Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk?

Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk?

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Co-Founder

Julian Böer

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Gründer von Solakon

Balkonkraftwerke, auch als Mini-PV-Anlagen oder Stecker-Solargeräte bekannt, sind kompakte Photovoltaikanlagen, die speziell für den Einsatz auf Balkonen, Terrassen oder anderen kleinen Flächen entwickelt wurden. Sie ermöglichen es, ungenutzte Flächen effektiv zur Stromerzeugung zu nutzen und dabei Ihre Stromkosten zu senken.

Inhalt:
  1. Grundlagen eines Balkonkraftwerks
  2. Funktionsweise im Detail
  3. Stromnutzung und Einspeisung
  4. Plug-and-Play-Installation
  5. Technische Anforderungen
  6. Vorteile eines Balkonkraftwerks

Diese praktischen Anlagen bestehen aus Solarmodulen, einem Wechselrichter und den notwendigen Anschlusskabeln. 

Mit minimalem Installationsaufwand können Sie so Ihren eigenen umweltfreundlichen Strom produzieren. 

Dies reduziert nicht nur Ihre Energiekosten, sondern trägt auch zur Energiewende und zur Reduktion von CO₂-Emissionen bei.

Grundlagen eines Balkonkraftwerks

Ein Balkonkraftwerk bis zu 800 Watt kann oft als DIY-Projekt installiert werden, da diese Anlagen mit einem einfachen Steckeranschluss ausgestattet sind. 

Dies ermöglicht eine unkomplizierte und schnelle Installation ohne die Notwendigkeit eines Fachmanns. Für die sichere und effiziente Installation sind jedoch grundlegende technische Kenntnisse und die Einhaltung aller Sicherheitsvorschriften notwendig. 

Ein Balkonkraftwerk ist eine kleine, steckerfertige Photovoltaikanlage, die speziell für den Einsatz auf Balkonen, Terrassen oder kleinen Flächen entwickelt wurde. 

Diese Anlagen ermöglichen es Ihnen, durch die Nutzung von Sonnenenergie eigenen Strom zu erzeugen und so Ihre Stromkosten zu senken. 

Hier sind die wichtigsten Komponenten und Funktionsweisen eines Balkonkraftwerks im Überblick:

Komponenten eines Balkonkraftwerks

  • Solarmodule: Diese bestehen aus vielen Solarzellen, meist aus Silizium, die das Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Je nach Modell und Leistung kann ein Balkonkraftwerk ein oder mehrere Module enthalten​.
     
  • Wechselrichter: Der Wechselrichter ist ein zentrales Element, da er den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in haushaltsüblichen Wechselstrom umwandelt und gleichzeitig als Steuereinheit dient. Dieser Wechselstrom kann direkt für den Eigenverbrauch genutzt oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden​​.
     
  • Anschlusskabel und Stecker: Die Verbindung zwischen den Solarmodulen und dem Wechselrichter erfolgt über spezielle Kabel und Stecker. Üblicherweise wird das Balkonkraftwerk über eine Schutzkontakt-Steckdose oder einen Wieland-Stecker an das Hausnetz angeschlossen​​.
     
  • Befestigungssysteme: Diese sorgen dafür, dass die Solarmodule sicher und stabil an Balkonen, Fassaden oder anderen geeigneten Flächen montiert werden können. Wichtig ist eine optimale Ausrichtung zur Sonne, idealerweise nach Süden mit einem Neigungswinkel zwischen 30 und 35 Grad​​.

Funktionsweise im Detail

Ein Balkonkraftwerk arbeitet auf einfache und effiziente Weise, um Sonnenlicht in nutzbaren Strom umzuwandeln. 

Hier sind die einzelnen Schritte und Komponenten, die dabei eine Rolle spielen:

  1. Solarmodule: Die Kernkomponente eines jeden Balkonkraftwerks sind die Solarmodule, die aus zahlreichen Solarzellen bestehen. Diese Zellen bestehen hauptsächlich aus Silizium, einem Halbleitermaterial. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, absorbieren sie die Energie der Photonen und setzen Elektronen frei, wodurch elektrischer Strom erzeugt wird​​.
     
  2. Erzeugung von Gleichstrom: Der von den Solarzellen erzeugte Strom ist Gleichstrom (DC). Dieser Gleichstrom fließt durch die Module und wird gesammelt, bevor er zur nächsten Komponente des Systems geleitet wird​​.
     
  3. Wechselrichter: Der Wechselrichter spielt eine entscheidende Rolle, da er den erzeugten Gleichstrom in haushaltsüblichen Wechselstrom (AC) umwandelt. Wechselstrom wird für die meisten Haushaltsgeräte und für das allgemeine Stromnetz benötigt. Moderne Wechselrichter sind oft mit Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet, um die sichere Einspeisung des Stroms zu gewährleisten​​.

