Balkonkraftwerk-Ratgeber: Grundlagen, Auswahl, Installation

In einer Welt, die sich zunehmend auf Nachhaltigkeit und erneuerbare Energien konzentriert, gewinnen Balkonkraftwerke an Popularität. Diese kompakten, effizienten und umweltfreundlichen Lösungen bieten eine einzigartige Möglichkeit, direkt von deinem Balkon aus Solarenergie zu nutzen. In diesem umfassenden Artikel erfährst du alles, was du über Balkonkraftwerke wissen musst – von der grundlegenden Funktionsweise über die Installation und Wartung bis hin zu den neuesten technologischen Entwicklungen und regulatorischen Rahmenbedingungen. Tauche ein in die Welt der Balkonkraftwerke und entdecke, wie du einen Beitrag zur Energiewende leisten und gleichzeitig deine Stromrechnung senken kannst.

Balkonkraftwerk

Inhalt: Balkonkraftwerk Grundlagen

Kurz zusammengefasst

  • Balkonkraftwerke: Kleine Photovoltaikanlagen, die auf Balkonen oder Terrassen installiert werden, um Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln. Sie sind einfach zu installieren und bieten eine umweltfreundliche Möglichkeit, Strom zu erzeugen.
  • Installation und Anmeldung: Balkonkraftwerke können in der Regel von Laien installiert werden und müssen beim örtlichen Netzbetreiber angemeldet werden. Die Installation umfasst die Montage der Solarmodule, den Anschluss des Wechselrichters und die Verbindung mit einer Steckdose.
  • Wirtschaftlichkeit und Umweltaspekte: Trotz anfänglicher Kosten können Balkonkraftwerke langfristig zu Einsparungen führen und haben eine positive Umweltbilanz. Die Amortisationszeit variiert in der Regel je nach Anschaffungskosten und Stromerzeugung zwischen drei und zehn Jahren.

Details und Erläuterungen zu allen Punkten im weiteren Artikel.

1. Einführung in Balkonkraftwerke

1.1. Definition und Funktionsweise

Ein Balkonkraftwerk, oft auch als Mini-Solaranlage oder Plug-In-Solaranlage bezeichnet, ist eine kleine, kompakte Photovoltaikanlage, die speziell für den Einsatz auf Balkonen, Terrassen oder in Gärten konzipiert ist. Im Kern besteht ein Balkonkraftwerk aus einem oder mehreren Solarmodulen, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Diese Energie wird dann über einen Wechselrichter, der die erzeugte Gleichspannung in Wechselspannung umwandelt, direkt (meist über eine Steckdose) in das häusliche Stromnetz eingespeist.

Die Besonderheit dieser Anlagen liegt in ihrer Einfachheit und der Möglichkeit zur Selbstinstallation. Im Gegensatz zu großen Dach-Solaranlagen benötigen Balkonkraftwerke keine aufwendige Montage und können oft mit wenigen Handgriffen an eine herkömmliche Steckdose angeschlossen werden. Dies macht sie zu einer attraktiven Option für Mieter und Eigentümer, die keinen Zugang zu einem eigenen Dach haben, aber dennoch einen Beitrag zur grünen Energie leisten möchten.

Historischer Kontext und aktuelle Relevanz

Die Idee der dezentralen Energieerzeugung ist nicht neu, aber die Popularität von Balkonkraftwerken hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen. Ursprünglich als Nischenprodukt für Solar-Enthusiasten gedacht, haben sie sich zu einer ernsthaften Option für den städtischen Raum entwickelt. Dieser Trend spiegelt ein wachsendes Bewusstsein für Nachhaltigkeit und die Notwendigkeit der Energiewende wider.

In Zeiten steigender Energiepreise und zunehmender Umweltbelastung bieten Balkonkraftwerke eine Möglichkeit, aktiv am Klimaschutz teilzunehmen und gleichzeitig die eigene Stromrechnung zu reduzieren. Sie sind ein Symbol für den Wandel in der Energiepolitik, weg von großen, zentralisierten Kraftwerken hin zu einer dezentralen, erneuerbaren Energieversorgung.

1.2. Vorteile und mögliche Herausforderungen

Die Vorteile von Balkonkraftwerken sind vielfältig. Sie reduzieren den CO₂-Fußabdruck, indem sie saubere Energie erzeugen und den Bedarf an fossilen Brennstoffen verringern. Zudem bieten sie finanzielle Einsparungen, in der Regel hat sich ein Balkonkraftwerk nach wenigen Jahren amortisiert und macht danach nur noch Plus. Darüber hinaus fördern Balkonkraftwerke die Unabhängigkeit vom Stromnetz und können zur Netzstabilität beitragen, indem sie die Lastspitzen während der Tageszeit reduzieren.

Allerdings gibt es auch Herausforderungen. Die Installation eines Balkonkraftwerks erfordert eine sorgfältige Planung, insbesondere in Bezug auf die Ausrichtung und Neigung der Solarmodule, um eine optimale Leistung zu erzielen. Zudem sind rechtliche Rahmenbedingungen zu beachten, wie etwa die Anmeldepflicht bei Netzbetreibern und die Einhaltung von Sicherheitsstandards. In einigen Fällen kann auch die Zustimmung des Vermieters oder der Wohneigentümergemeinschaft erforderlich sein.

Ein weiterer Punkt ist die Wirtschaftlichkeit. Obwohl die Preise für Solarmodule in den letzten Jahren gesunken sind, stellt die Anfangsinvestition für einige Haushalte eine Hürde dar. Hier können staatliche Förderungen und Einspeisevergütungen helfen, die Rentabilität zu verbessern.

