Was ist ein Balkonkraftwerk? Funktionsweise, Geräte, Angebote

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Ein Balkonkraftwerk erlaubt die einfache Nutzung von Sonnenenergie, ohne aufwändige Installation. Die Stecker Solaranlagen gibt es als Komplettpaket mit Solarpanel und Wechselrichter. Wir erklären, wie ein Balkonkraftwerk funktioniert, wie jeder mit einer Mini PV Anlage zur ökologischen Energiewende beitragen kann und was es bei einem normkonformen Betrieb zu beachten gilt.

Definition: Was ist ein Balkonkraftwerk?

 produzieren – mit einem Balkonkraftwerk ist das für jeden möglich, der über einen Balkon oder eine Terrasse verfügt. Umgangssprachlich werden Balkonkraftwerke auch steckerfertige Mini PV Anlagen, Stecker Solaranlagen, Plug & Play Solaranlagen oder Mini Solaranlagen genannt. Gemeint sind kleine Solaranlagen, die meist nur aus einem oder zwei Solar Paneelen bestehen, und den gewonnenen Strom über eine Steckdose in das Hausstromnetz einspeisen. Der gewonnene Strom dient in der Regel dem Eigenbedarf und aufgrund Strom Erzeugungsmenge nicht dem Verkauf. Ein weiterer Vorteil einer Solar Balkon Anlage ist die Senkung der Stromkosten, denn der Eigenverbrauch vermindert die

Balkonkraftwerk Funktionsweise – so funktioniert eine Mini PV Anlage

Die Funktionsweise einer Stecker Solaranlage funktioniert ganz einfach: Treffen die Sonnenstrahlen auf das Solar Panel wird die Energie in Gleichstrom umgewandelt. Ein Wechselrichter wandelt den Gleichstrom dann in Wechselstrom um. Dieser wird über ein Stromkabel mit der Steckdose verbunden, über die der gewonnene Strom ins Hausnetz eingespeist wird. Für den normkonformen Betrieb ist dafür eine spezielle Energiesteckvorrichtung nötig. Diese besteht für gewöhnlich aus einem Wieland Stecker und einer Wieland Steckdose.

Balkonkraftwerk Bestandteile – aus diesen Einzelteilen besteht eine Balkon Solaranlage

Ein Balkonkraftwerk besteht für gewöhnlich aus den vier Bestandteilen PV Modul, Wechselrichter, Stecker und Befestigung. Optional können Betreiber um einen Stromzähler und einen Batteriespeicher erweitern. Nachfolgend erklären wir die einzelnen Bestandteile einer Stecker Solaranlage im Einzelnen.

Balkonkraftwerk PV Modul: Das Balkonkraftwerk PV Modul ist der Hauptbestandteil der Mikro PV Anlage. Hier muss z wischen den höherwertigen monokristallinen Solar Panels und den günstigeren polykristallinen Solarpanelen unterschieden werden. Die monokristallinen Solar Paneele bieten einen höheren Wirkungsgrad und liefern damit eine höhere Energieausbeute.

Wechselrichter / Inverter für Mini PV Anlage: Der Inverter, auch Wechselrichter genannt, wandelt den vom Solar Panel gewonnen Gleichstrom in Wechselstrom um. Stark simplifiziert, bedeutet das, dass beim Gleichstrom immer gleich viel Strom fließt. Nach diesem Prinzip arbeiten zum Beispiel Batterien. In einem Haus Stromnetz kommt jedoch Wechselstrom zum Einsatz. Das bedeutet die Leistung richtet sich nach dem Stromabnehmer bzw. dem Elektrogerät. So verbraucht z. B. ein Kühlschrank, wenn der Kompressor läuft mehr Strom, als wenn der Kompresser aus ist, weil die Temperatur dank Isolierung eine gewisse Zeit konstant bleibt. Der Bedarf an Strom wechselt.

Balkonkraftwerk Kabel und Einspeise Stecker für Strom: Der Stecker und die Steckdose, bei denen man von der Steckervorrichtung spricht kann beim Balkonkraftwerk unterschiedlich sein. Für einen normkonformen Betrieb benötigt eine Mini Solaranlage eine spezielle Einspeise Steckdose und einen speziellen Einspeise Stecker. Hierfür wird ein Wieland Stecker und eine Wieland Steckdose genutzt. Einige Anbieter bieten auch Balkonkraftwerk Komplett Sets mit haushaltsüblichen Schuko Steckern an. Diese sogenannten Guerilla Balkonkraftwerke lassen sich auch von technischen Laien ganz einfach installieren. Diese erfüllen jedoch nicht die VDE Norm, auf die wir später genauer eingehen.