Stromnutzung und Einspeisung

Der umgewandelte Wechselstrom kann auf verschiedene Weise genutzt werden:

  1. Direkte Nutzung: Der erzeugte Strom wird direkt für Haushaltsgeräte verwendet, wodurch die Stromrechnung gesenkt wird.
     
  2. Speicherung: Ein zusätzlicher Speicher kann überschüssigen Strom speichern, der nicht sofort benötigt wird, um ihn später zu verwenden, z.B. bei Nacht oder an bewölkten Tagen.
     
  3. Netzeinspeisung: Überschüssiger Strom, der nicht im Haushalt genutzt wird, kann ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Dies ist jedoch oft mit zusätzlichen Anforderungen und weniger rentabel aufgrund der geringen Einspeisevergütung​.

Plug-and-Play-Installation

Ein herausragendes Merkmal von Balkonkraftwerken ist ihre einfache Installation. Diese Systeme sind so konzipiert, dass sie schnell und unkompliziert in Betrieb genommen werden können, oft nur durch Anschluss an eine Steckdose. Diese Einfachheit macht sie ideal für Mieter und Eigenheimbesitzer, die ohne umfangreiche Umbauten nachhaltigen Strom erzeugen möchten​.
Sicherheitsaspekte

Balkonkraftwerke sind mit verschiedenen Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet, um eine sichere Nutzung zu gewährleisten. Dazu gehören Überlastschutz, Rücklaufsperren und die Einhaltung von Normen wie der VDE-Norm 4105. Diese Standards stellen sicher, dass die Anlagen sicher in das Hausnetz integriert werden können. Bei Solakon hat die Qualität oberste Priorität – wir verkaufen nur hochqualitative Ware im Vergleich zu manchen Discountern, die durch minderwertige Produkte, wie im Deye-Skandal bekannt wurde, aufgefallen sind.

Technische Anforderungen

Für die Installation und den Betrieb eines Balkonkraftwerks müssen bestimmte technische Voraussetzungen erfüllt sein, um eine effiziente und sichere Nutzung zu gewährleisten. 

Hier sind die wichtigsten Punkte, die Sie beachten sollten:

Platzbedarf und Ausrichtung

  • Platz: Ein geeigneter Platz mit ausreichend Sonnenlicht ist entscheidend. Ideale Standorte sind Balkone, Terrassen oder Garagendächer. 

    Diese Flächen sollten möglichst frei von Schatten durch Bäume oder Gebäude sein​​.
     
  • Ausrichtung und Neigung: Die Solarmodule sollten optimalerweise nach Süden ausgerichtet sein, um die maximale Sonneneinstrahlung zu nutzen. 

    Der Neigungswinkel der Module sollte zwischen 30 und 60 Grad liegen, um die Effizienz zu maximieren​. Mehr zum Thema „Balkonkraftwerk Neigungswinkel“, können Sie hier lesen!

Anschluss an das Stromnetz

  • Steckdose: Ihr Balkonkraftwerk benötigt eine Steckdose, die mit dem Hauszähler verbunden ist. Der Anschluss erfolgt in der Regel über einen Schutzkontakt-Stecker oder einen speziellen Wieland-Stecker, der die technischen Normen erfüllt​.
     
  • Zweirichtungszähler: Falls Ihr Stromzähler nicht über eine Rücklaufsperre verfügt, muss dieser in Zukunft durch einen Zweirichtungszähler ersetzt werden, um die Einspeisung von überschüssigem Strom ins Netz korrekt zu erfassen​.

Registrierung und Genehmigungen

  • Anmeldung: Balkonkraftwerke müssen im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur angemeldet werden. Seit Inkrafttreten des Solarpakets 1 im Mai 2024 entfällt die Pflicht zur zusätzlichen Anmeldung beim zuständigen Netzbetreiber. Diese Anmeldepflicht besteht unabhängig von der Leistung der Anlage. In Deutschland wurde die Leistungsgrenze auf 800 Watt erhöht​.
     
  • Genehmigungen: Bei Mietwohnungen oder Eigentumswohnungen innerhalb einer Wohnungseigentümergemeinschaft (WEG) ist es wichtig, die Erlaubnis des Vermieters bzw. der WEG einzuholen, bevor bauliche Veränderungen vorgenommen werden, wie beispielsweise das Anbringen der Solarmodule an der Fassade oder das Verlegen von Kabeln.