Insgesamt bieten Balkonkraftwerke eine vielversprechende Möglichkeit, aktiv an der Energiewende teilzunehmen. Sie sind ein Beispiel dafür, wie technologische Innovationen und ein wachsendes Umweltbewusstsein zu praktischen Lösungen für eine nachhaltigere Zukunft führen können.

2. Komponenten eines Balkonkraftwerks

2.1. Solarmodule: Auswahl und Spezifikationen

Ein wesentlicher Bestandteil eines Balkonkraftwerks sind die Solarmodule. Sie sind das Herzstück der Anlage und verantwortlich für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Bei der Auswahl der Solarmodule für ein Balkonkraftwerk sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen:

  • Typ des Solarmoduls: Es gibt monokristalline, polykristalline und Dünnschicht-Solarmodule. Monokristalline Module sind in der Regel effizienter und daher für Balkonkraftwerke, wo der Platz begrenzt ist, besser geeignet.
  • Größe und Leistung: Die Größe und Leistung der Module sollten entsprechend dem verfügbaren Platz und dem Energiebedarf ausgewählt werden. Balkonkraftwerke variieren üblicherweise zwischen kleinen Systemen von etwa 100 Watt bis zu größeren Systemen, die mehrere hundert Watt liefern können. Aufgrund der Gesetzeslage sind vor allem Balkonkraftwerke mit 600 bzw. 800 Watt beliebt. Vor allem Module mit um die 800 Watt (z. B. zwei Module a 440 Watt), 600-Watt-Modelle sind kaum noch im Handel.
  • Effizienz der Module: Diese gibt an, wie viel Licht von der Sonne in Energie umgewandelt werden kann. Top-Modelle erreichen heute 25 %. 
  • Aussehen: Auch das Aussehen kann bei einem Solarmodul entscheidend sein. Meist handelt es sich um blau schimmernde Module mit silbernen Verdrahtungslinien. Daneben gilt die rein schwarzen Module, die oftmals als eleganter angesehen werden.

Eventuell nutzt du eine Bautenschutzmatte als Unterlage für Solarpanels.

Was bedeutet "800 Watt Leistung"?

Wenn beim Balkonkraftwerk von 600 oder 800 Watt Leistung die Rede ist, bedeutet das nicht, dass es diese Leistung regelmäßig erbringt oder dass die Solarmodule maximal diese Leistung erbringen. Vielmehr handelt es sich bei dieser Angabe um die maximale Ausgangsleistung, die der Wechselrichter an dein Stromnetz daheim freigibt. Bis 600 Watt (künftig eventuell 800 Watt) darfst du selbst installieren, bei größeren Anlagen muss eine Elektrofachkraft eingeschaltet werden.

  • Qualität und Garantie: Es ist wichtig, auf die Qualität der Module und die vom Hersteller angebotene Garantie zu achten. Hochwertige Module können eine längere Lebensdauer und bessere Leistungsgarantien bieten.

Empfehlung: Kaufe bifaziale Module

Diese können Licht auch von der Rückseite aufnehmen und sind so in der Regel effizienter bei schwachem Lichteinfall.

2.2. Wechselrichter: Funktionsweise und Typen

Der Wechselrichter ist ein weiterer kritischer Bestandteil eines Balkonkraftwerks. Er begrenzt und wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um, der dann in das häusliche Stromnetz eingespeist oder für den Eigenverbrauch genutzt werden kann. Der Wechselrichter sollte kompatibel mit den Solarmodulen sein, wird aber ohnehin im Set gleich mit angeboten.

Bei Wechselrichtern für Balkonkraftwerke gibt es zwei Haupttypen:

  • String-Wechselrichter: Diese sind für größere Anlagen konzipiert und verbinden mehrere Solarmodule in einer "String"-Konfiguration. Für kleine Balkonkraftwerke sind sie jedoch oft überdimensioniert.
  • Mikro-Wechselrichter: Sie werden direkt an einzelne Solarmodule angeschlossen und sind ideal für Balkonkraftwerke. Sie bieten den Vorteil, dass jedes Modul unabhängig arbeiten kann, was bei teilweisem Schatten oder unterschiedlicher Ausrichtung der Module vorteilhaft ist.

Die meisten 800-Watt-Wechselrichter haben zwei Anschlüsse für den Eingangsstrom von zwei Solarmodulen. Theoretisch könnte man weitere Solarmodule in Reihe an einen solchen Wechselrichter anschließen. Dabei darf aber nicht die maximale Eingangsleistung und Eingangsspannung überschritten werden. Besser ist aber, dann gleich einen größeren Wechselrichter anzuschaffen, der mehr Module verwalten kann und dennoch die Leistung am Ende auf 600 oder 800 Watt drosselt. So lässt sich dann auch an lichtschwachen Tagen die maximal mögliche Einspeiseleistung erzielen. 

Natürlich muss der Platz bei dir zuhause für mehrere Module vorhanden sein.

Wechselrichter mit App-Ansteuerung

Für viele interessant: den Stromertrag deiner Module auf dem Smartphone ablesen. Manche Wechselrichter können hierfür mit dem häuslichen WLan verbunden und per App überwacht werden.

2.3. Befestigungssysteme und Kabel

Die Befestigungssysteme und Kabel sind für die Installation und den sicheren Betrieb eines Balkonkraftwerks unerlässlich.

