Balkonkraftwerke - die kleinformatigere Alternative zur PV-Anlage
Solar- und Photovoltaik-Neulinge sowie noch Unentschlossene oder Interessenten mit kleinerem Budget können sich auch in überschaubareren Dimensionen an die Systematik der Erzeugung von erneuerbarer Energie heranwagen. Dies gelingt am besten mit einem Balkonkraftwerk. Die Installation der kleinformatigen Photovoltaik-Anlage gelingt auf dem heimischen Balkon oder einer Terrasse im Handumdrehen ohne fremde Hilfe. Über den Anschluss an das heimische Stromnetz kann kostengünstig und umweltverträglich Strom für den Hausgebrauch erzeugt werden.
Hinsichtlich Aufbau, Funktionsweise und Ökobilanz ähnelt das Balkonkraftwerk signifikant seiner größeren Schwester, der Photovoltaikanlage, ist aber etwas minimalistischer konzipiert. Deshalb sind Balkonkraftwerke vor allem für Personen mit kleineren Bedarfen geeignet und für Mieterinnen und Mieter, die rein rechtlich oder aus Platzgründen keine Möglichkeit zur Installation einer vollwertigen Photovoltaikanlage auf ihren Dächern oder Hausfassaden haben.
Wichtige Infos und Daten zu Balkonkraftwerken im Überblick:
Funktionsweise
Ausgangspunkt sind wieder Solarzellen bzw. PV-Module, von denen mehrere miteinander verbunden sind und das Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Die angeschlossenen bzw. auf der Rückseite der Module verbauten Micro-Wechselrichter wandeln dann den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der für den Betrieb von elektrischen Geräten geeignet ist. Haben die Module jeweils keine eigenen Micro-Wechselrichter, so sollten Sie zusätzlich einen Stringwechselrichter witterungsgeschützt und mit zureichendem Belüftungsfreiraum in der Nähe der Module installieren.
Über Einspeisezähler bzw. Produktionszähler kann und muss qua Gesetzgebung ermittelt werden, welche Menge an produziertem Strom für die Eigennutzung und welche Menge für das Einspeisen ins öffentliche Stromnetz anfällt. Für letztere erhalten Sie als Produzent sogar eine in Kilowatt abgerechnete Einspeisevergütung, sodass über ein Balkonkraftwerk eine kleine passive Einkommensquelle erschlossen wird.
Neben den geringen Anschaffungs- und Installationskosten sowie der geringen Platzbeanspruchung zeichnen sich Balkonkraftwerke zudem dadurch aus, dass sie bedarfsweise ausgebaut werden können und wenig bis gar kein Aufwand für die Instandhaltung der kleinen PV-Anlage anfällt.
Amortisation und Nutzungsauflagen
Balkonkraftwerke mit ein oder zwei PV-Modulen amortisieren sich, in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Größe, der Anschaffungs- und Installationskosten, der Förderungsbeanspruchung und des Stromverbrauchs für gewöhnlich bereits nach 2 bis maximal 10 Jahren und bringen eine jährliche Kostenersparnis von circa 100 bis 250 € gegenüber der rein konventionellen Stromnutzung mit sich. Balkonkraftwerke werden zumeist schon steckerfertig geliefert, d.h. der Anschluss an die heimischen Steckdosen (ausgenommen sind Verteiler-/Mehrfachsteckdosen) verläuft für Sie komplikationsfrei. Dadurch zeichnen sich Balkonkraftwerke durch eine hohe Mobilität aus: Wenn Sie doch einmal umziehen sollten, dann können Sie die kleinen Energiespender einfach mitnehmen.
Positiv fällt darüber hinaus ins Gewicht, dass bei der Anschaffung eines Balkonkraftwerks keine Beantragung bei einer Bauaufsichtsbehörde verpflichtend ist, weil damit keine gravierende bauliche Veränderung am Haus vorgenommen wird. Dieser Vorzug entbindet Sie aber nicht von der Pflicht, mit dem Vermieter über diese Modifikationsmaßnahme vorab zu sprechen. Unter anderem ist nämlich noch die Vereinbarkeit mit der Hausordnung zu klären. Möglicherweise kann der Vermieter im Falle Ihres Auszugs auch Rückbauforderungen geltend machen. Überprüfen Sie darüber hinaus, ob andere gesetzliche Auflagen bestehen, wie z. B. Denkmalschutzbestimmungen, die Ihr Vorhaben torpedieren können und ob euer Balkon ausreichend Fläche und Befestigungsmöglichkeiten für die Installation bereithält. Liegt die Einspeiseleistung Ihres Balkonkraftwerks bei mehr als 800 Watt, ist zudem eine Anmeldung bei der Bundesnetzagentur erforderlich. Diese sogenannte Bagatellgrenze beruht auf Sicherheitsstandards und Überlastungsvermeidung und wurde für 2024 angehoben. Vorher belief sich die Grenze auf 600 Watt.
