Komponenten unserer Balkonkraftwerke

Da gibt es ganz viele Möglichkeiten! Am beliebtesten ist der Anbau am Balkon, entweder flach am Geländer oder etwas nach außen vorgebaut, um mehr Sonne einzufangen. Aber auch die Anbringung an der Fassade, auf der Terrasse oder im Garten sowie auf dem Schuppendach werden gerne umgesetzt. Dabei ist es immer sehr wichtig, die Montage auch sturmsicher auszuführen.

Macht einfach einen Telefontermin mit uns aus, dann überlegen wir gemeinsam mit Euch, wo ein Steckerkraftwerk bei Eurer Wohnung oder Eurem Haus passen könnte!

Die Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie hat zusammen mit der Fachhochschule Rosenheim eine Grafik zum winkelabhängigen Ertrag eines Balkonkraftwerks erstellt. Auf der Achse unten geht es um die Himmelsrichtung (180° Azimuth = Süden, 270° = Westen, 90° = Osten, 0° = Norden).

Die meiste Energie produziert ein Balkonkraftwerk bei südlicher Ausrichtung und bei 36° horizontaler Neigung (linke Achse). Um diesen Winkel zu erreichen, gibt es spezielle Aufständerungsoptionen. Aber auch in vielen anderen Winkelkombinationen wird dennoch viel Strom produziert. Insbesondere eine westliche Ausrichtung macht Sinn, wenn Ihr sehr wenige Grundlastverbraucher habt und vor allem nachmittags und abends viel Strom verbraucht.

Ein senkrecht angebrachtes Balkonkraftwerk (Neigungswinkel 90°) produziert natürlich mit rund 70% etwas weniger als ein ideal angebrachtes Balkonkraftwerk. Es ist aber deutlich leichter zu installieren, da es meist nicht so starkem Wind standhalten muss wie ein vom Balkongeländer aus aufgeständertes Solarmodul.

Je mehr Sonne, desto mehr Strom produziert das Balkonkraftwerk. Es sollte also tagsüber direkte Sonne auf das Solarmodul fallen. Am besten so anbringen, dass möglichst wenig Schatten auch von Balkonmöbeln oder Pflanzen auf das Solarmodul fällt. Grundsätzlich lohnt sich aber ein Balkonkraftwerk auch unter mäßigen Bedingungen.

Wo wirklich keine Sonne scheint, kann allerdings auch nicht viel Strom produziert werden. Ein Nordbalkon ist also kaum geeignet. Am besten schickst du uns Fotos in alle Richtungen vom Balkon aus per Mail an balkonkraftwerke@solocal-energy.de und machst zeitgleich einen unverbindlichen Telefon-Beratungstermin aus. Dann schauen wir gemeinsam per Google Earth an, ob und wo ein Balkonkraftwerk bei Euch Sinn macht.

Technisch gesehen geht das, macht aber bislang wenig Sinn. Zumindest sofern keine Inselanlage ohne Netzanschluss (z.B. im Kleingarten) geplant ist. Ein anderer sinnvoller Fall für einen Speicher ist, wenn für eine Mikro-Photovoltaik-Anlage besonders viel Platz für 4 oder 5 Module mit fast 2 Kilowatt Leistung besteht, aber eine Dachanlage wirklich nicht infrage kommt. Dann kommt gern für Einzellösungen auf uns zu.

Aber üblicherweise wird 50-80% des produzierten Stroms von Balkonkraftwerken mit zwei oder drei Modulen durch die Grundlastgeräte direkt im eigenen Haushalt verbraucht. Daher bleibt gar nicht viel Strom zum Speichern übrig. Die Kosten des Akkus und der Nerv, diesen zu warten und nach einigen Jahren auszutauschen, lohnt sich daher anders als mitunter bei größeren Dach-Photovoltaikanlagen und bei Quartiersspeichern nicht. Verstärkt wird das noch dadurch, dass der eingespeiste Strom zumindest im Stadtgebiet Kassel ja mit 8,1 ct/kWh (Stand Ende 2024) auch etwas vergütet wird.