  • Befestigungssysteme: Sie müssen robust und wetterbeständig sein. Es gibt verschiedene Systeme, die speziell für die Montage auf Balkongeländern oder -brüstungen entwickelt wurden. Auch Wand-, Flachdachbefestigungen sowie Systeme zum Aufständern sind in der Regel vom Anbieter des Balkonkraftwerks erhältlich. Diese Systeme sollten einfach zu installieren sein und die Möglichkeit bieten, die Neigung der Module für eine optimale Sonnenausrichtung anzupassen.
  • Kabel und Steckverbindungen: Sie sollten von hoher Qualität sein, um Energieverluste zu minimieren und Sicherheitsrisiken zu vermeiden. Es ist wichtig, dass die Kabel lang genug sind, um die Solarmodule mit dem Wechselrichter und dem Stromnetz zu verbinden. Prüfe hier, ob deine Ansprüche vor Ort erfüllt werden. Vor allem das Kabel von den Modulen zum Wechselrichter ist oft recht kurz.
    Außerdem sollten sie UV-beständig und wetterfest sein, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.

Zusammenfassend ist die Auswahl der richtigen Komponenten für ein Balkonkraftwerk entscheidend für dessen Effizienz und Langlebigkeit. Hochwertige Solarmodule, ein passender Wechselrichter sowie sichere und robuste Befestigungssysteme und Kabel sind die Grundlage für eine erfolgreiche und nachhaltige Nutzung der Solarenergie auf kleinem Raum.

Stiftung Warentest: Balkonkraftwerk-Test April 2024

Im April 2024 testete Stiftung Warentest Balkonkraftwerke. 

  • Testsieger mit der einzigen guten Note (2,2) war das "EPP Solar Balkonkraftwerk 830W" für rund 500 Euro.
  • Platz 2 mit Note 2,6 belegte das "Absaar Balkonkraftwerk 600W / 800W Premium" für um die 880 Euro.
  • Auf Platz 3 mit Note 3,3 fand sich das "Strom Ganz Einfach Balkonkraftwerk Komplettset 810W" zum Preise von gut 600 Euro.

Besonders kritisch wurde im Test ein Hoymiles-Wechsel­richter bewertet, der ein relativ hohes "Stör­potenzial " aufwies.

Auf Youtube finden sich Videos, die mit einigen Aussagen und Bewertungen in dem Test nicht einverstanden sind. Zum Beispiel: 

Stiftung Warentest und ihre Hexenjagd auf Balkonkraftwerke!

Länge: 27 Minuten

Youtube-Video

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oder:

Video: Hoymiles Skandal Stiftung Warentest findet Wechselrichter mangelhaft!

Länge: 7 Minuten

Youtube-Video

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3. Die Gesetzeslage zu Leistung und Anmeldepflicht

Die Gesetzeslage zu Leistung und Anmeldepflicht

  • Leistungsgrenze: In Deutschland dürfen Balkonkraftwerke seit dem 16. April 2024 maximal 800 Watt ins öffentliche Netz speisen; die Leistung eines Solarmoduls darf 2.000 Watt nicht übersteigen.
  • Anmeldepflicht: Balkonkraftwerke müssen dank der Neuregelungen aus dem Solarpaket I seit Mitte Mai 2024 nur noch beim Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur, gemeldet werden. Es müssen nur 5 Angaben gemacht werden. Hier der Link dorthin: www.marktstammdatenregister.de/MaStR
  • Sicherheitsanforderungen: Die Anlagen müssen bestimmte Sicherheitsstandards erfüllen. Dazu gehört, dass der Wechselrichter für den Anschluss an das Niederspannungsnetz geeignet sein muss. Zudem sind Schutzvorrichtungen erforderlich, um Rückströme ins Netz zu verhindern.
  • Vorübergehend sind auch die alten, rückwärts laufenden Zähler zulässig. Solange, bis der örtliche Messstellenbetreiber den Zähler ausgetauscht hat.
  • Bald sollen Balkonkraftwerke auch offiziell an herkömmliche Schuko-Steckdosen eingesteckt werden dürfen, eine Wieland-Steckdose, die ein Elektriker installieren muss, ist dann nicht mehr nötig. Voraussichtlich Mitte 2024 soll eine darauf abzielende Produktnorm für Balkonkraftwerke bzw. Mini-Solaranlagen vorliegen, die das konkret festlegt.
  • Einspeisevergütung: Für den eingespeisten Strom kann unter Umständen eine Einspeisevergütung beansprucht werden. Allerdings ist der administrative Aufwand im Vergleich zur geringen Strommenge, die von solchen Anlagen erzeugt wird, oft nicht gerechtfertigt.
  • Mieter: Zurzeit ist es noch so, dass Mieter eine schriftliche Zustimmung des Vermieters einholen müssen, bevor sie ein Balkonkraftwerk installieren. Hier soll es bald einen Rechtsanspruch geben. 
  • Man sollte seine Hausratversicherung und seine Haftpflichtversicherung über das Balkonkraftwerk informieren. In der Regel ist es auch bei Altverträgen mitversichert.

3.1. Anmeldeprozess beim Netzbetreiber

Der Prozess umfasst in der Regel das Ausfüllen eines Formulars, in dem Angaben zur Anlage und zum Betreiber gemacht werden. Hierbei werden Informationen wie die Leistung der Anlage, der Typ des Wechselrichters und die Installationsadresse abgefragt.