Leistung
Marktübliche Balkonkraftwerke haben Leistungswerte, die zwischen 500 bis 1.500 Wp liegen, um ein wirtschaftliches Energiemanagement betreiben zu können, bei dem sowohl auf autark generierte Energie als auch auf Strom vom Elektrizitätswerk zurückgegriffen wird. Erfahrene Solarteure und Photovoltaiktechniker helfen Ihnen bei der Wirtschaftlichkeitsbeurteilung. Angesichts der verminderten Leistungsfähigkeit sind Sie nämlich mit der Nutzung von Balkonkraftwerken höchstwahrscheinlich nicht dazu in der Lage, Ihren Energiebezug komplett autark zu regeln, ohne auf Zukäufe von konventionellem Strom angewiesen zu sein. Aber Sie können Ihre Abhängigkeit bemerkbar reduzieren und Ihren CO2-Fußabdruck ein bisschen verringern. Die PV-Module von Balkonkraftwerken sind auch dazu in der Lage, diffuse Lichteinfälle gut zu verwerten, also Sonnenstrahlen, die sich ihren Weg zum Modul durch Wolken bahnen müssen und dadurch etwas gebrochen werden.
Lebensdauer
Balkonkraftwerke sind gegenüber großen Photovoltaikanlagen leider von etwas geringeren Lebensdauern gekennzeichnet, die in etwa bei 10 Jahren anfangen und bis 20 oder sogar 25 Jahre reichen. Konkrete Anhaltspunkte zur jeweiligen Lebensdauer geben die herstellerseitig gewährten Garantien. Seien Sie daher bei Modulen mit weniger als 10 Jahren Herstellergarantie lieber skeptisch. Je länger die Garantien ausfallen, desto eher stehen Sie mit Ihren Investition auf der sicheren Seite.
Was ist bei der Ausrichtung von Balkonkraftwerken zu beachten?
Für die Installation von Balkonkraftwerken gelten ähnliche Regeln wie bei großen Photovoltaikanlagen. Um bestmögliche Erträge erhalten zu können, liefern jene Balkone oder Geländer die besten Voraussetzungen, die nach Süden gerichtet sind und an denen die Balkonkraftwerke in leichten Neigungen (20 bis 35 Grad) angebracht werden können. Unter geringen Einbußen können aber auch Installationen an südwestlich und südöstlich ausgerichteten Balkonen zufriedenstellend sein. Auch bei West- und Ost-Balkonen kann im Durchschnitt ca. 70 bis 80% der Ertragsraten aufrechterhalten werden.
Welche Ausrichtung für die eigene Nutzung am besten geeignet ist, richtet sich jedoch vorzugsweise nach den eigenen zeitlichen Bedarfsschwerpunkten. Wer überwiegend in den Mittagsstunden stromintensive Arbeiten im Haus verrichtet (Kochen, Wäsche waschen, Staubsaugen…etc.), für den stellt die Südausrichtung die beste Wahl da. Haushalte, die dagegen besonders am Morgen viel Strom verbrauchen können sich eine Südost-Ausrichtung zu Nutze machen. Wenn die Bewohner dagegen am Abend bspw. viel Home-Entertainment-Elektronik nutzen, so kann das Balkonkraftwerk auch südwestlich ausgerichtet werden. Fast alle Balkongeländer sind nach drei Seiten begrenzt (vorn, links und rechts), sodass potenziell drei Himmelsrichtungen für die Montage von Balkonkraftwerken in Frage kommen. Somit bietet es sich für PV-Nutzer, deren Bedarfe sich stärker auf den Tag verteilen, auch an, die meist zwei im Lieferumfang enthaltenen Balkonkraftwerk-Module an zwei verschiedenen Seiten anzubringen.
