Ein Jahr Erfahrung mit einem Balkonkraftwerk

Mit einer Mini-Photovoltaik-Anlage, einem sogenannten Balkonkraftwerk (BKW), lässt sich auf unkomplizierte Weise Strom auf dem Balkon, der Terrasse, auf dem Dach, im Garten oder an einem anderen Ort produzieren. Hier beschreiben wir, was hinter der Stromproduktion mit einem Balkonkraftwerk steckt und wie einfach es funktioniert.

Inhalt

  1. Der Weg zum Balkonkraftwerk
  2. Was ist ein Balkonkraftwerk?
  3. Was ist bei der Auswahl eines Balkonkraftwerks zu beachten?
  4. Aufbau und Inbetriebnahme des Balkonkraftwerks
  5. Welchen Stromertrag kann ich erwarten?
  6. Der Tageszyklus des Balkonkraftwerks
  7. Der Jahreszyklus des Balkonkraftwerks
  8. Erfahrungen mit dem Balkonkraftwerk

1. Der Weg zum Balkonkraftwerk

Strom aus regenerativen nicht-fossilen Quellen ist in aller Munde und wird immer häufiger nachgefragt. Kein Stromanbieter kann es sich heute noch leisten, sogenannte Ökostrom-Tarife zu vernachlässigen, weil auch Kunden – zu Recht – darauf zunehmend Wert legen. Auch unseren Privathaushalt haben wir vor 15 Jahren auf Ökostrom umgestellt: Wichtig war uns hierbei , dass der Anbieter nicht nur nebenbei regenerativ erzeugten Strom verkauft, sondern dass er dies ausschließlich macht. Sein Gewinn fließt dann immer wieder in die Investition für Ökostrom hinein. Viele Stromanbieter kaufen Ökostrom am Markt hinzu, um ihn mit Aufschlag weiterzuvermarkten, kümmern sich aber kaum um die Neuinvestition in regenerative Energien.

Noch besser ist es natürlich, wenn der regenerativ erzeugte Strom am eigenen Haus/Wohnort erzeugt wird, also der Weg von Produktions- zum Verbrauchsort so kurz wie möglich ist, so dass keine große Infrastruktur benötigt wird. Deshalb haben wir uns Angebote für eine eigene Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) eingeholt. Leider stellte sich unser kleines und von Gauben zerklüftetes Dach als ungeeignet heraus. Die einzige nutzbare Dachfläche war schon von einer Solarthermie-Anlage belegt. Also keine PV-Anlage? Wir hörten von Mini-PV-Anlagen, sogenannten Balkonkraftwerken. Zumindest so etwas sollte doch möglich sein!

2. Was ist ein Balkonkraftwerk?

Ein Balkonkraftwerk besteht aus ein, zwei oder mehreren Standard-PV-Modulen (entspricht bei zwei Modulen bis zu ca. 600 W Spitzenleistung), einem geeigneten Wechselrichter, Kabeln und Montagematerial für die Module. Ein Modul hat die Maße von circa 1 m x 1,6 m.
 Man suche sich einen geeigneten Platz mit möglichst viel Sonneneinstrahlung (Balkonbrüstung, Dach, Terrasse, Garten, …), installiere das Ganze und verbinde es mit einer haus- oder wohnungseigenen Stromsteckdose. Schon liefert die Sonne Strom, der im Haus- oder Wohnungsstromnetz direkt vor Ort verbraucht wird und entsprechend den Strombezug aus dem öffentlichen Netz teilweise ersetzt. Solche Lösungen werden mittlerweile bei geeigneten Händlern steckerfertig angeboten, die Installation durch einen Elektriker ist nicht zwingend Pflicht (siehe z.B. hier). Anlagen, die die Norm EN 60335-1 erfüllen (z.B. alle DGS-zertifizierte Geräte), können mit einem Schuko-Stecker angeschlossen werden. Ansonsten ist eine sogenannte Wieland-Steckdose zu nutzen, die dann durch einen Elektriker im Hausnetz gesetzt werden muss (näheres siehe HTW Berlin, Kap. 2.2.2). Wer unsicher ist, sollte auf eine Fachkraft zurückgreifen.