Sicherheits- und technische Standards

  • Wechselrichter: Der Wechselrichter muss den VDE-Normen entsprechen, insbesondere der VDE-AR-N 4105, die Sicherheitsstandards für die Einspeisung ins Netz festlegt. Dies umfasst auch den Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz), der sicherstellt, dass die Anlage bei Netzstörungen abschaltet​.
     
  • Montagesystem: Die Halterungen für die Solarmodule müssen robust und wetterfest sein, um eine sichere Installation zu gewährleisten. Bei speziellen Montageanforderungen, wie etwa auf Dächern, kann die Hinzuziehung einer Fachfirma sinnvoll sein​​.

Wartung und Überwachung

  • Regelmäßige Wartung: Die Solarmodule sollten regelmäßig gereinigt und die gesamte Anlage auf Funktionsfähigkeit überprüft werden. Eine gute Pflege verlängert die Lebensdauer und Effizienz des Systems​​.
     
  • Monitoring-System: Ein Monitoring-System hilft, die Leistung des Balkonkraftwerks zu überwachen und frühzeitig auf mögliche Probleme aufmerksam zu werden​​.

Vorteile eines Balkonkraftwerks

Ein Balkonkraftwerk bietet zahlreiche Vorteile, die es zu einer attraktiven Option für Hausbesitzer und Mieter machen. Hier sind die wichtigsten Vorteile im Überblick:

  1. Kosteneffizienz und Einsparungen: Ein Balkonkraftwerk ermöglicht es Ihnen, einen Teil Ihres Strombedarfs selbst zu decken, was zu einer erheblichen Reduktion Ihrer Stromrechnung führen kann. Je nach Größe und Leistung der Anlage können Sie jährlich mehrere hundert Kilowattstunden Strom erzeugen. Dies spart nicht nur Geld, sondern macht Sie auch unabhängiger von steigenden Strompreisen. Die Amortisationszeit für ein Balkonkraftwerk liegt typischerweise bei zwei bis sechs Jahren, danach profitieren Sie von praktisch kostenlosem Strom​.
     
  2. Umweltfreundlichkeit: Durch die Nutzung von Sonnenenergie leisten Balkonkraftwerke einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz. Sie reduzieren den CO₂-Ausstoß und tragen zur Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen bei. Ein typisches Balkonkraftwerk kann jährlich mehrere hundert Kilogramm CO₂ einsparen, was einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit darstellt​​.
     
  3. Einfache Installation: Die Installation eines Balkonkraftwerks ist einfach und kann meist ohne Fachmann durchgeführt werden. Die meisten Systeme kommen als Komplettsets, die lediglich zusammengebaut und an eine Steckdose angeschlossen werden müssen. Dies macht sie besonders attraktiv für Mieter und Personen ohne technische Vorkenntnisse.
     
  4. Flexibilität und Mobilität: Balkonkraftwerke sind flexibel und können leicht an verschiedenen Standorten installiert werden, z.B. auf Balkonen, Terrassen, Fassaden, Gärten oder Garagendächern. Sie sind auch ideal für Mieter, da sie bei einem Umzug einfach mitgenommen und an der neuen Adresse wieder installiert werden können​.
     
  5. Geringe Wartungskosten: Balkonkraftwerke erfordern nur minimale Wartung. Die Solarmodule sollten regelmäßig gereinigt werden, um maximale Effizienz zu gewährleisten, aber ansonsten sind die Betriebskosten sehr gering. Die Komponenten sind langlebig und auf eine Nutzungsdauer von mindestens 20 bis 25 Jahren ausgelegt​.
     
  6. Beitrag zur Energiewende: Durch die Nutzung eines Balkonkraftwerks unterstützen Sie aktiv die Energiewende und die Dezentralisierung der Energieerzeugung. Dies ist ein wichtiger Schritt hin zu einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Energieversorgung​​.

Fazit

Ein Balkonkraftwerk bietet eine hervorragende Möglichkeit, umweltfreundlichen Strom direkt auf Ihrem Balkon oder Ihrer Terrasse zu erzeugen und gleichzeitig Ihre Energiekosten zu senken. Diese kleinen, steckerfertigen Photovoltaikanlagen sind nicht nur kosteneffizient und einfach zu installieren, sondern tragen auch aktiv zur Energiewende bei. Durch die Nutzung der Sonnenenergie können Sie Ihren CO₂-Fußabdruck erheblich reduzieren und sich ein Stück weit von den steigenden Strompreisen unabhängiger machen.