Ist Ihr Balkon beispielsweise mit der nach vorn gerichteten Begrenzung nach Süden gerichtet und Sie benötigen den selbsterwirtschafteten Balkonkraftwerkstrom sowohl mittags als auch abends? Dann können Sie ganz einfach ein Modul nach Süden (am vorderen Frontgeländer) und ein Modul nach Südwesten (am von Ihnen aus rechten Geländer) anbringen. Achten Sie dabei jedoch darauf, dass keine Verschattungen auftreten, die aufgrund von Bäumen, Sträuchern oder Gebäudeteilen bei bestimmten Sonneneinfallswinkeln zeitweise oder dauerhaft bestehen können. So sollten Sie die Positionierung genau überdenken und eventuell vorher über den Verlauf eines Tages ermitteln wann und wo die Verschattungen bei Ihren Balkonkraftwerken auftreten können. Bei der Ermittlung kann Ihnen auch ein Solarteur bzw. PV-Installateur helfen oder Sie fragen Bekannte bzw. Nachbarn, die ebenfalls Balkonkraftwerke besitzen und eine ähnliche Wohnsituation haben, wie Sie.
Wie installiert bzw. montiert man richtig ein Balkonkraftwerk?
Haben Sie sich das Einverständnis von Ihrem Vermieter eingeholt, der Ihnen erlaubt, ein Balkonkraftwerk zu installieren, können Sie mit dem Vorhaben beginnen. Bedenken Sie dabei jedoch bitte, dass bestimmte Einschränkungen gelten. So können Sie u.a. keine Änderungen an der Bausubstanz vornehmen. Modifizierungen an der Hauswand in Form von Bohrungen sind tabu. In den meisten Fällen kommt es aber in Frage, die Balkonkraftwerke an den Außenseiten der Geländer zu befestigen oder diese mit verschiedenen Gestellen auf dem Balkon zu platzieren. Meistens hält sich im Vergleich zu dachmontierten Photovoltaikanlagen der Aufwand dafür in Grenzen.
Die Befestigungsmaterialien sollten stets korrosions- und wetterbeständig sein, zum Beispiel durch Aluminiumlegierungen. Für die nötigen Stabilisierungen sorgen Beschwerungsplatten mit rutschfesten Lagen aus Gummi. Da Ihr Balkonkraftwerk trotzdem starken Außeneinflüssen ausgesetzt ist, sollten Sie regelmäßig überprüfen, ob auch alles noch hält. Ramponierte Elemente und Halterungen sollten Sie austauschen, insbesondere wenn der optimale Halt gefährdet ist. Um die gewünschten Erträge gewährleisten zu können, sollten die Halterungen die besagten Neigungswinkel von 20 bis 35 Grad ermöglichen, das funktioniert u.a. sehr gut mit ausklappbaren Hakenhalterungen mit Kippfüßen. Diese lassen sich verstellen, um die Module im richtigen Winkel einzuneigen. Bei den Haken sollte darauf geachtet werden, dass diese sich mit ihrer Bauform perfekt an das Balkongeländer anschmiegen. Es gibt abgerundete und kantige Balkongeländer und dementsprechend dazu passgenaue Hakenhalterungen. Befestigungsschrauben und Lochschrauben sorgen derweil für Halt an den vorgesehenen Stellen. Die mitgelieferten oder zusätzlich beschafften Kabel, die zur Steckdose führen, sollten mit Isolierungsmaterial ummantelt sein, damit auch die stromleitenden Teile der Anlage ausreichend gegen Witterungseinflüsse und andere Störfaktoren geschützt sind.
Balkonkraftwerke, die nicht am Geländer eingehakt werden sollen, können stattdessen auf dem Balkon mit spezifischen Gestellen errichtet werden. So laufen Sie nicht Gefahr, dass durch herunterfallende Module Sach- und Personenschäden entstehen und Sie haben mehr Spielraum bei der Justierung, um Verschattungen oder andere potenzielle Quellen zur Leistungseinbußung zu umgehen.
Seit 2024 gilt die Regelung, dass Wechselrichter von Balkonkraftwerken, statt wie bisher bis 600 Watt, nun bis zu einer Nennleistung von 800 Watt nur bei der Bundesnetzagentur und nicht mehr zusätzlich beim Netzbetreiber angemeldet werden müssen.
Wie bei handelsüblichen Aufdach-Photovoltaikanlagen ist es ratsam, die Balkonkraftwerke mit Zweirichtungszählern zu verbinden. Neuerdings gelten seit Mai 2024 in Verruf geratene, weil nicht rechtssicher konzipierte Zähler ohne Rücklaufsperre zumindest bei Balkonkraftwerken als provisorische Notlösung. Im Rahmen des verabschiedeten „Solarpakets 1“ der Bundesregierung dürfen derartige Zählereinrichtungen, sowie Ferraris-Zähler und andere analoge Zähler bis maximal 4 Monate nach Inbetriebnahme bzw. Anmeldung bei der Bundesnetzagentur bei der Nutzung von Balkonkraftwerken verwendet werden. Das Gesetz sieht vor, dass von Ihrer Seite als Anlagennutzer kein gesonderter Handlungsbedarf besteht (siehe Seite 59, Mitte). Für den sachgemäßen Einbau ist der Netzstellenbetreiber zuständlich.