Ein Kleinst-Akku für ein direkt ins Hausnetz eingebundenes Balkonkraftwerk macht auch ökologisch keinen Sinn. Denn durch die geringe Nutzungsintensität des Akkus durch die nur selten auftretenden Überschüsse wiegt dessen hoher Ressourcen-Aufwand umso schwerer. Dazu braucht es noch weitere Messgeräte und Laderegler, die auch relevanten Ressourcenaufwand und Schäden in Abbau und Produktion mit sich bringen.

Wenn es also nicht um den Spaß am technischen Basteln gehen soll, raten wir klar von Speichern ab.

Sobald Natrium-Ionen-Akkus in einigen Jahren die umweltschädlicheren und teureren Lithium-Akkus ablösen, wird sich unsere Einschätzung dazu höchstwahrscheinlich ändern.

Nein. Unsere Balkonkraftwerke liefern nur Strom, wenn sie an das allgemeine Stromnetz angeschlossen sind. Unsere Balkonkraftwerke sind nicht für den sogenannten „Inselbetrieb“ gedacht. Sie schalten sich aus Sicherheitsgründen bei einem allgemeinen Stromausfall also auch ab. Erst so lassen sich alle normalen Haushaltsgeräte mit dem Sonnenstrom vom Balkon sicher und ohne große weitere Vorkehrungen (wie ein Gleichstrom-Inselnetz) betreiben.
Es gibt mittlerweile einige Speicher für Balkonkraftwerke, die eine Notstrom-Steckdose integriert haben – noch können wir die aber in der Regel nicht empfehlen (s. „Kann ich das Balkonkraftwerk mit einem Akku-Speicher kombinieren?“)

Rein physikalisch ist es so:

Der Strom fließt vom Erzeuger (Quelle) zum nächstgelegenen Verbraucher (Senke).

Das heißt konkret: Wenn der Balkon am Küchen-Stromkreis angebunden wird, ist der nächstgelegene Verbraucher wohl der Kühlschrank. Dieser wird also als erstes versorgt (sofern er gerade Strom verbraucht). Dann geht’s weiter in der Wohnung zum Router, Handyladegerät, Standbygeräten und allen Elektrogeräten, die ihr genau in dem Moment nutzt.

Sobald du einen Toaster, Föhn oder Herd anstellst, die in der Regel mindestens 1 kW (also 1000 W) Leistung ziehen, musst du eh Strom aus dem Netz beziehen, da ein Balkonkraftwerk ja max. 800W auf einmal liefern kann.

Wenn der Verbrauch deiner Wohnung kleiner ist als die aktuelle Erzeugung, fließt der Reststrom aus deiner Wohnung „heraus“ ins Hausnetz. Dann geht er vielleicht in die Treppenhausbeleuchtung oder sonst zum nächsten Nachbarn. Das sind in der Regel aber kleine Strommengen.

Der Strom kennt keine vorgegebene „Richtung“. Der fließt immer von Quelle zur Senke. Die Stromzähler registrieren dann nur, ob du gerade Strom aus dem Netz beziehst oder selbst einspeist. Was in deiner Wohnung genau passiert, wird gar nicht erfasst. Deswegen wollen die Netzbetreiber*innen ja auch Zähler mit Rücklaufsperre verhindern, weil du damit ganz direkt deine Stromrechnung anhand des „eingespeisten“ Überschussstroms reduzieren kannst. Mit Rücklaufsperre „schenkt“ man dem Netzbetreiber einfach den Strom. Wobei der Gegenwert vom „geschenkten“ Strom jährlich 10 bis 25 € beträgt – bei den Städtischen Werken in Kassel wird dieser Überschuss-Strom auch vergütet.

Das geht entweder mit den integrierten WLAN-Messgeräten oder auch mit einer dazwischengesteckten Strommesssteckdose.