  • Technische Dokumentation beifügen: Zu deiner Anmeldung musst du in der Regel technische Dokumente beifügen, die die Konformität deiner Anlage mit den geltenden Normen und Sicherheitsstandards belegen. Dazu gehören oft Datenblätter der Solarmodule und des Wechselrichters sowie ein Nachweis über deren Zulassung für den Betrieb im deutschen Stromnetz.
  • Einreichung der Unterlagen: Die ausgefüllten Formulare und Dokumente reichst du beim Netzbetreiber ein. Dies kann oft per Post oder in manchen Fällen auch online erfolgen.
  • Warten auf die Bestätigung: Nach der Einreichung überprüft der Netzbetreiber deine Unterlagen. Wenn alles in Ordnung ist, erhältst du eine Bestätigung, dass dein Balkonkraftwerk den Vorschriften entspricht und in Betrieb genommen werden darf.
  • Inbetriebnahme: Nach Erhalt der Bestätigung kannst du dein Balkonkraftwerk in Betrieb nehmen.

3.2. Wer ist mein Netzbetreiber?

Nutze einfach unser Suchfeld und lasse dir deinen Netzbetreiber raussuchen:



3.3. Lokale Förderprogramme

Einige Kommunen und Bundesländer bieten eigene Förderprogramme an, die Zuschüsse oder günstige Kredite für die Installation von Balkonkraftwerken umfassen können.

4. Standortanalyse: Sonneneinstrahlung und Ausrichtung

Die Standortanalyse ist ein entscheidender Schritt bei der Planung eines Balkonkraftwerks. Der Standort beeinflusst maßgeblich, wie viel Sonnenenergie die Solarmodule einfangen können. Zwei Hauptfaktoren sind hierbei zu berücksichtigen: die Sonneneinstrahlung und die Ausrichtung der Module.

  • Sonneneinstrahlung: Die Menge der Sonneneinstrahlung variiert je nach geografischer Lage, Verschattung, Jahreszeit und Tageszeit. Es ist wichtig, ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie viel Sonnenlicht der geplante Standort im Durchschnitt über das Jahr erhält. Online-Tools und -Karten können dabei helfen, die durchschnittliche Sonneneinstrahlung in deiner Region zu ermitteln.
  • Ausrichtung: Ideal ist eine Ausrichtung nach Süden, da hier die meiste Sonneneinstrahlung erzielt wird. Ost- oder Westausrichtungen sind ebenfalls möglich, führen aber zu einer geringeren Energieausbeute. Die Neigung der Module spielt ebenfalls eine Rolle; ein Winkel von etwa 30 bis 35 Grad gilt oft als optimal.

5. Installation und Inbetriebnahme eines Balkonkraftwerks

5.1. Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Installation

Die Installation eines Balkonkraftwerks kann in der Regel von technisch versierten Laien durchgeführt werden. Hier ist eine einfache Schritt-für-Schritt-Anleitung:

  1. Standortvorbereitung: Wähle einen geeigneten Standort auf deinem Balkon, der eine maximale Sonneneinstrahlung bietet. Stelle sicher, dass der Bereich frei von Schatten und Hindernissen ist.
  2. Montage der Solarmodule: Befestige die Solarmodule am gewählten Standort. Verwende dafür das mitgelieferte Montagesystem, das in der Regel für die Anbringung an Balkongeländern oder -brüstungen, Wänden, Flachdächern etc. ausgelegt ist.
    Tipp: Trage Handschuhe beim Anfassen der Solarmodule, weil diese empfindlich auf das Fett deiner Finger reagieren können.
  3. Anschluss des Wechselrichters: Verbinde die Solarmodule mit dem Wechselrichter. Der Wechselrichter wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der in das häusliche Stromnetz eingespeist werden kann.
  4. Verkabelung: Verlege die Kabel vom Wechselrichter zur Steckdose. Achte darauf, dass die Kabel ordnungsgemäß gesichert und vor Witterungseinflüssen geschützt sind.
  5. Sicherheitscheck: Überprüfe alle Verbindungen auf festen Sitz und korrekte Installation.

Sicherheitshinweise und professionelle Unterstützung

  • Sicherheitsvorkehrungen: Beachte alle Sicherheitsvorkehrungen, insbesondere im Umgang mit elektrischen Komponenten. Trage bei Bedarf Schutzausrüstung.
  • Professionelle Unterstützung: Wenn du dir bei der Installation unsicher bist, ziehe einen Fachmann hinzu. Dies gewährleistet eine sichere und korrekte Installation. Zumindest würden wir immer die Steckdose einmal prüfen lassen, an die das Balkonkraftwerk angeschlossen wird. Schließlich wird hier künftig dauerhaft relativ starker Strom angeschlossen sein. Ein Kabelbrand wäre sehr gefährlich.
  • Tipp: An die Steckdose, an die du das Balkonkraftwerk anschließt, sollte möglichst kein weiterer Abnehmer angeschlossen sein, um Irritationen in deinem Stromnetz zu verhindern.

Inbetriebnahme und Funktionsprüfung

  • Inbetriebnahme: Nach der Installation schalte das Balkonkraftwerk ein und überprüfe, ob es ordnungsgemäß funktioniert.
  • Funktionsprüfung: Kontrolliere, ob die Solarmodule Strom erzeugen und dieser korrekt in das Stromnetz eingespeist wird.

5.2. Netzanschluss

  • Direkter Anschluss: Balkonkraftwerke werden in der Regel direkt an eine vorhandene Steckdose angeschlossen. Achte darauf, dass die Steckdose den technischen Anforderungen entspricht und sicher ist.
  • Technische Anforderungen: Der Wechselrichter muss für den Anschluss an das Niederspannungsnetz geeignet sein. Zudem müssen Sicherheitsvorkehrungen wie ein Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz) vorhanden sein.