Aus versicherungstechnischen Gründen und weil es viele externe Energieversorger voraussetzen, empfiehlt es sich für Sie als Balkonkraftwerkbetreiber, sich eine gesonderte Energiesteckdose von einem Elektriker installieren zu lassen. Andernfalls können Sie aber auch Ihre normalen häuslichen Steckdosen nutzen.
Balkonkraftwerke mit Speicher - Installation und Wirkung
Auch Balkonkraftwerke können mit PV-Speichern verbunden werden, um nicht sofort nutzbare Energie für spätere Bedarfsspitzen zurückzuhalten. Im Regelfall halten diese PV Speicher für Balkonkraftwerke bis zu 15 Jahre, bevor sich ein Austausch empfiehlt. Selbst bestehende Balkonkraftwerke können mit Photovoltaik Speichersystemen aufgerüstet werden, wobei auch hier vorher Kompatibilitätsprüfungen durchgeführt werden sollten. Einige Balkonkraftwerke können auch an Power Stationen angeschlossen werden, die den erzeugten Gleichstrom einlagern und über integrierte Wechselrichter in Wechselstrom umwandeln.
Damit ein Balkonkraftwerk mit Speicher funktioniert, müssen zwischen den Modulen und dem Wechselrichter (bzw. den verbauten Mikro-Wechselrichtern) das Speichermedium sowie ein Laderegler über MC4-Stecker angeschlossen werden. Der Laderegler koordiniert den Stromfluss und leitet Ihn entweder in den Speicher oder in den Haushalt zur Geräteversorgung. Je kürzer die verwendeten Kabel sind, desto geringergradig sind Leistungsverluste wahrscheinlich. Allerdings sind Verwahrungsorte im Hausinneren für die Speicher besser, insbesondere in den Wintermonaten, da die kalten Außentemperaturen zu Leistungsverlusten führen können.
Da Balkonkraftwerke für kleinere Bedarfe dimensioniert sind, stellt die Kombination aus Balkonkraftwerk und Speichersystem nicht zwangsläufig die wirtschaftlichste Kaufentscheidung dar. Allerdings kann man die als Balkonkraftwerkspeicher eingesetzten Geräte auch als Notfallversorgungssystem nutzen, falls bei Ihnen (öfters) Netzinstabilitäten und Stromausfälle auftreten. Außerdem können portable Speicher wie Power Stationen auch überall mit hingenommen werden, sodass Sie bei Ausflügen in der Natur ohne Anbindung ans Stromnetz nicht auf Strom verzichten müssen, der zudem noch klimafreundlich von Ihnen selbst produziert worden ist. Signifikante Steigerungen in Bezug auf die Anlagenautarkie können Sie mit einem speichergestützten Balkonkraftwerk jedoch nicht erreichen.
Reinigungsschritte für Balkonkraftwerke in Kürze:
1. Stromstecker aus der Steckdose ziehen!
Schützen Sie sich selbst und ihr Haus, indem Sie die Anlage vom Stromkreislauf abkoppeln, denn bei der Reinigung hantieren Sie im Regelfall mit Wasser und Chemikalien, die keine ideale Begleiter für fließenden Strom sind.
2. Wählen Sie Reinigungsutensilien, die Ihre Anlage nicht beschädigen!
Dazu zählen feinfaserige Schwämme und Microfasertücher sowie Glasbürsten und Waschbürsten ohne aggressive Borsten. Als Reinigungsflüssigkeit wählen Sie destilliertes Wasser oder naturbelassenes Regenwasser. Auf Wasser aus der Leitung greifen Sie besser nur zurück, wenn Sie wissen, dass der Kalkgehalt dieses Wasser vernachlässigbar hoch ist. Andernfalls kann es zu unerwünschten Kalkablagerungen kommen, die zu Leistungseinbußen und schlimmstensfalls zu Verkrustungen führen, wenn diese nicht rechtzeitig wieder beseitigt werden. Temperieren Sie das Wasser weder zu hoch noch zu tief, also lauwarm, in Sommermonaten etwas höher, um keinen zu großen Gegensatz zur Oberflächentemperatur der Module herzustellen. Die Verwendung von Gartenschläuchen und Hochdruckreiniger sind ein No Go.