Nachdem das integrierte Messgerät ins Heim-WLAN eingebunden wurde, lassen sich die aktuellen Werte von überall aus per App auslesen. Stündliche Werte werden über Jahre hinweg gespeichert und können schön ausgewertet werden. So lässt sich gut ein Gespür für die Kraft der Sonne entwickeln.
Nachteil ist allerdings die ausbaufähige Cybersicherheit vieler dieser Smart-Home-Messgeräte. Teils konnten in der Vergangenheit schon fremde WLAN-Daten ausgespäht werden oder sogar alle Wechselrichter eines Herstellers in einzelnen Ländern gezielt abgeschaltet werden.
Wir raten daher zu einem sensiblen Umgang mit der WLAN-Einbindung: nur dann, wenn ihr die App auch tatsächlich regelmäßig nutzt.
Ansonsten zeigen die Wechselrichter immer per LED (blau oder grün) an, ob und ggf. grob wieviel sie gerade produzieren.
Je nach Wechselrichter-Modell lassen sich zusammengefasste Daten auch lokal auslesen ohne Einbindung ins WLAN.

Die Steckdosen funktionieren natürlich nur bei einer Installation mit SchuKo-Stecker. Sie werden wie Zeitschaltuhren in eine Steckdose eingesteckt, gleichzeitig kann wiederum ein SchuKo-Stecker hineingesteckt werden. Eigentlich sind die Geräte für eine Verbrauchsmessung und nicht für eine Erzeugungsmessung konzipiert, allerdings macht das technisch keinen Unterschied, sodass sie bedenkenlos für Balkonkraftwerke genutzt werden können. Wichtig ist, eine Strommesssteckdose für den Außenbereich zu verwenden.

Gute Erfahrungen haben wir bis jetzt mit den Messsteckdosen Fritz!DECT210 und „Luminea Home Control WLAN Steckdose Garten“ gemacht. 

Die Fritz!DECT210 funktioniert nur in Verbindung mit einer FritzBox und die Erzeugungsdaten lassen sich am Computer visualisieren. Per App lässt sich nur die Steckdose an und ausschalten.

Die Luminea Home Control WLAN Steckdose Garten wird per WLAN mit der Elesion-App angesteuert. Hier kann die aktuelle Leistung und die pro Tag bzw. Monat produzierte Strommenge eingesehen werden.

Der Wirkungsgrad unserer aktuellen Photovoltaikmodule beträgt knapp 25% von der eintreffenden Sonnenstrahlung. Das ist viel mehr als beispielsweise bei der pflanzlichen Photosynthese (1-3%), die dann mit Wirkungsgrad von 30-95% als Biomasse zu Energie umgewandelt werden kann. Oder aus der dann wiederum mit einem einstelligen Wirkungsgrad Kohle wird, die dann wiederum mit 30-45% Wirkungsgrad verbrannt wird… Kommt also immer auf den konkreten Vergleich an 😉

Letztlich kommen alle gängigen Energieformen aus der Sonnenenergie (auch die Windkraft, durch lokale Erwärmung und Ausgleichsströmungen). Die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom ist der mit Abstand effizienteste Weg, die Sonnenenergie zu nutzen.

Nein. Unsere Balkonkraftwerke liefern nur Strom, wenn sie an das allgemeine Stromnetz angeschlossen sind. Sie schalten innerhalb von 0,2 Sekunden nach Trennung vom Netz ab (s. nächste Antwort).

Bei sachgemäßer Handhabung: Nein. Wir verwenden nur hochqualitative Wechselrichter mit integriertem Netz- und Anlagen-Schutz (NA-Schutz). Nach dem Trennen des Steckers vom Stromnetz liegt daher schon nach 0,2 Sekunden kein Strom mehr vorne an den Steckerverbindungen an. Das ist sehr viel kürzer als bei handelsüblichen Staubsaugern (1 Sekunde). Die entsprechenden Bauteile sind sogar doppelt in Reihe verbaut, falls eines davon ausfallen sollte.

Allerdings sollte das Kabel nicht regelmäßig bewegt werden, da sonst wie bei allen anderen Kabeln auch ein Kabelbruch entstehen kann. Immerhin soll ja auch in zwanzig Jahren noch Strom durch dieses Kabel fließen. Ein Kabelbruch könnte im ungünstigsten Fall Funken fliegen lassen. Bei über einer Million Balkonkraftwerke in Deutschland ist bislang aber kein daraus entstandener Brand bekannt.

