicht klar wie ich der Batterie mitteilen kann wie viel sie einspeisen soll und wie dies in meine Gesamt-IST-Situation wo es ja auch zwei große PV-Anlagen auf dem Dach gibt, passt. Die liefern rund 13.000 kWh pro Jahr. Bei einem Reststromverbrauch von 1.300 kWh ist es natürlich so, das ich problemlos tagsüber immer den Grundbedarf abdecken kann, selbst im Winter, wenn es bedeckt ist. Wenn keine Sonne scheint, dann reicht es vielleicht nicht, um auch den Herd als stromhungrigstes Gerät im Haushalt mitzuversorgen. Ideal wäre eine Erweiterung der PV-Anlage um einen Speicher, aber das ist deutlich aufwendiger als bei einem Balkonkraftwerk. Da muss zum einen ein Elektriker heran und dann ist es so das bei meinem Reststromverbrauch ein Speicher zwischen 2 und 4 kWh die richtige Größe wäre, so „kleine“ Speicher sind aber immer noch unverhältnismäßig teuer, dazu kommt als weiterer Kostenfaktor noch Elektronik, die den Hausverbrauch bestimmt und die Batterie dann steuert.

Ich habe mich, nachdem ich bei den Angeboten für Balkonkraftwerke auch ein Pack Solarpaneele und Batterie sah habe ich erneut informiert, und zwar zuerst einmal über die Batterie Growatt NOAH 2000 der dort gebündelt wurde. Nach der Beschreibung bei Gowatt war ich mir sicher, das dies bei mir funktionieren könnte und als ich dann bei Ebay ein Sonderangebot für die NOAH 2000 sah, habe ich zugeschlagen. Gekostet hat mich die Batterie mit 2,0 kWh Speicherkapazität 500 Euro, also mehr als das neue Balkonkraftwerk. Die Rechnung, die ich für die Wirtschaftlichkeit gemacht habe, ist die:

Die Batterie soll nur meinen Nachtstromverbrauch abdecken. Den kenne ich relativ gut. Es sind im Sommer etwa 1-2 kW/Tag und im Winter 5-7 kW. Klar. Im Winter sind die Nächte länger, da läuft bei mir auch die Heizungspumpe als weitere Grundlast und ich habe mir angewöhnt die Zimmer nur auf 18 bis 19 Grad zu heizen, aber dafür einige elektrisch Heizdecken im Einsatz. Die Überlegung war nun folgende:

• Im Sommer – vier Monate – kann ich meinen vollen Strombedarf der Nacht so decken – etwa 1,5 kWh pro Tag
• Im Winter ist die Strommenge, die die PV-Anlage liefert begrenzt. Die neuere Anlage lieferte im Dezember-Februar nur 0,7 bis 0,8 kWh am Tag mit großen Schwankungen. Das reicht nicht aus, um die Batterie immer voll auszuladen. Der Stromverbrauch im Winter ist zudem größer hier deckt die Batterie also nur einen kleinen Teil des Verbrauchs ab.
• Im Herbst und Winter kann man die Batterie im Monatsmittel voll aufladen, aber nur im Mittel, da es auch hier bedeckte Tage gibt, habe ich auch hier mit 1,5 Kwh nutzbarer Kapazität gerechnet.

In der Summe rechne ich so mit 8 Monaten x 1,5 kWh/Tag und 4 Monaten mit 0,75 kWh/Tag, im Mittel also 1,25 kWh. Dann müsste ich im Jahr so etwa 450 kWh Bezug vermeiden. Da der Eigenverbrauch von meiner Einspeisung abgeht, kann ich als Ersparnis die Differenz zwischen Einspeisungsvergütung und Bezugspreis nehmen, das sind bei mir 23 Cent. Ich spare so rund 100 Euro pro Jahr und in fünf Jahren hat sich die Batterie amortisiert.