5.3. Videoanleitung Balkonkraftwerk installieren und anschließen

Aktuell, anschaulich und mit vielen Tipps: Das folgende Video zum Aufbau eines Balkonkraftwerks ist rundherum zu empfehlen:

Länge: 15 Minuten

Youtube-Video

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Die Installation und Inbetriebnahme eines Balkonkraftwerks ist ein relativ einfacher Prozess, der jedoch sorgfältige Planung und Beachtung von Sicherheitsaspekten erfordert. Die Möglichkeit, selbst erneuerbare Energie zu erzeugen, bietet nicht nur finanzielle Vorteile, sondern trägt auch aktiv zum Umweltschutz bei. Mit den richtigen Informationen und gegebenenfalls professioneller Unterstützung kannst du dein eigenes kleines Kraftwerk sicher und effizient betreiben.

6. Wartung, Überwachung und Optimierung von Balkonkraftwerken

6.1. Regelmäßige Wartungsarbeiten

Die Wartung eines Balkonkraftwerks ist entscheidend, um eine langfristig hohe Leistungsfähigkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Hier sind einige wichtige Wartungsarbeiten:

  • Reinigung der Solarmodule: Staub, Schmutz und Vogelkot können die Effizienz der Solarmodule beeinträchtigen. Eine regelmäßige Reinigung, idealerweise alle paar Monate, hilft, die Leistungsfähigkeit zu erhalten.
  • Überprüfung der Verkabelung und Anschlüsse: Stelle sicher, dass alle Kabel und Anschlüsse fest sitzen und keine Beschädigungen aufweisen. Lose oder beschädigte Kabel können die Leistung beeinträchtigen und stellen ein Sicherheitsrisiko dar. Prüfe auch, ob die Steckdose richtig funktioniert. Auf keinen Fall solle sie warm werden oder gar braune Schmorstellen aufweisen. Dann unbedingt sofort den Stecker ziehen und einen Elektriker rufen.
  • Inspektion des Montagesystems: Überprüfe regelmäßig das Montagesystem auf Stabilität und Korrosion, besonders nach starken Wetterereignissen.

6.2. Überwachungssysteme und Leistungskontrolle

Moderne Balkonkraftwerke können mit Überwachungssystemen per App ausgestattet werden, die eine kontinuierliche Leistungskontrolle ermöglichen. Diese Systeme bieten folgende Vorteile:

  • Echtzeit-Daten: Überwachungssysteme liefern Echtzeit-Daten über die Leistung deines Balkonkraftwerks. Du kannst sehen, wie viel Energie zu jedem Zeitpunkt erzeugt wird.
  • Fehlererkennung: Sie helfen, Probleme frühzeitig zu erkennen, wie z.B. eine verringerte Leistung aufgrund von Verschmutzung oder technischen Defekten.
  • Historische Datenanalyse: Die Analyse historischer Daten kann Aufschluss darüber geben, wie sich Wetterbedingungen und Jahreszeiten auf die Leistung auswirken.

6.3. Tipps zur Leistungssteigerung und Langlebigkeit

Um die Leistung und Langlebigkeit deines Balkonkraftwerks zu optimieren, beachte folgende Tipps:

  • Optimale Ausrichtung: Stelle sicher, dass deine Solarmodule optimal zur Sonne ausgerichtet sind. Eine geringfügige Neigungs- oder Richtungsänderung kann die Leistung erheblich beeinflussen.
  • Vermeidung von Verschattungen: Achte darauf, dass die Module zu keiner Tageszeit verschattet werden, da dies die Leistung stark beeinträchtigen kann.
  • Regelmäßige Überprüfung der Systemkomponenten: Überprüfe regelmäßig alle Komponenten deines Systems, einschließlich Wechselrichter und Befestigungselemente, auf Funktionsfähigkeit und Sicherheit.
  • Einhaltung der Wartungsempfehlungen des Herstellers: Befolge die Wartungsempfehlungen des Herstellers, um eine maximale Lebensdauer und Leistung deiner Anlage zu gewährleisten.

7. Grundlagen der Solarenergie

7.1. Physikalische Prinzipien der Photovoltaik

Die Photovoltaik ist das Herzstück der Solarenergie. Sie basiert auf dem physikalischen Phänomen, dass bestimmte Materialien, wenn sie dem Licht ausgesetzt werden, elektrische Energie erzeugen können. Dieser Prozess wird als photovoltaischer Effekt bezeichnet und ist das grundlegende Prinzip hinter allen Solarzellen.

Im Kern einer Solarzelle befindet sich ein Halbleitermaterial, meistens Silizium. Wenn Sonnenlicht auf dieses Material trifft, werden Elektronen freigesetzt. Diese freien Elektronen bewegen sich aufgrund der internen elektrischen Felder des Halbleiters und erzeugen so einen elektrischen Strom. Dieser Strom kann dann abgegriffen und genutzt werden, um elektrische Geräte zu betreiben oder ins Stromnetz eingespeist zu werden.

7.2. Video: So funktioniert eine Solarzelle

Länge: 5 Minuten

Youtube-Video

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7.3. Typen von Solarmodulen und ihre Eigenschaften

Es gibt verschiedene Typen von Solarmodulen, die sich in Material, Aufbau und Effizienz unterscheiden. Die gängigsten Typen sind:

  1. Monokristalline Solarmodule: Diese bestehen aus Siliziumzellen, die aus einem einzigen Kristall gefertigt werden. Sie sind für ihre hohe Effizienz und Langlebigkeit bekannt, sind aber in der Regel teurer als andere Typen.
  2. Polykristalline Solarmodule: Diese Module bestehen aus Siliziumzellen, die aus mehreren kleinen Kristallen zusammengesetzt sind. Sie sind günstiger als monokristalline Module, haben aber eine etwas geringere Effizienz.
  3. Dünnschicht-Solarmodule: Diese Module werden durch das Auftragen von Photovoltaik-Material auf ein Substrat hergestellt. Sie sind weniger effizient als kristalline Module, aber auch leichter und flexibler, was sie für bestimmte Anwendungen attraktiver macht.