Und das ist erlaubt? Ja, es besteht allerdings die Pflicht, diese Anlage beim regionalen Netzbetreiber und der Bundesnetzagentur anzumelden. [1, 2, 3] Mieter:innen einer Wohnung müssen ihr Vorhaben mit dem/der Vermieter:in abstimmen. Beim Netzbetreiber reicht i.d.R. eine sogenannte „vereinfachte Anmeldung“ auf einer Din-A4-Seite (einige Netzbetreiber bieten das ihren Kunden heute schon als Service an). Der Netzbetreiber entscheidet dann auch, ob ein Zählertausch notwendig wird, sollte z.B. noch ein alter Ferraris-Zähler ohne Rücklaufsperre verbaut sein. Formulare für vereinfachte Anmeldung sowie viele gute Infos, Produktvergleiche und eine Liste mit den häufigsten Fragen findet ihr bei der Arbeitsgruppe PVplug der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie oder der Verbraucherzentrale.Was kostet das nun und was habe ich als Betreiber:in davon? Ein steckerfertiges Paket mit zwei Modulen und ca. 600 Watt Spitzenleistung (Wp) kostet zur Zeit inkl. Montagematerial zwischen 500 und 650 €. Balkonkraftwerke, die nur aus einem Modul bestehen und um die 300 Watt Spitzenleistung bringen sind entsprechend günstiger. 
 Abhängig von der Sonneneinstrahlung kann man einen Jahresertrag von bis zu 600 kWh ernten. In 5 –10 Jahren (abhängig von der Nutzung im haus- oder wohnungseigenen Stromnetz) hat sich die Investition für die eigene Haushaltskasse amortisiert. Für Klima und Natur ist die regionale Stromproduktion ein Gewinn vom ersten Tag an.

3. Was ist bei der Auswahl eines Balkonkraftwerks zu beachten?

Das Wichtigste ist natürlich, einen geeigneten Standort für die beiden PV-Module zu finden. Er sollte ganzjährig möglichst schattenfrei sein und eine Ausrichtung der Module in Südlage oder Ost-West-Ausrichtung ermöglichen. Eine reine Nordausrichtung ist nicht sinnvoll!

Danach macht euch Gedanken über die Montage der PV-Module: Sollten sie senkrecht an eine Wand oder Balkongeländer montiert oder auf dem Dach befestigt werden? Sie müssen sturmfest befestigt werden und dürfen kein Gefährdungspotential darstellen. Denkt daran, ihr seid verantwortlich für die sichere Installation. Im Zweifel gilt immer: holt euch eine Person vom Fach und investiert in die fälligen Stundenlöhne.Wichtig war uns, auf Produkte zu setzen, die schon eine Weile am Markt angeboten wurden und als Gesamtpaket (Module, Wechselrichter, Verbindungskabel, Befestigungsmaterial) einkaufen konnten.

4. Aufbau und Inbetriebnahme des Balkonkraftwerks

Wie gesagt, die Montage der PV-Module (auf dem Dach, am Balkon, an der Hauswand, im Garten, auf der Terrasse) verdient die Hauptbeachtung bei der Installation. Da wir auf die Paketlösung eines Händlers zurückgegriffen haben, waren wir auf der sicheren Seite, dass die Bestandteile der Anlage perfekt aufeinander abgestimmt sind. Da wir die Anlage auf einem Ständer für eine Ost-West-Ausrichtung montiert haben, die auf ein Flachdach auf einer Gaube unseres Hauses platziert werden sollte, haben wir uns die Hilfe eines Dachdeckers eingekauft, der mit der Aufdach-Montage Erfahrung hat und die notwendigen Gerätschaften mitbringt.Am Schluss wurde der Stromstecker in die vorgesehene Haussteckdose gesteckt: nach ca. zwei Minuten hatte der Wechselrichter sich mit dem Stromnetz synchronisiert und die Anlage lief und lieferte den ersten selbsterzeugten Strom.

