Balkonkraftwerke

From energypedia

Überblick

Balkonkraftwerke produzieren - ähnlich wie Solar Home Systeme - zu relativ niedrigen Kosten Solarstrom, der direkt verbraucht werden kann. Die Bezeichnung "-kraftwerk" mag irreführend sein, da ein Balkonkraftwerk in der Regel lediglich aus ein bis zwei Photovoltaikmodulen samt Wechselrichter besteht und in Deutschland bis zu 600 Watt Strom einspeisen darf. Die Einspeisung von 600 Watt in das Stromnetz ist keine technische sondern eine rechtliche Begrenzung. Anlagen, die eine höhere Leistung besitzen, unterliegen anderen Bestimmungen und Anforderungen und fallen daher nicht unter den Begriff "Balkonkraftwerke". Entscheidend hierbei ist nicht die Leistung der Module (diese dürfen grundsätzlich auch mehr als 600 Watt Strom produzieren), sondern die Leistung des Wechselrichters.

Standort und Verwendung

Balkonkraftwerke sind ohne technische Vorkenntnisse von Laien selbst installierbar, was wohl ihr größter Vorteil gegenüber Photovoltaikanlagen mit höherer Leistung sein dürfte. Die je nach Anlagengröße ein bis zwei Module können an Balkongeländer, Fassaden oder (Gartenhaus-)Dächer geschraubt werden. Eine Südausrichtung, eine Neigung der Module um 30-40° und ein verschattungsfreier Standort sind optimal, um den höchsten Stromertrag zu erzielen. So verringert beispielsweise eine Ausrichtung nach Osten die Maximalleistung um 10%[1]. Das Balkonkraftwerk wird über einen Wechselrichter mit dem Stromnetz verbunden. Hierfür reichen ein Schuko- oder Wielandstecker aus. Der produzierte Strom kann direkt verbraucht werden. Überschüssiger Strom, der nicht sofort verbraucht wird, fließt ins allgemeine Stromnetz (allerdings ohne Vergütung) oder kann gespeichert werden (oft nicht rentabel).

Wie viel Strom ein Balkonkraftwerk letztendlich erzielt und wie viel Geld sich damit einsparen lässt, hängt von vielen Faktoren ab. Neben den zuvor genannten Kriterien zur Standortwahl ist auch die Grundlast eines Haushaltes maßgebend für das Sparpotential. Bei Mittagssonne wird der meiste Strom produziert. Ist währenddessen die Grundlast sehr niedrig (sind also nur wenige elektrische Geräte aktiv), dann wird der produzierte Strom größtenteils ins Netz eingespeist. Es lohnt sich also, energieintensive Aktivitäten gezielt in Zeiten der größten Produktivität zu legen.

Balkonkraftwerke sollen aber nicht nur Geld einsparen. Das dahinterstehende Konzept ist auch politisch-ökologisch motiviert. So können Endverbraucher Druck auf Stadtwerke, Städte und Politik ausüben und auf den stockenden Umbau von der fossilen Stromerzeugung zu erneuerbaren Energieträgern hinweisen[2]. Außerdem führt die Auseinandersetzung mit den Themen Stromerzeugung und -verbrauch sowie technischen Fragestellungen zu mehr Sensibilität bei den Verbrauchern und allein dadurch schon zu einem niedrigeren Stromverbrauch.

Technische Grundlagen

Ein Balkonkraftwerk besteht in der Regel aus ein oder zwei Solarpanels, die jeweils etwa 300 Watt Leistung besitzen. Die Panels werden mit einem Wechselrichter verbunden, der üblicherweise an die Rückseite eines Panels geschraubt wird. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Solarpanels in Wechselstrom um und synchronisiert sich mit dem Stromnetz, mit dem er über eine Schuko- oder Wielandsteckverbindung verbunden ist. In Deutschland muss die Ausgabeleistung des Wechselrichters auf 600 Watt begrenzt sein, damit eine einfache Plug-In-Installation vom Endverbraucher ohne Abnahme eines Elektrikers vorgenommen werden darf. Die Verwendung eines Schukosteckers ist umstritten und oft fordern Netzbetreiber die vor Berührung der Kontakte besser geschützten Wielandstecker. Der Gesetzgeber macht hierzu allerdings keine eindeutige Aussage.

Voraussetzungen für den Betrieb eines Balkonkraftwerkes sind allerdings die Absicherung der Einspeisesteckdose durch einen Sicherungsautomaten (bei Schraubsicherungen ist hier evtl. die Überprüfung eines Elektrikers notwendig) sowie ein Stromzähler mit Rücklaufsperre, welcher in der Regel beim Messstellenbetreiber beantragt werden kann[3].

Größere Photovoltaikanlagen speichern überschüssigen Strom oft in Batteriespeichern. Für Balkonkraftwerke existieren solche Batteriespeicher kaum, da ihr Einsatz im Vergleich zu den geringen Kosten des Balkonkraftwerkes und der geringen Leistung zu teuer wäre und sich der Anschaffungspreis selbst bei optimalen Lagerungsbedingungen der Batterie und den aktuell hohen Stromkosten wohl erst nach Jahrzehnten amortisiert hätte[4].

