Balkonkraftwerke – Grüne Energie aus Eigenproduktion
Balkonkraftwerke sind Mini-Photovoltaik-Anlagen, die Licht in Elektrizität umwandeln. Wie die Solaranlagen für dein Zuhause funktionieren und ab wann sich diese lohnen, erfährst du in diesem Ratgeber.
1. Prinzip des Balkonkraftwerks
Die Energiewende wird dank des Ausbaus von erneuerbaren Energien vorangetrieben – mithilfe eines Balkonkraftwerks kannst du einen Beitrag dazu leisten und Stromkosten sparen. Wie bereits vom Begriff her erkennbar ist, handelt es sich bei den Balkonkraftwerken um platzsparende und kostengünstige Alternativen zu klassischen Solaranlagen.
Diese produzieren Elektrizität oder Wärme aus Sonnenenergie. Die Bezeichnung Solaranlage wird als Oberbegriff für die zwei verschiedenen Technologien verwendet:
- Photovoltaik wandelt Lichtenergie in elektrische Energie um und dient zur Stromgewinnung.
- Solarthermie wandelt Lichtenergie in Wärme um und dient zur Warmwasseraufbereitung.
Balkonkraftwerke nutzen die Technologie Photovoltaik, deren Funktionsweise und Bestandteile in diesem Ratgeber genauer beschrieben werden.
2. Stromsparen mit Balkonkraftwerken
Im Vergleich zu klassischen Photovoltaik-Anlagen ist die Leistung der Balkonkraftwerke deutlich geringer: Handelsübliche Modelle speisen in der Regel bis zu 800 Watt ins Hausnetz ein, bei einer Modulleistung von bis zu 2.000 Wattpeak. Das Ziel ist es, weniger Strom aus dem Netz beziehen zu müssen und somit Geld zu sparen:
- Die Mini-Solaranlage wird an die Steckdose angeschlossen und speist den produzierten Strom direkt in diese ein.
- Auf das öffentliche Stromnetz wird erst zugegriffen, wenn der Strom des Balkonkraftwerks verbraucht ist.
- Der nicht selbst verbrauchte Strom wird unvergütet in das öffentliche Stromnetz eingespeist.
- In der Regel wird die Grundlast eines Haushalts am Tag vollständig abgedeckt, zum Beispiel der Stromverbrauch durch Geräte im Standby-Modus, Kühlschränke, Lüftung oder Überwachungstechnik.
Im Zusammenhang mit der Leistung von Photovoltaikanlagen fällt oft der Begriff Wattpeak oder Kilowattpeak. Damit wird die maximale Leistung der PV-Anlagen unter optimalen Betriebsbedingungen angegeben, die je nach Standort und Wetterlage variieren kann. Wattpeak ist deshalb als Richtwert zu verstehen. Unter bestmöglichen Voraussetzungen – zum Beispiel an einem sonnigen Frühlingstag mit zehn Sonnenstunden – kann eine Solaranlage mit einer Leistung von 800 Wattpeak 8 Kilowattstunden Strom erzeugen.
2.1 Ersparnis durch Solarstrom
Die folgende Rechnung soll verdeutlichen, wie viel Geld mithilfe des Balkonkraftwerks gespart werden kann.
Als Faustregel gilt: Eine Photovoltaik-Anlage produziert im Jahr etwa so viel Kilowattstunden Strom, wie ihre Peak-Leistung in Watt beträgt. Das heißt, eine Anlage mit einer Leistung von 800 Wattpeak erzeugt im Jahr etwa 800 Kilowattstunden Strom.
Ausgehend von einem Strompreis von 40 Cent pro Kilowattstunde spart man mit einer Anlage mit 800 Wattpeak jährlich bis zu 320 Euro dank des Balkonkraftwerks.
Ein Balkonkraftwerk, das in der Anschaffung 900 Euro gekostet hat, würde sich so nach knapp drei Jahren amortisieren. Die Voraussetzung dafür wäre, dass der erzeugte Strom komplett im Haushalt verbraucht wird.