Wir achten schon bei der Anbringung des Balkonkraftwerks auf eine sichere Kabelführung.

Ja. Selbst ein doppeltes Balkonkraftwerk produziert bei praller Sonneneinstrahlung maximal 800 Watt an elektrischer Leistung, das entspricht einer Stromstärke von maximal 3,5 Ampere.

Eine normale Sicherung ist bis 16 Ampere durchfließenden Strom abgesichert. Der ungünstigste Fall: die Energiefresser Mikrowelle, Toaster, Staubsauger und Waschmaschine laufen gleichzeitig über die selbe Sicherung, deren 16 Ampere Absicherung damit ausgereizt sind. Gleichzeitig scheint draußen die pralle Sonne, das Balkonkraftwerk speist also vom „anderen Ende“ her zusätzlichen Strom in den Stromkreis ein. Selbst dieser sehr ungünstige Fall wurde einmal an der HTW Berlin getestet: die Kabeltemperatur wird zwar um weitere 17,5°C durch das Balkonkraftwerk erhöht, bleibt aber mit 87,5°C noch weit weg von der Entflammtemperatur der Kabel (180°C).

Üblicherweise sind allerdings bei modernen Elektroinstallationen sogenannte normative Reserven eingeplant, die den Betrieb eines Balkonkraftwerks völlig bedenkenlos ermöglichen. Wenn die Elektroinstallation hingegen älter ist, prüfen wir, ob wir die Sicherung durch eine 10A oder 13A-Sicherung tauschen sollten.

— Technische Details —

Die Leiter der Endstromkreise müssen nach VDE-V-0100-551-1:2018-05 so bemessen sein, dass die Strombelastbarkeit größer ist als der Bemessungsstrom der Sicherung (also meist 16A) und den max. 3,5 A vom Balkonkraftwerk. In neueren Hausinstallationen mit normativen Reserven (keine/begrenzte Bündelung von Leitungen; Stromkreise in ungünstiger Verlegungsart A2 o.Ä. mit 2,5 mm² – Leitern ausgeführt) sind solche Reserven in der Regel verfügbar ohne Tausch der Sicherung.
Daneben gibt es eine ausführliche Sicherheitsstudie des Photovoltaik-Instituts Berlin, welche tendenziell von einer Verringerung der Risiken durch den Anschluss eines Balkonkraftwerks ausgeht, da die Auftrittshäufigkeit von Stromstärken in den meisten Leitern >3,5 A verringert wird.
Der einzige Fall, wo die Stromstärke in einem Leiter tatsächlich längerfristig >16A auftreten könnte, ist bei einem einzelnen (!) Verbraucher, der über längere Zeit zwischen 16 und 19,5 A verbraucht – dann aber auch nur in dem kurzen Leitersegment zwischen diesem Verbraucher und dessen Anschluss an den Stromkreis, weil dort (s. Abb. 15 der Sicherheitsstudie) der Strom ja von beiden Seiten (3,5 A vom BKW, 16 A von der Sicherung) kommt und demnach ab dort wieder die Regelwerte eingehalten werden. Bei Stromstärken >19,5 A selbst bei diesem einen Verbraucher (z.B. bei Kurzschluss) löst die Sicherung ja wieder aus. Voraussetzung dafür ist, dass sowohl der Verbraucher über längere Zeit genau diese 16 bis 19,5 A Stromstärke fordert, und gleichzeitig das Balkonkraftwerk volle Leistung bringt.
Ein solcher Fall ist leicht zu vermeiden, indem schlicht das Balkonkraftwerk an keinen Heizkreislauf angeschlossen wird. (Wobei die meisten Heizkreisläufe ja nicht dann auf Volllast laufen, wenn das Balkonkraftwerk volle Leistung einspeist…).
Die zusätzlichen Risiken sind derart gering, dass die verringerten Risiken durch eine Verringerung der Stromstärken zwischen 3,5 A und 16 A im Stromkreis tendenziell überwiegen. Wer auf Nummer sicher gehen will, lässt sich die Anlage tatsächlich von einem Elektrofachbetrieb wie uns installieren, der dann natürlich diese Punkte prüft und im Schadensfall die Haftung dafür übernimmt.