Solaranlage Balkon Befestigung: Für eine möglichst große Stromausbeute, sollten Nutzer ihr Balkonkraftwerk an einem optimalen Standort befestigen. Dazu können Aufsteller genutzt werden, bei denen das Solar Panel auf einen angewinkelten Rahmen befestigt wird. Der Nachteil der Aufsteller ist der Platzverlust auf dem Balkon. Als Alternative bieten sich Befestigungen für die Balkonaußenseite an.

Balkon Solaranlage Monitoring (optional): Mit Monitoring ist ein Stromzähler gemeint. Dieser ist nicht unbedingt nötig. Allerdings können Nutzer einer Stecker Solaranlage die Menge an erzeugtem Strom messen und so die Stromersparnis pro Jahr und den Amortisationszeitraum der Balkonkraftwerk Kosten genau bestimmten. Der Stromzähler wird hierbei zwischen Inverter und Steckdose angebracht.

Mini PV Anlage Batteriespeicher (optional): Da Balkonkraftwerke so gut wie nur für die Selbstversorgung betrieben werden, wird überschüssig produzierter Strom verschenkt. Abhilfe schafft hier ein Stromspeicher. Der produzierte Strom wird dann in den Speicher eingespeist und von dort nur abgegeben, wenn er zu Hause auch verbraucht wird. Leider ist die Speichertechnologie nicht billig. Komplettpakete inklusive Balkonkraftwerk kosten ca. 2.500 Euro und mehr. (Stand: 05/2020)

LightMate G

Photovoltaik und Sichtschutz für den Balkon. Das Plug-In Solarmodul speist den Strom zurück in die Steckdose.

Erhältlich bei:

Balkonkraftwerk – die technischen Bedingungen für den Betrieb

Laut EU Netzkodex sind in der Verordnung (EU) 2016/631, Artikel 5 Anlagen, die eine Maximalkapazität von mindestens 0,8 kW (800 Watt) aufweisen, nicht signifikant. Dies ist wichtig zu wissen, da dies als eine Bagatellgrenze angesehen werden kann. Da in Deutschland die Verordnung jedoch bislang noch nicht umgesetzt ist, existiert auch keine technische Bagatellgrenze. (Stand: 05/2020)

In Deutschland gelten für Balkonkraftwerke u. a. folgende technischen Bedingungen:

• Die Maximalkapazität ist auf 600 Watt beschränkt. Das kommt daher, das in Haushalten mit Sicherungsautomat in der Regel Stromabnehmer mit einer Leistung von bis zu 2,6 Ampere angeschlossen werden können. Bei einer Spannung von 230 Volt ergibt das knapp 600 Watt.
• Es darf nicht die Gefahr eines elektrischen Schlags bestehen, z. B. durch freiliegende Metallstifte.
• Der Stromzähler darf sich nicht rückwärts drehen, was z. B. bei Ferariszähler der Fall sein kann. Digitale Stromzähler müssen saldierend arbeiten.
• Das Stromnetz darf nicht überlastet werden. Ältere Sicherungsautomaten, bei denen z. B. noch Kerzensicherungen geschraubt werden, sollten durch nächstkleinere Sicherungen ausgetauscht werden
• Der Wechselrichter muss über einen Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz) verfügen. Das bedeutet, dass sich das Gerät abschalten muss, sobald die Spannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

Balkon Solaranlage – Voraussetzungen für den normkonformen Betrieb

Für einen normkonformen Betrieb muss eine Balkon Solaranlage die DIN VDE Normen einhalten. Die Normen sind zwar keine Gesetze, spiegeln aber den aktuellen Stand der Technik wider. Bei Nichteinhaltung müssen Nutzer im Brandfall mit rechtlichen Nachteilen rechnen. Zum Beispiel, wenn das Stromnetz überlastet.