2.2 Balkonkraftwerk effizient nutzen
Wenn niemand zu Hause ist und aktiv Strom verbraucht, werden am Tag zunächst alle Geräte im Standby-Modus versorgt. Die Ersparnis, die dadurch entsteht, ist nicht unerheblich. Die Übersicht zeigt beispielhaft, wie hoch der Stromverbrauch unterschiedlicher Geräte im Standby-Modus liegt. In der Darstellung wird von einer Standby-Dauer von 22 Stunden pro Tag und einem Strompreis von 40 Cent pro Kilowattstunde ausgegangen.
| Gerät | Watt im Standby-Modus | Euro pro Jahr |
|---|---|---|
| Stereoanlage | 15 | 48 |
| Fernseher | 14 | 45 |
| Computer, Monitor und Drucker | 10 | 32 |
| Waschmaschine | 3 | 10 |
Wird mehr Strom produziert als die Standby-Geräte verbrauchen, geht der Überschuss unvergütet ins öffentliche Stromnetz über. Um diese Verluste zu vermeiden beziehungsweise einzugrenzen, gibt es zwei Möglichkeiten:
Die Investition in einen Stromspeicher
Theoretisch lassen sich dank eines Stromspeichers zusätzlich Kosten einsparen, da der Überschuss gespeichert und anschließend im eigenen Haushalt verbraucht wird. Die Amortisierung eines Stromspeichers dauert allerdings lange und übersteigt in der Regel die Lebensdauer des Speichers. Unter dem Aspekt der Kosteneinsparung lohnt sich ein Stromspeicher in der Regel nicht.
Stromverbrauchende Aktivitäten an Lichtverhältnisse anpassen
Um möglichst viel von dem selbst erzeugten Strom zu verbrauchen, können stromverbrauchende Geräte wie Staubsauger, Computer, Waschmaschine oder Geschirrspüler dann genutzt werden, wenn die Lichtverhältnisse besonders günstig sind. Dieses Vorgehen erfordert eine gewisse Flexibilität.
Sollte es dir nicht möglich sein, deine stromverbrauchenden Aktivitäten tagsüber durchzuführen, bedeutet das nicht, dass sich das Balkonkraftwerk nicht für dich lohnt. Wie oben beschrieben verbrauchen Geräte im Standby-Modus ebenso Strom, den du dank des Balkonkraftwerks zum Teil einsparst.
Wie bereits erwähnt verfügt das Balkonkraftwerk im Gegensatz zu klassischen Solaranlagen über eine geringere Leistung. Sollte ein Überschuss produziert werden, ist die Menge des ans öffentliche Stromnetz verschenkten Stroms in der Regel nicht hoch. Du trägst zur Energiewende bei: Der Strom, den du selbst nutzt oder ins Stromnetz abgibst, muss nicht von einem Verbrennungskraftwerk produziert werden.
3. Bestandteile und Funktionsweise
Balkonkraftwerke bestehen aus einem oder zwei Solarmodulen sowie integriertem Wechselrichter. Von dem Wechselrichter führt ein Kabel ab, das in eine Steckdose gesteckt wird. Sobald Sonnenlicht auf die Solarmodule trifft, werden elektrische Geräte im Haushalt mit Strom versorgt.
Teilweise sind die Balkonkraftwerke mit einer App ausgestattet, über die sich kontrollieren lässt, wie viel Energie produziert wurde.
3.1 Arten von Solarzellen
Unterschieden werden poly- und monokristalline Solarzellen, die beide aus Siliziumscheiben bestehen. Für monokristalline PV-Anlagen wird reineres Silizium verwendet, weswegen diese in der Anschaffung etwas teurer ausfallen. Balkonkraftwerke sind für gewöhnlich mit monokristallinen Solarzellen ausgestattet. Polykristalline Module werden für größere Flächen verwendet.
Monokristalline Solarzellen eignen sich gut für Balkonkraftwerke.
3.2 Wechselrichter
Der Wechselrichter ist eine wichtige Komponente jeder PV-Anlage. Meist ist diese im Lieferumfang des Balkonkraftwerks enthalten. Damit Elektrogeräte mit dem Strom des Balkonkraftwerks betrieben werden können, wandelt der Wechselrichter Gleichstrom in netzüblichen Wechselstrom um. So kann dieser ins Stromnetz eingespeist werden. Der Wechselrichter stellt außerdem die Leistung und die Sicherheit des Balkonkraftwerks sicher, indem dieser auf eventuelle Störungen hinweist und reagiert.
Der Wechselrichter sorgt für einen reibungslosen und sicheren Betrieb des Balkonkraftwerks.
3.3 Schuko- und Wieland-Stecker
Balkonkraftwerke werden auch Stecker-Solaranlage genannt, da der Strom direkt über die Steckdose in den Hausstrom eingespeist wird. Die Photovoltaik-Anlage ist vom Hersteller entweder mit einem Schuko- oder einem Wieland-Stecker ausgestattet. Der haushaltsübliche Schutzkontaktstecker – kurz Schuko – macht die Inbetriebnahme sehr einfach. Für den Wieland-Stecker muss eine Fachkraft zunächst eine Einspeisesteckdose installieren.