3. Druck und Einweichungsphasen nach dem Grad der Verschmutzung anpassen!
Bei PV-Modulen und auch anderen PV-Komponenten gilt es stets schonend vorzugehen, um filigrane und leicht zu Beschädigungen neigende Bauteile im neuwertigen Zustand zu erhalten. Je nach Schwere der Verschmutzung, sollte man den Druck, den man mit den nassen und in Reinigungsmitteln getränkten Reinigungstüchern/-schwämmen oder -bürsten ausübt, anpassen. Um Beschädigungen zu vermeiden, sollte man sich langsam an den richtigen Druck „herantasten“ – besser erstmal zu wenig als zu viel.
4. Sofort Abspülen und Abwischen vs. Einweichen?
Auch abhängig von der Schwere der Verschmutzungen ist die Entscheidung, ob man gleich mit der Reinigung beginnt oder im Vorfeld die betroffenen Flächen für eine halbe bis zwei Stunden einweicht. Letztere Option sollten Sie vor allem bei verdeckten Klemmen und Schrauben, sowie bei den Modulrahmen in Betracht ziehen, an dessen (Unter-)Seiten sich besonders hartnäckige Schmutzformen (Öle, Kot, Verkrustungen) angelagert haben. Tun Sie das im Vorfeld nicht, können Sie manche Ablagerungen nicht so leicht entfernen oder die Oberflächen beschädigen.
5. Das gereinigte Balkonkraftwerk gewissenhaft und behutsam trocknen!
Ist alles mit den empfohlenen Reinigungsutensilien gereinigt, sollten Sie auch in den Sommermonaten nicht darauf verzichten die Module trocken zu wischen. Sparen Sie diesen letzten wichtigen Schritt aus, können Flecken auf den Modulen entstehen, die nicht nur unschön aussehen, sondern auch die Erträge mindern können. Trocken gewischt werden Balkonkraftwerke auch mit Microfasertüchern oder weichen Schwämmen. Alternativ können Sie auch einen neuen Duschkabinenabzieher verwenden, wenn Sie nur leichten Druck ausüben.
Reinigung von Balkonkraftwerken
Aufgrund Ihrer Montage im Balkonbereich des Hauses, sind die PV-Module sowie die anderen Bauteile der Balkonkraftwerke leicht zugänglich und damit komfortabel zu reinigen. Auch Balkonkraftwerke müssen regelmäßig von Schmutz und anderen Ablagerungen, wie Vogelkot und haftenden Niederschlägen befreit werden, um die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Anlage zu erhalten. Wie auch PV-Anlagen, die auf Dächern montiert oder an Hausfassaden angebracht sind, sollte man die Reinigung eines Balkonkraftwerks ernst nehmen, da diese an exponierten Stellen angebracht sind.
Aller 6 bis 12 Monate das Balkonkraftwerk mit sanften Reinigungstüchern und/oder Waschbürsten und milden Reinigungsmitteln zu säubern, empfiehlt sich als Faustformel. In kleineren Abständen und damit häufiger sollten Sie Reinigungen vornehmen, wenn Sie in Gebieten wohnen, in denen bestimmte Formen von Verschmutzungen häufiger auftreten. Das ist der Fall, wenn sich ihr Haus zum Beispiel in der Nähe von Bauernhöfen, industriellen Anlagen, landwirtschaftlichen Abbau- und Produktionsstätten oder Werkstätten mit hoher Staubaufwirbelung befindet. Ebenfalls auf der Seite Wartungsplan, haben wir Ihnen bereits erläutert, dass an heißen Sommertagen die Reinigung nicht mit kaltem, sondern mit mindestens lauwarmen Wasser erfolgen sollte. Empfehlenswert ist auch, die Reinigung in die Wintermonate mit geringer Sonnenintensität zu verlagern, um keine Leistungsspitzen zu verschenken, die im Sommer wahrscheinlicher sind.
Behalten Sie bitte immer dabei im Hinterkopf, dass Sie Geld und Stress sparen, wenn Sie ihren Reinigungspflichten regelmäßig nachkommen, denn damit einhergehend sind Sie auch viel besser dazu in der Lage, Fehler, Risse oder andere Defekte an ihrem Balkonkraftwerk rechtzeitig zu erkennen, bevor Ihnen ein Komplettaustausch als einzige verbleibende Lösung für Leistungseinbußen bleibt.
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