5. Welchen Stromertrag kann ich erwarten?

Nach einem Jahr Laufzeit können wir sagen, dass die Anlage problemlos lief. Es waren keine Ausfälle zu verzeichnen. Wenn das Stromnetz einmal ausgeschaltet werden musste, dauerte es nach Anschalten des Netzes wieder nur 1 – 2 Minuten und die Anlage lieferte wieder Strom.

Nach einem Jahr Betrieb haben die beiden 300-W-Module ca. 550 kWh Strom produziert. Bei einem Gesamtstromverbrauch von ca. 2.500 kWh pro Jahr sind dies etwa 20% unseres Bedarfs. Diese 550 kWh konnten wir allerdings nicht vollständig verbrauchen: da es bis heute für solche Klein-PV-Anlagen noch keine praktikablen Batteriepufferlösungen gibt, kann nur der selbsterzeugte Strom im Haus genutzt werden, der unmittelbar verbraucht wird. Übersteigt die Stromerzeugung den augenblicklichen Bedarf, ist der Überschuss für die eigene Nutzung „verloren“. Die haus- oder wohnungseigene Stromgrundlast (Dauerverbraucher wie Kühlschrank, Gefrierschrank, smarte Geräte,Internet-Router, etc.) ist für den Verbrauch des durch eine BKW produzierten Strom von daher ideal. Die Spitzenlast(Wasserkocher, Herd, Waschmaschine, Spülmaschine, etc.) sollte so gelegt werden, dass möglichst viel des gerade erzeugten Stroms im Haus verbraucht wird. Dies gilt insbesondere für die Stromerzeugungsspitzen um die Mittagszeit. 

Erst die Jahresendabrechnung des Stroms zeigte die ganze Wahrheit. Im ersten Jahr sind bei uns von den erzeugten 550 kWh etwa 450 kWh (=80%) im Haus verbraucht worden, der Rest ging unentgeltlich in das öffentliche Stromnetz.Um die Eigenverbrauchsquote möglichst hoch zu halten, sollte man den Stromverbrauch an die Erzeugung anpassen. Großverbraucher wie Herd oder Waschmaschine werden möglichst mittags und nacheinander angeworfen, um die Spitzenstromerzeugung zu dieser Tageszeit voll auszunutzen. Dies bedarf ein wenig Disziplin, im Laufe der Zeit hat man sich jedoch schnell an diese Abläufe gewöhnt.

6. Der Tageszyklus des Balkonkraftwerks

Ideal ist natürlich eine möglichst gleichmäßige Stromerzeugung über den Tagesablauf. In der Praxis richtet sich diese aber nach dem Stand der Sonne, weshalb es morgens eine Anlaufphase gibt, von Vor- bis Nachmittags eine Spitzenerzeugung und danach wieder ein Abklingen der Stromerzeugung. Hier ist die Ausrichtung der beiden PV-Module zur Sonne ausschlaggebend: eine Ost-West-Ausrichtung führt zu gleichmäßigerer Tageserzeugung als eine reine Südausrichtung. Die Ausrichtung der Anlage entscheidet mit, wie hoch der Eigennutzungsgrad des erzeugten Stroms ist.In unserem Haushalt haben wir relativ viele Grundlastgeräte, was einer hohen Nutzung des Eigenstroms natürlich entgegenkommt. Große Spitzenlastverbraucher werden – möglichst um die Mittagszeit – hintereinander eingeschaltet. So nutzt man den erzeugten Strom fast vollständig.