Die Vorteile eines Balkonkraftwerks sind vielfältig. Durch die Erzeugung eigenen Stroms können Sie Ihre Stromrechnung erheblich senken. Die Investitionskosten amortisieren sich meist innerhalb von zwei bis sechs Jahren, abhängig von der Größe der Anlage und der Sonneneinstrahlung an Ihrem Standort. Zudem tragen Balkonkraftwerke zur Reduktion von Treibhausgasemissionen bei und fördern die Nutzung erneuerbarer Energien, was ein wichtiger Schritt hin zu einer nachhaltigeren Energieversorgung ist.

FAQ

Was ist ein Balkonkraftwerk?

Ein Balkonkraftwerk ist eine kleine Photovoltaikanlage, die auf Balkonen oder Terrassen installiert werden kann, um Sonnenenergie in elektrische Energie umzuwandeln. 

Es besteht normalerweise aus ein bis zwei PV-Modulen, einem Wechselrichter und Anschlusskabeln, die es ermöglichen, den erzeugten Strom direkt in das Hausnetz einzuspeisen​.

Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk?

Ein Balkonkraftwerk wandelt Sonnenlicht in Gleichstrom um, der durch die Solarzellen in den Modulen erzeugt wird. Der Wechselrichter konvertiert diesen Gleichstrom in Wechselstrom, der für Haushaltsgeräte genutzt werden kann. Der erzeugte Strom wird über eine Steckdose ins Hausnetz eingespeist​​.

Wie viel Strom produziert ein Balkonkraftwerk?

  • Die Stromproduktion eines Balkonkraftwerks hängt von der Anzahl der Module und den Wetterbedingungen ab. Künftige Gesetzesänderungen könnten die Leistung auf bis zu 800 Watt erhöhen​. Wie viel Strom Ihr Balkonkraftwerk erzeugt und wie viel Sie einsparen können, berechnet hier der Solakon Ertragsrechner.

Kann ich den überschüssigen Strom ins Netz einspeisen?

Ja, überschüssiger Strom kann ins Netz eingespeist werden. Allerdings ist die Vergütung für den eingespeisten Strom meist gering und hängt von den jeweiligen Regelungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) ab. Es empfiehlt sich, sich vorher bei Ihrem Stromversorger zu informieren​.

Ist ein Balkonkraftwerk auch bei schlechtem Wetter effektiv?

Balkonkraftwerke sind bei direkter Sonneneinstrahlung am effizientesten. Bei bewölktem Wetter oder diffusem Licht können sie dennoch Energie erzeugen, wenn auch in geringerem Umfang. Module wie unser onPower Balkonkraftwerk nutzen sowohl direktes als auch diffuses Sonnenlicht​​.

Kann ich ein Balkonkraftwerk in einer Mietwohnung installieren?

Ja, Mieter können Balkonkraftwerke installieren, jedoch sollte der Vermieter vorab informiert werden, insbesondere wenn die Installation bauliche Veränderungen erfordert.

Mit den neuen Regelungen durch das Solarpaket 1 ist die Zustimmung des Vermieters bei baulichen Veränderungen weiterhin wichtig, um mögliche rechtliche Probleme zu vermeiden.

Das Solarpaket 1 zielt darauf ab, die Nutzung von Balkonkraftwerken zu erleichtern, und stärkt die Rechte der Mieter. Mieter haben nun einen Anspruch auf die Installation eines Balkonkraftwerks, solange die technischen und sicherheitstechnischen Vorgaben eingehalten werden. 

Muss ein Balkonkraftwerk angemeldet werden?

Balkonkraftwerke müssen im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur registriert werden.

Mit dem Inkrafttreten des Solarpakets 1 im Mai 2024 ist die zusätzliche Anmeldung beim zuständigen Netzbetreiber nicht mehr erforderlich. Diese Registrierungspflicht gilt unabhängig von der Leistung der Anlage. Die zulässige Leistungsgrenze wurde in Deutschland auf 800 Watt erhöht​.

Wie wird ein Balkonkraftwerk angeschlossen und installiert?

Die Installation eines Balkonkraftwerks ist relativ einfach und erfordert keine speziellen Fachkenntnisse.

Die Module werden sicher befestigt und der Wechselrichter an einer geeigneten Stelle montiert. Der Anschluss erfolgt über eine normale Schutzkontakt-Steckdose.

Wie wird ein Balkonkraftwerk gewartet?

Balkonkraftwerke benötigen wenig Wartung. Es wird empfohlen, die Solarmodule regelmäßig zu reinigen, um ihre Leistung zu maximieren.

Eine Überprüfung der Anschlüsse und Kabel auf ihren einwandfreien Zustand ist ebenfalls ratsam. Bei Bedarf sollte ein Fachmann hinzugezogen werden​.