Jeder Modultyp hat seine eigenen Vor- und Nachteile in Bezug auf Kosten, Effizienz, Gewicht und Installationsanforderungen, was bei der Auswahl des richtigen Moduls für eine spezifische Anwendung berücksichtigt werden muss.

7.4. Verständnis von Effizienz und Leistung

Die Effizienz eines Solarmoduls ist ein entscheidender Faktor. Sie gibt an, welcher Prozentsatz des einfallenden Sonnenlichts in elektrische Energie umgewandelt wird. Höhere Effizienz bedeutet, dass weniger Fläche benötigt wird, um dieselbe Menge an Energie zu erzeugen. Dies ist besonders wichtig in Bereichen mit begrenztem Platzangebot, wie z.B. auf städtischen Balkonen.

Die Leistung eines Solarmoduls wird in Watt (W) gemessen und gibt an, wie viel Energie das Modul unter idealen Bedingungen erzeugen kann. Die tatsächliche Leistung kann jedoch durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, wie z.B. die Ausrichtung des Moduls, die Intensität des Sonnenlichts und die Umgebungstemperatur.

Ein wichtiger Aspekt bei der Bewertung der Leistung eines Solarmoduls ist die Leistungsgarantie der Hersteller. Viele Solarmodule haben eine garantierte Leistung über einen bestimmten Zeitraum, was ein Indikator für die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit des Moduls ist.

7.5. Wie ist die durchschnittliche Effizienz moderner Solarmodule?

Die durchschnittliche Effizienz moderner Solarmodule variiert je nach Typ und Hersteller, aber sie liegt in der Regel etwas über 20 %, meist liegt der Wert zwischen 21 und 23 %. Top-Modelle liefern 25 %. Diese Werte beziehen sich auf den Prozentsatz der Sonnenenergie, die von den Solarmodulen in elektrische Energie umgewandelt wird.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Effizienz von Solarmodulen von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird, darunter das verwendete Material, die Bauweise des Moduls und die Bedingungen, unter denen es betrieben wird. Monokristalline Module sind in der Regel effizienter als polykristalline Module, aber auch teurer. Dünnschichtmodule bieten eine geringere Effizienz, sind aber flexibler und oft kostengünstiger. Bifaziale Module nutzen zusätzlich den Lichteinfall der Rückseite.

Die stetige Verbesserung der Technologie führt dazu, dass die Effizienz von Solarmodulen kontinuierlich steigt, was die Solarenergie zu einer immer attraktiveren Option für die Stromerzeugung macht.

7.6. Amortisationszeit und Lebensdauer eines Balkonkraftwerkes

Balkonkraftwerk: Ersparnis, Amortisation

Die Menge an Watt, die ein Balkonkraftwerk im Durchschnitt pro Jahr erzeugt, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Leistung der Solarmodule, der geografischen Lage, der Ausrichtung und der Anzahl der Sonnenstunden. Doch entscheidend ist am Ende, wie viel des erzeugten Stromes am Ende auch verbraucht werden kann.

Praxiserfahrung: Ein 800 Watt Balkonkraftwerk erzeugt in der Regel in Deutschland zwischen 600 und 800 kWh grünen Strom im Jahr, ein 600 Watt-Balkonkraftwerk zwiswchen 500 und 600 kWh pro Jahr. Diese Schätzung ist jedoch nur ein Richtwert und kann je nach den tatsächlichen Bedingungen variieren.

Wenn

  • a) genügend Verbraucher in der Zeit des Sonnenertrages laufen oder
  • b) ein Speicher überschüssigen Strom aufnimmt oder
  • c) ein rückwärts laufender Zähler montiert ist,

kann der Ertrag des Balkonkraftwerks komplett selbst für den Stromminderverbraucht genutzt werden.

  • Amortisationszeit: Die Amortisationszeit ist die Zeitspanne, in der die Einsparungen durch das Balkonkraftwerk die Anschaffungskosten übersteigen. Diese Zeitspanne variiert je nach Anschaffungskosten, Energieerzeugung und Strompreisen, liegt aber häufig zwischen 3 und 10 Jahren.
  • Lebensdauer: Moderne Solarmodule haben eine Lebensdauer von bis zu 25 Jahren oder mehr. Dies bedeutet, dass nach der Amortisation noch viele Jahre mit geringen Betriebskosten und weiteren Einsparungen zu rechnen sind.

Mit unserem Rechner lassen sich individuelle Szenarien durchspielen:

Balkonkraftwerk: Jährliche Ersparnis und Amortisation
Preis Balkonkraftwerk*
Vermiedener Strombezug pro Jahr*
Ein 300-Watt-Modul erzeugt gut ausgerichtet zwischen 200 und 300 kWh pro Jahr, ein 600 Watt-Balkonkraftwerk entsprechend 500 bis 600 kWh/Jahr, ein 800-Watt-Balkonkraftwerk 600 bis 800 kWh pro Jahr. Wenn dieser Strom komplett eingespart wird, kann dieser Wert der Stromerzeugung durch das Balkonkraftwerk hier eingegeben werden. Wenn nicht die gesamte Stromzufuhr verbraucht werden kann, zum Beispiel weil während der Produktionszeit des Stromes weniger Strom verbraucht als produziert wird (und kein Speicher diesen Strom aufnimmt), muss hier entsprechend weniger eingegeben werden.
kWh
Strompreis* Cent / KWh
 
* = notwendig zur Berechnung

7.7. Lohnt sich ein Speicher fürs 800W-Balkonkraftwerk?

Wenn du die Stromgewinnung durch dein Solarkraftwerk in der Regel über den Tag schon gleich verbrauchst (Kühlschrank, Spülmaschine, Waschmaschine, Computer, Stand-By der Geräte ...), dann nicht. Wenn du viel überhast, könnte sich ein Speicher lohnen. Die Speichertechnik wird immer billiger, so dass man hier ständig neu rechnen kann.