Beispiel Stromertrag über einen Tag hinweg (Tagesertrag = 3.158 Wh, Ost-West-Ausrichtung, BKW mit 600 Wp)

7. Der Jahreszyklus des Balkonkraftwerks

Natürlich unterliegt die Stromerzeugung wie jede PV-Anlage der jahreszyklischen Schwankung. Der beste Sommermonat lieferte ca. 90 kWh, der schlechteste Wintermonat dagegen nur unter 10 kWh. Mit diesen Schwankungen muss man leben, es macht aber auch im Winter Mut zu beobachten, dass selbst in der kältesten und dunkelsten Jahreszeit die Stromproduktion weiterläuft.Durch unterschiedliche Ausrichtung der PV-Module (Himmelsrichtung und Aufstellwinkel) kann auch hier Einfluss genommen werden. Eine Südausrichtung mit stark vertikaler Anwinkelung bringt im Winter mehr Ertrag, ist dafür im Sommer weniger ertragreich. Eine Ost-West-Ausrichtung, die im Tageszyklus einen gleichmäßigeren Ertrag bringt, ist im Jahreszyklus der Südausrichtung wiederum unterlegen.

Beispiel Stromertrag im Laufe eines Jahres (Jahresertrag = 564 kWh, Ost-West-Ausrichtung, BKW mit 600 Wp)

8. Erfahrungen mit dem Balkonkraftwerk

Die heute marktgängigen Balkonkraftwerke sind ausgesprochen zuverlässig und wartungsfrei. Es kommen hier Standardprodukte zum Einsatz, die ausgereift sind.

Bei der Installation sollte das Hauptaugenmerk auf die solide mechanische Befestigung liegen. Verlasst euch nicht auf eigengestrickte Bastellösungen, sondern setzt Montagelösungen ein, die verlässliche Anbieter von Paketlösungen liefern. Das mag etwas teurer sein, kommt der Sicherheit aber erheblich zugute.

Aus der Sicht von Klima und Umwelt ist die eigene Stromerzeugung von 15 – 20% des Eigenverbrauchs durchaus ein nennenswerter Beitrag. Wenn überall dort, wo große PV-Anlagen nicht installierbar sind, zumindest auf eine solche Kleinlösung zurückgegriffen wird, ist dies auch ein merklicher Beitrag zur Rettung von Klima und Umwelt.

Und zu guter Letzt kommt eine solche Kleininvestition auch dem eigenen Haushaltsbudget zugute. Nach spätestens 5 – 10 Jahren ist die Investition abbezahlt; danach bringt sie Strom zum Nulltarif, bis Wechselrichter und PV-Module am Ende ihres Lebenszyklus angekommen sind.Mach mit und werde ein Teil der Rodgauer-Energiewende, denn bisher gibt  es laut Markstammdatenregister nur sechs BKWs im Rodgau. Solltest Du weitere Fragen haben – auch zu einer großen  Photovoltaikanlage – hilft Dir unsere Initiative gerne weiter.


Weitere Quellen

1. Mit der Änderung der DIN VDE 0100-551-1:2016-09 entspricht der Anschluss eines steckbaren Solar-Gerätes durch den Laien in Endstromkreisen zweifelsfrei den allgemein anerkannten Regeln der Technik (a.a.R.d.T.). https://www.pvplug.de/faq/ 1. Punkt im Abschnitt „Recht“ (abgerufen am 01.07.2021)

2. Entschließung des Europäischen Parlaments vom 12. September 2013 zur Strom- und Wärmeerzeugung in kleinem und kleinstem Maßstab (2012/2930(RSP)) https://www.europarl.europa.eu/doceo/document/TA-7-2013-0374_DE.pdf?redirect (abgerufen am 01.07.2021)

3. Die neue Anwendungsregel VDE-AR-N 4105 https://www.allgaeunetz.com/download/2018_11_07_die_neue_vde-ar-n_4105.pdf (abgerufen am 01.07.2021) 

4. Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin) – Energie- und Umweltökonomie: Nutzungsmodelle, technische und rechtliche Rahmenbedingungen für Steckersolarsysteme, https://www.ifaf-berlin.de/media/TAP1.1_Recht_Technik-PV.Plugin.pdf