Balkonkraftwerke: charmant, effektiv, beliebt
Der Photovoltaik-Markt wächst in allen Bereichen. Ob Residential oder Commercial, von der kleinen Aufdachanlage über große Dachkomplexe in Industrie & Gewerbe bis hin zu gewerblichen Freiflächen- & Agri-PV-Anlagen. Aber auch Vertreter des anderen Extrems – besonders kleine Anlagen – erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Bühne frei – für Balkonkraftwerke.
Es tut sich was auf Deutschlands Balkonen. Seit geraumer Zeit nimmt die Anzahl an Balkonkraftwerken immer weiter zu. Wo viele den Urlaub zuhause verbringen („Balkonien“) oder selbst Tomaten und Gurken ziehen, sieht man immer öfter die Zeichen für das Voranschreiten der PV. Kein Wunder: Balkonkraftwerke sind im Vergleich zu den größeren PV-Anlagen im Residential-Bereich nahezu problemlos umzusetzen und bieten auch darüber hinaus viele charmante Vorteile.
Was sind Balkonkraftwerke?
Ein übliches Balkonkraftwerk besteht aus einem PV-Modul, einem Mikro-Wechselrichter sowie einem AC-Kabel. In Deutschland gilt dabei für Balkonkraftwerke noch die 600-Watt-Grenze auf der AC-Seite. Mit einem PV-Modul-Spektrum von 370–450 W können aktuell also maximal 2 PV-Module für ein Balkonkraftwerk eingesetzt werden. Mit der Anhebung der Grenze auf 800 W im Rahmen des Solarpakets 1 wird sich hier aber etwas tun. Doch dazu später mehr.
In ihrer Zusammenstellung sind Balkonkraftwerke flexibel. Setzt man auf eine Kombi aus Mikro-Wechselrichter mit 2 unabhängigen MPP-Trackern (MPPT), können 2 PV-Module angeschlossen werden. Bei Mikro-Wechselrichtern mit nur einem MPPT ist folgerichtig auch nur ein Modul anschließbar. Doch auch der Einsatz zweier kombinierter Mikro-Wechselrichter mit je einem MPPT ist möglich, was dann zu einer Mini-PV-Anlage führt. Wichtig hierbei ist immer, dass der MPPT-Spannungsbereich des PV-Moduls sich innerhalb des Rahmens des MPPT-Spannungsbereich des Mikro-Wechselrichters befindet. Ebenfalls ist der Kurzschlussstrom zu berücksichtigen. Dieser muss beim Wechselrichter stets höher sein als beim PV-Modul.
Bei den besagten Mikro-Wechselrichter handelt es sich um 1-phasige PV-Wechselrichter mit einer Ausgangsspannung von 230 V. Sie wandeln den DC-Strom des PV-Moduls in Wechselstrom um, welcher dann wiederum über ein AC-Kabel ins Haushaltsnetz gelangt. Auf diese Weise kann der Strom direkt an die aktiv geschalteten Geräte im Haushalt weitergegeben und von ihnen genutzt werden. Überschüssiger, nicht direkt verbrauchter Strom wird anschließend ins Netz eingespeist.
Anwendungsbereiche & Installation
Mikro-Wechselrichter weisen einen hohen Schutzgrad von IP65 bis zu IP67 auf und sind somit ideal im Außenbereich einsetzbar. Wie schon der Name Balkonkraftwerk verrät, werden die Anlagen überwiegend auf Balkonen montiert. Der Begriff greift aber eigentlich zu kurz, denn es ist durchaus auch möglich, die Mini-Anlagen an Dächern von Gartenhäusern, Garagen oder an Außenfassaden anzubringen, z. B. unter Fenstern.
Der Mikro-Wechselrichter wird an die Rückseite des PV-Modul-Rahmens montiert. Die Verbindung zwischen Modul und Mikro-Wechselrichter stellen DC-seitig die Plus- und Minus-Stecker des Moduls her. Über ein AC-Kabel wird der gewonnene Strom dann mithilfe einer Wieland-Einspeisesteckdose in das Hausnetz gespeist. Alternativ ist es aber auch möglich, den gewonnen Strom über einen Schuko-Stecker in das Hausnetz einzubringen.
Monitoring für Balkonkraftwerke
Viele Hersteller bieten gemeinsam mit dem Mikro-Wechselrichter eine Monitoring-App an. Damit kann der Eigenverbrauch des Sonnenstroms über das Jahr per Smartphone getrackt werden. Die konstante Internetanbindung des Systems ist auch insofern hilfreich, als der Hersteller im Falle auftretender Probleme auf diese Weise zu Problemlösungs-Zwecken auf das System zugreifen kann. Aber auch für den Erhalt der vollständigen Garantie kann die konstante Internet-Anbindung erforderlich sein.