7.8. Beitrag zum Umweltschutz und zur Nachhaltigkeit

  • Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks: Balkonkraftwerke tragen zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks bei, indem sie erneuerbare Energie erzeugen und den Bedarf an fossilen Brennstoffen verringern.
  • Förderung der Energiewende: Die Nutzung von Balkonkraftwerken unterstützt die Energiewende, indem sie die dezentrale Energieerzeugung fördert und das Bewusstsein für erneuerbare Energien stärkt.
  • Nachhaltiger Lebensstil: Die Entscheidung für ein Balkonkraftwerk ist auch ein Schritt hin zu einem nachhaltigeren Lebensstil. Sie zeigt ein persönliches Engagement für den Umweltschutz und kann andere dazu inspirieren, ähnliche Maßnahmen zu ergreifen.

7.9. Alternative Perspektiven und Nachteile von Balkonkraftwerken

Obwohl Balkonkraftwerke viele Vorteile bieten und als eine umweltfreundliche Lösung zur Energiegewinnung angesehen werden, gibt es auch einige Nachteile und kontroverse Meinungen, die in der Diskussion um diese Technologie oft weniger Beachtung finden.

  1. Ästhetische Bedenken
    Einige Menschen empfinden Solarmodule auf Balkonen als ästhetisch störend. In dicht bebauten städtischen Gebieten, wo das äußere Erscheinungsbild eines Gebäudes eine wichtige Rolle spielt, können Balkonkraftwerke als nicht passend oder sogar als Verschandelung angesehen werden. Dies kann besonders in historischen Stadtteilen oder bei Gebäuden mit einer bestimmten architektonischen Ästhetik relevant sein.
  2. Sicherheitsbedenken
    Wenn das Balkonkraftwerk falsch angeschlossen wird oder die Steckdose, an die der Wechselrichter angeschlossen wird, defekt ist, kann ein Kabelbrand die Folge sein.
  3. Abhängigkeit von Wetter und Standort:
    Die Leistung von Balkonkraftwerken ist stark abhängig von Wetterbedingungen und der geografischen Lage. In Regionen mit geringerer Sonneneinstrahlung oder in Wohnungen mit ungünstiger Ausrichtung kann die Effizienz erheblich eingeschränkt sein.

8. Zukunftsperspektiven und technologische Entwicklungen in der Photovoltaik

Neueste Trends in der Photovoltaik-Technologie: Die Photovoltaik-Technologie entwickelt sich rasant weiter, und es gibt einige spannende Trends, die die Zukunft der Solarenergie prägen könnten:

  • Höhere Effizienz: Forscher arbeiten kontinuierlich daran, die Effizienz von Solarmodulen zu steigern. Neue Materialien wie Perowskit und technologische Fortschritte könnten zu noch leistungsfähigeren Modulen führen.
  • Flexible Solarmodule: Die Entwicklung von flexiblen und leichten Solarmodulen eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Integration in Kleidung oder auf unkonventionellen Oberflächen.
  • Integrierte Photovoltaik: Solarmodule werden zunehmend in Gebäudestrukturen integriert, was die Ästhetik verbessert und die Anwendungsmöglichkeiten erweitert.

9. Interessante und außergewöhnliche Fakten rund um Balkonkraftwerke

  1. Solarenergie im Weltall: Wusstest du, dass die Idee der Nutzung von Solarenergie ursprünglich für die Raumfahrt entwickelt wurde? Die ersten kommerziellen Solarzellen wurden in den 1950er Jahren für Satelliten hergestellt. Heute nutzen wir diese Technologie auf unseren Balkonen! (Quelle: NASA)
  2. Solarbetriebene Rekorde: Das größte solarbetriebene Flugzeug, die Solar Impulse 2, umrundete 2016 die Welt, komplett angetrieben von Solarenergie. Dies zeigt das unglaubliche Potenzial der Solarenergie, das wir nun auch mit Balkonkraftwerken nutzen. (Quelle: Solar Impulse Foundation)
  3. Bienenfreundliche Solarmodule: Einige Solarparks setzen auf „solarfreundliche“ Bepflanzung unter den Paneelen, um Bienen und andere Bestäuber zu unterstützen. Stell dir vor, dein Balkonkraftwerk könnte auch ein kleines Paradies für Stadtbienen sein! (Quelle: University of Illinois at Urbana-Champaign)
  4. Historische Solaranlagen: Die erste bekannte Nutzung von Solarenergie war im 7. Jahrhundert v. Chr., als Menschen Sonnenlicht mit Glaslinsen bündelten, um Feuer zu entzünden. Heute nutzen wir diese Energie, um unsere Smartphones zu laden! (Quelle: History of Solar Energy, Energy.gov)
  5. Solarpanels im Schnee: Obwohl es kontraintuitiv erscheinen mag, können Solarpanels in kalten, schneereichen Gebieten sehr effizient sein. Schnee kann tatsächlich wie ein Spiegel wirken und das Sonnenlicht verstärken. Also keine Sorge, wenn es im Winter schneit – dein Balkonkraftwerk könnte sogar besser funktionieren! (Quelle: Science Daily)

 

10. Ergänzung oder Frage von dir?

Gibt es eine Frage zum Beitrag, etwas zu ergänzen oder vielleicht sogar zu korrigieren?