Der Wieland-Stecker verfügt über einen Berührungsschutz und muss mithilfe eines Schraubenziehers von der Steckdose abgebaut werden. So wird beispielsweise verhindert, dass Kinder diesen herausziehen. Somit weist der Wieland-Stecker einen etwas höheren Sicherheitsstandard auf. Da sich der Wechselrichter beim Herausziehen des Schuko-Steckers abschaltet, ist die Wahrscheinlichkeit für einen Stromschlag ebenso gering. Schuko-Stecker sollten nicht über eine Mehrfachsteckdose betrieben werden, um eine Überlastung zu verhindern.
Ein Wieland-Stecker dient dem reibungslosen Betrieb und der Sicherheit von Balkonkraftwerken.
4. Montage des Balkonkraftwerks
Die Anlagen werden an Balkonen, Fassaden oder auf Dächer montiert. Die Montage der Stecker-Solaranlage kann ohne Fachkraft zu Hause durchgeführt werden. Dabei sind ein geeigneter Standort sowie eine sichere Befestigung von Bedeutung.
Standort
Die Solaranlage kann nicht nur an Balkon und Fassade, sondern auch auf der Terrasse oder im Garten befestigt werden. Auch eine Anbringung auf einem Flach- oder Schrägdach, etwa auf der Gartenlaube, ist möglich. Am meisten Strom produziert die Anlage bei einer Neigung von 30 bis 40 Grad und einer Ausrichtung nach Süden. Du solltest außerdem beachten, dass keine Schatten die Photovoltaik-Anlage verdecken.
Befestigung
Die Montage kann in der Regel selbst durchgeführt werden. Um eine günstige Neigung einzustellen, kommt unter anderem ein Dreiecksgestell in Frage, für das gegebenenfalls Löcher in die Hauswand gebohrt werden müssen. In bestimmten Fällen, etwa bei der Befestigung auf einem Schrägdach, kann das Hinzuziehen einer Fachkraft sinnvoll sein. Das Material für die Anbringung der Solaranlage ist entweder im Lieferumfang vorhanden oder kann separat erworben werden.
Das Dreiecksgestell sorgt für eine sinnvolle Ausrichtung des Balkonkraftwerks. [Quelle: Pseudonym – stock.adobe.com]
5. Technische und rechtliche Rahmenbedingungen
Das Balkonkraftwerk muss einige technische und rechtliche Rahmenbedingungen beziehungsweise Normen erfüllen. Dieses Kapitel gibt dir eine Übersicht, welche Punkte du beachten solltest. Da sich gesetzliche Vorgaben regional unterscheiden können, solltest du dich vorab über die an deinem Standort geltenden Regelungen informieren.
Rechte als Mieter
Ein Balkonkraftwerk kann auch von Mietern betrieben werden – zur Sicherheit solltest du deinen Mietvertrag prüfen und mit deinem Vermieter sprechen.
Leistung
Handelsübliche Balkonkraftwerke bieten eine Modulleistung von bis zu 2.000 Wattpeak, wobei die tatsächlich ins Hausnetz eingespeiste Leistung meist auf 800 Watt begrenzt ist. Diese Begrenzung sorgt dafür, dass die Anlage ohne großen technischen oder bürokratischen Aufwand betrieben werden kann.
Anmeldung
Vor der Inbetriebnahme solltest du dich über die an deinem Standort geltenden Melde- und Registrierungspflichten informieren, etwa bei der zuständigen Netzbetreiber- oder Aufsichtsbehörde.
6. FAQ
Ist ein Balkonkraftwerk genehmigungspflichtig?
Für Balkonkraftwerke besteht vielerorts eine Registrierungs- oder Meldepflicht bei der zuständigen Behörde oder dem Netzbetreiber. Informiere dich daher vor der Inbetriebnahme, welche Vorgaben an deinem Standort gelten.
Kann das Balkonkraftwerk bei einem Stromausfall als Ersatzstromquelle genutzt werden?
Das Balkonkraftwerk kann bei einem Stromausfall nicht als Ersatzstromquelle genutzt werden. Das liegt am Wechselrichter, der den Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Bei einem Stromausfall fehlt die Taktung der Netzfrequenz, die dieser für die Umwandlung benötigt.
Wird überschüssiger Strom ins öffentliche Netz abgegeben?
Zeitweise kann es vorkommen, dass ein Überschuss an Strom produziert wird. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Wetterverhältnisse besonders günstig sind und alle Geräte im Standby-Modus bereits mit genügend Strom versorgt wurden. Dieser überschüssige Strom wird unvergütet an das öffentliche Netz abgegeben.
7. Verwandte Links