Ja. Ein FI-Schalter ist seit 2007 grundsätzlich Pflicht bei Änderungen an Elektroinstallationen – schon seit 1994 bei Außensteckdosen sowie Feuchträumen. Der schützt vor gefährlichem Stromschlag, insbesondere bei Kindern im Haushalt raten wir immer zur Nachrüstung. 
Falls also noch kein FI-Schalter (RCD) eingebaut ist, können wir das gern übernehmen bei der Installation des Balkonkraftwerks.

Nein. Rechtlich dürfen maximal 800 Watt (also etwa zwei Standard-Solarmodule) an einen Haushalts-Stromkreis angeschlossen werden.

Prinzipiell und technisch gesehen lässt sich über eine ganze Fassade natürlich eine große Solaranlage zusammenschalten. Die wird dann aber rechtlich wie eine Dach-Anlage behandelt und kann dann bloß in einem einzigen der Haushalte (bzw. Stromzählerkreise) verbraucht werden.

Wenn ihr etwas in der Art vorhabt, ruft uns gerne an, um gemeinsam alle denkbaren Möglichkeiten auszuloten. Gerade wenn ihr mehrere Parteien in einem Haus seid, gibt es da spannende Möglichkeiten.

Wenn zwei Module genutzt werden, können die über einen gemeinsamen Wechselrichter mit separater Ansteuerung (mit zwei „Maximum Power Point Trackern“ (MMPTs)) genutzt werden.

Wenn viele Anlagen nicht gemeldet und demnach in aller Regel auch ohne Zwei-Richtungs-Zähler betrieben werden, stimmen die Verbrauchsprognosen nicht mehr exakt mit dem tatsächlichen Verbrauch überein.

Die Verbrauchsprognosen arbeiten allerdings mit stark vereinfachten Daten und seinerzeit ermittelten Durchschnitts-/Standard-Verbrauchsprofilen, für Haushalte das H0-Profil. Diese Daten sind bereits Jahrzehnte alt und ohnehin nicht mehr aktuell aufgrund zahlreicher neuer Verbrauchsmuster, werden in der Praxis also ohnehin anhand der real gemessenen Daten an den Netzverknüpfungsstellen angepasst. „Zu viel“ Strom kann dabei nicht produziert werden, da immer eine exakte Deckung vorliegen muss – im Zweifel wird dann ein Gaskraftwerk irgendwo gedrosselt. Jede Kilowattstunde Stromeinspeisung spart also klimaschädlichen Gas-Strom!

Wechselrichter senden teils mehr als andere elektronische Geräte elektromagnetische Wellen verschiedener Frequenzen aus. Denn für die Transformation von Gleich- zu Wechselstrom braucht es verschiedene Spulen und Kondensatoren, die dafür ursächlich sind.
Damit dadurch keine anderen Geräte gestört werden, werden in den Wechselrichtern Dämpfer verbaut. Außerdem besteht das Gehäuse aus Metall, was die meisten dieser Wellen abfängt. Allerdings können dennoch durch einzelne Anschlussstellen wie die Plastikummantelung der Steckeranschlüsse oder den Ausgang der WLAN-Antenne Strahlen nach außen gelangen. Alle Geräte, die in Deutschland verkauft werden, müssen aber geprüft werden, ob sie dennoch die sogenannte „elektromagnetische Verträglichkeit“ (EMV) einhalten. Das sind insbesondere diese Normen: IEC/EN61000, DIN VDE 0838, EN 60555, EN 50178 sowie DIN EN 62920 (VDE 0126-131). Deren Einhaltung sollte eigentlich durch das (verpflichtende) CE-Zeichen auf den Geräten bestätigt werden. Leider sind die Prüfungen durch die Zertifizierungs-Institute da allerdings nicht immer absolut zuverlässig.