Balkonkraftwerke: Die gesetzlichen Rahmenbedingungen
In dem am 16.08.2023 beschlossenen Gesetzesentwurf der Bundesregierung für das Solarpaket 1 ist die Anhebung der 600-W-Grenze festgelegt: künftig werden 800 W erlaubt sein. Inkrafttreten wird das neue Gesetzespaket jedoch vermutlich erst zum Jahresbeginn 2024. Bis dahin gilt weiterhin die 600-W-Grenze auf der AC-Seite.
Aktuell müssen Balkonkraftwerke im Marktstammdatenregister sowie bei dem zuständigen Netzbetreiber angemeldet werden. Im angesprochenen Gesetzesentwurf ist jedoch zu lesen, dass die Anmeldung beim zuständigen Netzbetreiber wegfallen wird, sodass das aktuelle Prozedere einer Doppelanmeldung künftig nicht länger erforderlich sein wird.
Wird eine Mini-PV-Anlage installiert, muss aktuell zudem mindestens ein Zweirichtungszähler verbaut sein. Nach der Gesetzesänderung sollen aber auch alte rückwärtsdrehende Zähler akzeptiert werden.
Wird ein Balkonkraftwerk auf der Fassade/Balkon eines Mehrfamilienhauses oder einer Mietwohnung integriert, müssen vor der Installation Mieter*innen bzw. die Eigentümer*innen mit einbezogen werden. Gegebenenfalls muss eine Einverständniserklärung der Wohnungseigentümergemeinschaft vorliegen. Im Zuge der aktuellen Anpassungen wird darüber debattiert, ob die Begründung der Installation einer Mini-PV-Anlage gegenüber dem Vermieter bzw. in der Eigentümerversammlung künftig entfallen könnte. Sollte diese Neuregelung kommen, würde die Inbetriebnahme von Balkonkraftwerken nochmals vereinfacht.
Normkonform ist die Einspeisung des Stroms in das Haushaltsnetz über eine Wieland-Einspeisesteckdose. Situationsbedingt kann aber auch ein Schuko-Stecker dafür zulässig sein, wobei dies je nach Fall gesondert geprüft werden muss. Der Mikro-Wechselrichter muss zudem das Relais für den vereinfachten NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 vorweisen.
Mikro-Wechselrichter-Hersteller im Vergleich
Auf dem Markt für Mikro-Wechselrichter tummeln sich bereits diverse Hersteller. Und die Tendenz ist steigend. Wir haben eine kleine Auswahl getroffen und verschiedene Modelle gegenübergestellt.
| APsystems | AEconversion | Enphase | |
|---|---|---|---|
| Modell | DS3-S | INV315-50 | IQ 7A |
| AC-Leistung (VA) | 600 | 300 | 350 |
| Anzahl MPPT | 2 | 1 | 1 |
| Stränge pro MPPT | 1 | 1 | 1 |
| DC-Eingangsstrom (A) | 18 | 9,5 | 10,2 |
| Kurzschlussstrom (A) | 22,5 | 14 | 15 |
| MPPT-Spannungsbereich | 28–45 V | 24–40 V | 38–43 V |
| Modulleistung (Wp) | 255–550 | 290–400 | 295–460 |
| Kommunikation | ZigBee | smart RF 2.4GHz | PLC |
| Monitoring | ja | optional | ja |
| Garantie | 12 Jahre | 10 Jahre | 25 Jahre |
Der Trend bei Balkonkraftwerken
Die Mikro-Wechselrichter-Hersteller nähern sich bei der Leistungsfähigkeit ihrer Produkte sukzessive der steigenden Leistung (Wp) der PV-Module an. Denn: Je höher die bereitgestellte Wattage des Moduls desto mehr Energie kann im Haushalt genutzt werden. Auch befinden sich Balkonkraftwerke oft nicht in idealer Ausrichtung zur Sonne, da die Gegebenheiten auf Balkon oder Fassade oft nicht mit jenen eines Hauptdachs vergleichbar sind. Durch PV-Module mit höherer Leistungsklasse kann dieser Umstand jedoch künftig abgefedert werden, sodass die vorgeschriebene AC-Grenze auch unter weniger optimalen Bedingungen ausgereizt werden kann. Hierbei bietet die HTW Berlin ein sehr nützliches Tool für die Wirtschaftlichkeitsberechnung einer Balkonanlage.
Fazit
Mit der Nachfrage wächst auch der Markt für Mini-Solaranlagen stetig. Angesichts der anstehenden gesetzlichen Anpassungen und bürokratischen Lockerungen werden Balkonkraftwerke künftig für immer mehr Anwendungsfälle interessant werden. Die Anlagen bieten Endnutzern in jedem Fall auf charmante Weise die Möglichkeit, einen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Schließlich stellt jeder mit grünem Strom versorgter Verbraucher einen weiteren Schritt hin zu einer nachhaltigeren Energiezukunft dar. In Zukunft wird der Balkon nicht mehr nur der Ursprungsort leckeren Gemüses, sondern auch nachhaltiger Energie sein.
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