Rechtliche Aspekte

Die Verwendung von Balkonkraftwerken wird in Deutschland durch den Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) und die von ihm erlassenen Richtlinien geregelt. So beschreibt die Vornorm DIN VDE V 0100-551-1 (VDE V 0100-551-1) die Anforderungen an die Leitungen, Anschlussarten und Schutzeinrichtungen des Hausnetzes. Bei Unsicherheit, ob das Hausnetz die Anforderungen erfüllt, sollte eine Vorabprüfung durch einen Fachmann erfolgen. Wird das Balkonkraftwerk mit einer maximalen Gesamtleistung von 600 Watt über eine Energiesteckvorrichtung angeschlossen, ist keine Endabnahme durch einen Elektriker notwendig.

Eine Anmeldung der Anlage ist laut Niederspannungsanschlussverordnung und der VDE Anwendungsregel „Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz“ (VDE-AR-N 4105) beim Netzbetreiber erforderlich.

Darüber hinaus muss ein normaler Ferraris-Stromzähler durch einen Stromzähler mit Rücklaufsperre ausgetauscht werden.

Ob ein Balkonkraftwerk mittels Plug and Play einfach über eine übliche Schuko-Steckvorrichtung - wie von den Herstellern behauptet - oder nur über eine spezielle Wieland Einspeisesteckdose verbunden werden darf, ist höchst umstritten. Der VDE schreibt ausdrücklich den Gebrauch einer Wielandsteckdose vor:
"Zum Anschluss einer Mini-PV-Anlage ist eine Energiesteckdose erforderlich. Die Vornorm DIN VDE V 0628-1 (VDE V 0628-1) beschreibt konkrete Anforderungen an eine solche Energiesteckdose. Typische Haushaltssteckdosen (Schutzkontaktstecker bzw. „SchuKo-Stecker“) sind für den Anschluss von Mini-PV-Anlagen – laut der aktuellen Norm – in Deutschland nicht zulässig[5]."
Da es sich bei VDE-Richtlinien allerdings um kein Gesetz, sondern um eine Empfehlung handelt, wäre auch der Betrieb mittels Schuko-Stecker möglich. Die Voraussetzung hierfür: Wird der Stecker aus der Schuko-Steckdose gezogen, darf an den beiden Kontakten keine Spannung anliegen. Hierfür sorgt ein Wechselrichter mit NA-Schutz. Hierbei ist aber zweierlei zu bedenken: Erstens gibt es eine städtische oder kommunale Förderung für Balkonkraftwerk in der Regel nur bei einer den Normen entsprechenden Installation. Zweitens könnte es bei einem Betrieb mit Schukosteckverbindung versicherungstechnische Probleme im Schadensfall (Kabelbrand, Überlastung des Hausnetzes) geben [6].

Finanzierung und Förderungen

Die Kosten von Balkonkraftwerken betragen etwa 400-500 Euro für ein Panel mit 300 Watt Leistung bzw. ungefähr das Doppelte bei 600 Watt Leistung inklusive Wechselrichter. Hinzu kommen gegebenenfalls Kosten für das Kabel vom Wechselrichter zur Steckdose, den Einbau einer (Wieland-)Steckdose und im Zweifel weitere Kosten für einen Elektriker. Da viele Verbraucher wissen möchten, wie viel Strom ihr Balkonkraftwerk gerade einspeist, wird ebenfalls ein Energiemessgerät benötigt.

Es gibt einige Städte und Kommunen in Deutschland, die speziell Balkonkraftwerke oder allgemein Photovoltaikanlagen fördern. Dadurch kann sich ein Balkonkraftwerk schon nach wenigen Jahren armotisiert haben. Die folgende Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und darf gerne ergänzt werden:

  • Aachen fördert Steckersolargeräten mit einer Leistung von 150 bis 600 Voltampere (VA)
  • Düsseldorf fördert steckerfertige PV-Anlagen
  • Freiburg fördert Balkonkraftwerke mit einem pauschalen Zuschuss von 200 € für die Anschlusskosten mit einem Wieland-Stecker
  • Stuttgart fördert die Anschlusskosten für steckerfertige PV‐Anlagen (Balkonmodule)
  • Wiesbaden fördert Anlagengrößen bis 3,0 Kilowattpeak (kWp) pauschal mit 300 Euro

Quellen

  1. Finanztip (2021): Günstig und einfach: Auf dem Balkon Solarstrom erzeugen. https://www.finanztip.de/photovoltaik/balkon-solaranlage/
  2. Martin Jendrischik (2019): Balkonkraftwerk: Vorteile und Nachteile der Guerilla-PV. https://www.cleanthinking.de/balkonkraftwerk-vorteile-und-nachteile-eines-balkonkraftwerks//
  3. DGS (o.J.): Technik. https://www.pvplug.de/technik/
  4. Marielle Wendel (2022): Balkonkraftwerk mit Speicher - lohnt sich das?. https://www.homeandsmart.de/balkonkraftwerk-mit-speicher
  5. DKE / VDE (2021): Mini-PV-Anlage: Strom auf dem eigenen Balkon erzeugen – nachhaltig und für jeden möglich. https://www.dke.de/de/arbeitsfelder/energy/mini-pv-anlage-solar-strom-balkon-nachhaltig-erzeugen
  6. Energieheld (o.J.): Ratgeber: Lohnt sich ein Balkonkraftwerk?. https://www.energieheld.de/solaranlage/photovoltaik/balkonkraftwerk