In der Bedienungsanleitung des deye SUN-Wechselrichters heißt es dazu beispielsweise:

CE EMV Konformität: Das Gerät erfüllt die Anforderungen der CE-EMV-Richtlinie, die zum Schutz vor schädlichen Störungen bei der Installation in Wohngebieten vorgesehen ist. Das Gerät kann Hochfrequenzenergie ausstrahlen, was zu Störungen des Funkverkehrs führen kann, wenn bei der Installation und Verwendung des Geräts die Anweisungen nicht befolgt werden. Es kann jedoch nicht garantiert werden, dass bei einer bestimmten Installation keine Störungen auftreten.

Wenn dieses Gerät den Radio- oder Fernsehempfang stört, können die folgenden Maßnahmen das Problem beheben:

A) Stellen Sie [also die funkempfangende Person] die Empfangsantenne anders auf und halten Sie sie in einem größeren Abstand zum Gerät.

B) Wenden Sie sich an den Händler oder einen erfahrenen Radio-/Fernsehtechniker, um Hilfe zu erhalten.

Wir selbst sehen noch folgende weitere Optionen, die helfen können:

• Anschrauben der WLAN-Antenne am Wechselrichter, falls noch nicht geschehen, um diesen Austrittsort für hochfrequente Strahlen zu minimieren (auch wenn das WLAN nicht genutzt wird).
• Drehen des Wechselrichters, sodass die teilweise gerichteten Strahlen nicht in Richtung des Hobbyfunkers laufen (am besten live mit der Person am Telefon).
• Anbringen eines Blechs nah am Wechselrichter Richtung Hobbyfunker, um etwaige Strahlen abzufangen (auch erstmal testweise ein möglichst nicht ganz dünnes Blech dazwischenhalten und live testen, ob das einen Unterschied macht).

Die Mikro-Wechselrichter sind auf Wirtschaftlichkeit optimiert, daher sind die leider nicht so gut abgeschirmt, wie das bei großen Wechselrichtern für Dachanlagen Standard ist. In den letzten Jahren ist da aber eine leichte Verbesserung und Sensibilisierung der Hersteller zu erkennen, sodass die Probleme mit neuen Wechselrichtern geringer werden. Zur Not kann also auch der Tausch durch einen neuen Wechselrichter erfolgversprechend sein. Probiert aber gern erst die Optionen oben.

Aktuell werden die Kabel, der Rahmen und das Glas recycelt. Die Metalle Aluminium und Kupfer können eingeschmolzen und nach einem aufwendigen Veredelungsprozess wiederverwendet werden.

Auch das Glas lässt sich recyceln. Dabei handelt es sich um Flachglas, das auch nur als solches wieder genutzt werden kann. Flaschen lassen sich beispielsweise daraus nicht herstellen. Aber es kann zu Fensterglas oder zu neuen Solarmodulen verarbeitet werden.

Diese Komponenten machen zusammen etwa 90 Prozent des Gewichts der Module aus. Allerdings haben es die restlichen zehn Prozent in sich: Etwa drei Prozent der Zelle besteht aus Silizium. In geringen Anteilen sind die teuren Elemente Tellur, Gallium, Silber und Gold enthalten sowie Indium und Selen, wobei Gold und Silber zusammen weniger als ein Prozent ausmachen.

Photovoltaik-Module halten in der Regel mindestens 25 Jahre – die allermeisten Pionier-Anlagen aus den 90er-Jahren sind also noch im Betrieb. Insofern gibt es aufgrund der bislang äußerst geringen Mengen erst ein groß angelegtes Recycling-Angebot für Photovoltaik-Anlagen (www.pvcycle.de). Weitere sind aber bereits in der Planung und Vorbereitung – im Laufe der 20er-Jahre wird sich das Recycling also immer mehr etablieren.

Wer sich heute ein Balkonkraftwerk zulegt, kann fest davon ausgehen, dass in 20-30 Jahren ein umfangreiches Recyclingangebot aufgebaut sein wird. Am besten dann also den Wertstoffhof oder die Suchmaschine der Wahl befragen. Wechselrichter müsst ihr als Elektrogeräte beim Wertstoffhof ins Recycling geben.

Wenn ihr Fragen zum Recycling und zur fachgerechten Entsorgung habt, findet ihr einige weitere Antworten auch in diesem Hintergrund-Artikel.