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.

Sprecht uns einfach an, wir überlegen gemeinsam mit Euch, wo ein Steckerkraftwerk bei Eurer Wohnung oder Eurem Haus passen könnte!

Wir haben zahlreiche verschiedene Anbringungsoptionen zur Verfügung: vom Balkongeländer (senkrecht oder etwas nach vorn aufgeständert), der Fassade bis hin zu einer Montagewanne für das Garagendach oder den Garten. Auch für das Wellblech-Dach des Schuppens haben wir die passende Lösung parat.

Füllt also gern das Anfrageformular aus und beschreibt oder ladet dort am besten gleich ein Bild vom geplanten Anbringungsort mit hoch!

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. Das geht im Kontaktformular unten auf der Balkonkraftwerks-Seite. Dann schauen wir uns das mal per Google Earth an und melden uns, ob ein Balkonkraftwerk bei Euch Sinn macht.

Der Wirkungsgrad unserer aktuellen Photovoltaikmodule beträgt rund 20% 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. 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.

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 100.000 Balkonkraftwerken 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 600 Watt an elektrischer Leistung, das entspricht einer Stromstärke von maximal 2,6 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 stets, ob wir die Sicherung durch eine 10A oder 13A-Sicherung tauschen müssen.

— 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. 2,6 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 >2,6 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 18,6 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 (2, 6 A vom BKW, 16 A von der Sicherung) kommt und demnach ab dort wieder die Regelwerte eingehalten werden. Bei Stromstärken >18,6 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 18,6 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 2,6 A und 16 A im Stromkreis tendenziell überwiegen. Wer auf Nummer sicher gehen will, lässt sich die Anlage tatsächlich von einem Elektrofachbetrieb installieren, der dann natürlich diese Punkte prüft und im Schadensfall die Haftung dafür übernimmt.

Ja. Ein FI-Schalter ist seit 2007 grundsätzlich Pflicht bei Elektroinstallationen – erst recht bei Außensteckdosen sowie Feuchträumen.
Falls noch kein FI-Schalter (RCD) eingebaut ist, können wir das gern übernehmen bei der Installation des Balkonkraftwerks.

Technisch gesehen geht das, macht aber sehr wenig Sinn. Zumindest sofern keine Inselanlage ohne Netzanschluss (z.B. im Kleingarten) geplant ist.

Üblicherweise wird 60-90% des produzierten Stroms von Balkonkraftwerken 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.

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.

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.

Nein. Rechtlich dürfen maximal 600 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.

Das geht am einfachsten mit eine Strommesssteckdose oder einem fest verdrahteten Messgerät.

Wir verwenden in aller Regel die fest verdrahteten Shelly-Messgeräte (Shelly 1PM). Ins WLAN eingebunden, 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.

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.

Voraussetzung für die Nutzung der Strommesssteckdosen ist, dass ein Balkonkraftwerk über einen Schukostecker mit einem Stromnetz verbunden ist.

Rein physikalisch ist es so:

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

Das heißt konkret: Bei uns zuhause geht der Balkon von der Küche ab. Das heißt, der nächstgelegene Verbraucher ist der Kühlschrank und die Heizungspumpe. Die werden also als erstes versorgt (sofern sie gerade Strom verbrauchen). Dann geht’s weiter in deiner 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. 600W 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 deutlich unter 10 € bleibt, der Papierkram für die eigentlich mögliche EEG-Vergütung ist es für alle Beteiligten wirklich nicht wert.

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 müssen die Stromlieferanten nur den „zu viel gekauften“ Strom als „Ausgleichsenergie“ wieder an der Börse loswerden).

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.