Fehlt etwas im Beitrag? ... Jeder kleine Hinweis/Frage bringt uns weiter und wird in den Text eingearbeitet. Vielen Dank!

 

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11. Im Zusammenhang interessant

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In diesem Artikel werden wir uns mit allen Aspekten einer PV-Anlage im eigenen Garten auseinandersetzen und die ► Kosten, ► den Nutzen, ► die Wirtschaftlichkeit, ► die Planung und ► Genehmigung, ► die verschiedenen Photovoltaikmodule, ► Wechselrichter, ► die Montage und ► Installation, ► den Netzanschluss, ► die Wartung und ► Inspektion sowie das Fazit diskutieren.

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Solar Terrassendach: Lohnt sich die Anschaffung?

Eine Terrassenüberdachung im Freien kann einem viele Vorteile bieten. Sie können sich ein Wohnzimmer im Freien gestalten ohne Bedenken zu haben, dass Ihre Möbel unter den Wetterbedingungen leiden. Da das Dach vor allem vor der Sonne schützen soll, ergo in ihrem Strahlungsbereich liegt, bietet sich eine Auflage aus Solarmodulen an. Die ja bekanntermaßen nicht ganz billig sind.

Wann lohnt sich die Stromerzeugung mit dem Terrassendach? ► Kosten vom Solar Terrassendach ► Vor- und Nachteile eines Solar-Terrassendachs ► Unter welchen Bedingungen sich die Anschaffung lohnt.

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Wie Sie Ihre Photovoltaikanlage selbst montieren!

Der Strom, der durch die Energie der Sonne entsteht, ist unbegrenzt verfügbar und bietet damit einen enormen Vorteil gegenüber anderen erneuerbaren Energieträgern. Photovoltaikanlagen sind besonders umweltfreundlich und setzen keinen Feinstaub, wie beispielsweise Rußpartikel oder das Treibhausgas CO2, frei. Die Montage ist heutzutage standardisiert und kann auf unproblematischen Dächern sogar selbst vorgenommen werden.

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Befestigungsmöglichkeiten für die Photovoltaikanlage  / Solarmodule - was ist jeweils wichtig?

Solarmodule sind aus vielen nachhaltigen Häusern nicht mehr wegzudenken. Sie werden immer günstiger und effizienter. Sie können auch als Energiequelle für abgelegene Gebiete verwendet werden. Sonnenkollektoren sind eine beliebte Möglichkeit, Strom und Wärme zu erzeugen. Die Art der Halterung, die Sie wählen, kann sich jedoch auf die Effizienz Ihres Solarmoduls auswirken. Solarmontagesysteme sind eine notwendige Komponente für Solarmodule. Sie bieten den Solarmodulen einen stabilen, sicheren und witterungsbeständigen Halt.

Das Montagesystem ist so konzipiert, dass es das Gewicht der Paneele trägt und eine feste Position bietet, um sicherzustellen, dass die Paneele im richtigen Winkel geneigt sind. Diese Halterungen können verwendet werden, um Paneele auf Dächern oder anderen Strukturen wie Masten, Wänden oder Dächern zu montieren. Sie bestehen normalerweise aus Stahl oder Aluminium und sind in verschiedenen Formen und Größen erhältlich. Da ein Solardach oder Balkonkraftwerk immer beliebter wird, gilt es die Notwendigkeit von Montagesystemen genauer zu betrachten: Befestigungsmöglichkeiten für die Photovoltaikanlage / Balkonkraftwerk / Solarmodule - was ist jeweils wichtig?  ► für Schrägdach ► Hauswand ► Flachdach ► Aufständerung

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Solar Carport: Vorteile, Nachteile & Erfahrungen

Mittlerweile besitzen immer mehr Leute Solarzellen auf dem Hausdach. Eine sehr positive Entwicklung auch im Hinblick auf den Klimawandel. Doch nur relativ wenige kommen auf die Idee, auch das Carport mit Photovoltaikzellen auszustatten. Dabei stellt das Solarcarport eine sinnvolle Möglichkeit dar, das Dach des Carports effektiv zu nutzen.

Was sind eigentlich die Vorteile und die Nachteile von Solarcarports und ► mit welchen Kosten kann man dabei rechnen? ► weitere wichtige Punkte ► wann es sich lohnt

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Geschrieben von

Peter Bödeker
Peter Bödeker

Peter hat Volkswirtschaftslehre studiert und arbeitet seit seinem Berufseinstieg im Bereich Internet und Publizistik. Nach seiner Tätigkeit im Agenturbereich und im Finanzsektor ist er seit 2002 selbständig als Autor und Betreiber von Internetseiten. Das Bauen-und-Heimwerken-Projekt entstand aus einer Dachdämmungs-CD-ROM, die Peter zusammen mit mehreren Mitstreitern Anfang der 2000er in eine Heimwerker-Seite umwandelte. Als Hausbesitzer, Gartenbetreiber und leidenschaftlicher Holzwerber bereitet es ihm viel Freude, über Heimwerkerprojekte zu recherchieren, Experten zu befragen und sich eine möglichst einfache und anschauliche Umsetzung der Sachverhalte und How-Tos zu überlegen.

https://www.bauen-und-heimwerken.de

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