Folgende drei wichtige VDE Normen und Richtlinien sollten u. a. für eine VDE normkonforme Installation einer Mini PV Anlage eingehalten werden:

• Die Vornorm DIN VDE V 0100-551-1 regelt die Anforderungen an die Art eines Anschlusses, über den das Balkonkraftwerk zusätzlich zur öffentlichen Stromversorgung betrieben wird.
• Die VDE Anwenderregel VDE-AR-N 4105 regelt die technischen Mindestanforderungen, die es beim Anschluss eines Balkonkraftwerks am Niederspannungsnetz eines Netzbetreibers zu beachten gilt. Dazu zählen z. B. ein separat abgesicherter Einspeisestromkreis, eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung sowie der Anschluss der Anlage durch eine Elektrofachkraft.
• Die VDE Norm DIN VDE V0628-1 regelt die Energiesteckvorrichtung mit Schutzkontakt, die z. B. auf den Wieland Stecker und die Wieland Steckdose zutrifft.

Balkonkraftwerk Sicherheit – brandgefährlich oder Panikmache?

Betrachtet man das VDE Regelwerk zu Balkonkraftwerken, ist die normkonforme Inbetriebnahme eines Balkonkraftwerks von einem Laien eigentlich kaum selbst durchführbar. Nicht zuletzt da die VDE Anwenderregel die Durchführung der elektrischen Installation durch eine Elektrofachkraft fordert, um die Sicherheit der Solarenergie Balkon Anlage zu gewährleisten.

Doch wie gefährlich sind Balkonkraftwerke wirklich? Während Experten der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie auch bestimmte Anlagen mit Schuko Stecker für sicher hält, schließt der Verein „VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.“ diesen Stecker durch seine VDE Richtlinien faktisch aus und macht eine Elektrofachkraft für die Installation erforderlich.

Die großen Sicherheitsschwachpunkte bei einem Balkonkraftwerk sind:

• (Schmor-)Brandgefahr. Freiliegende Pins bei Steckern wie Schuko Stecker. Sind diese in der Steckdose nicht enganliegend, kann es zu Dauerfunkten kommen, was zur Erhitzung führt.
• Fehlender Berührungsschutz. Ist bei den Steckerverbindungen kein Berührungsschutz vorhanden, kann es zu elektrischen Schlägen kommen. Bei einem normalen Schuko Stecker liegen die Stecker Metallstifte immer offen.
• Netzüberlastung. Ein Schuko Stecker kann nur kurzzeitig auf maximal 16 Ampere belastet werden. Balkonkraftwerke mit 600 Wp erreichen diesen Wert zwar kaum, doch darf man nicht vergessen, dass der Strom am Sicherungsautomaten vorbei ins Hausnetz eingespeist wird.
• Mehrfachsteckdosen. Eine Schuko Steckdose verleitet zum Einsatz von Mehrfach-Verteilersteckdosen. Wer dann über eine Mehrfachsteckdose zwei Guerilla Solaranlagen an einer Steckdose betreibt, überlastet das Stromnetz und riskiert einen Hausbrand.

Unterschied PV Anlage und Balkonkraftwerk

Solaranlagen oder PV Anlagen, die auf dem Dach montiert sind, arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie ein Balkonkraftwerk, indem sie das Licht der Sonne, das auf die Solarzellen fällt in Gleichstrom umwandeln. Im Vergleich zu einer großen Dachsolaranlage ist ein Balkonkraftwerk jedoch auf 600 kWh begrenzt. Der Wechselrichter einer PV Anlage befindet sich in der Regel innerhalb des Gebäudes, bei einem Balkonkraftwerk werden diese am Aufsteller unter den Solarmodul befestigt oder befinden sich ebenfalls am Balkon.

Eine große auf dem Dach montierte PV Anlage verfügt über einen Einspeisezähler, der die Strommenge erfasst und ins öffentliche Stromnetz einspeist. Gleichzeitig gibt es einen Bezugszähler, der den bezogenen Strom vom öffentlichen Stromnetz zählt, bevor er ins Hausnetz an einen elektrischen Verbraucher weitergegeben wird. Das Balkon Kraftwerk speist die erzeugte Energie hingegen ohne Umwege direkt vom Wechselrichter über eine Steckdose ins Hausnetz ein.

Welche Balkonkraftwerke Anbieter gibt es?

Die Auswahl an Balkonkraftwerken ist mittlerweile sehr groß, auch wenn es sich bei den Angeboten oft nur um Guerilla Balkonkraftwerke handelt. In unserem Balkonkraftwerk Überblick stellen wir folgende Lösungen für Geräte mit einer Leistung von maximal 300 kWh und 600 kWh vor, die sich normkonform betreiben lassen: