Was ist ein Balkonkraftwerk?
Die auch als Stecker-Solaranlage bezeichneten Balkonkraftwerke besitzen meist zwei bis vier Solarmodule mit passender Halterung, einem Wechselrichter und verschiedenen Anschlusskabeln. Aufgrund ihrer einfachen Bauweise und dem geringen Platzbedarf können sie sogar durch Mieter mit kleinem Balkon genutzt werden.
Gut zu wissen: Bis 2019 etwa befanden sich solche kleinen PV-Lösungen in einer rechtlichen Grauzone und wurden daher von ihren Nutzern auch als Guerilla PV bezeichnet. Heute ist die Nutzung dagegen ohne Weiteres legal möglich.
Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk für die Steckdose?
Nachdem eine Mini-Solaranlage auf einem Dach, der Terrasse oder dem Balkon montiert wurde, kann sie Solarstrom ins Hausnetz abgeben. Von dort wird er direkt an Verbraucher wie Lampen, eine Spülmaschine oder einen Kühlschrank weitergeleitet. So dreht sich der Stromzähler im Haushalt langsamer und die Stromkosten sinken.
Wie speist ein Balkonkraftwerk ein?
Treffen Sonnenstrahlen auf das Solar Panel entsteht Gleichstrom, der zum Wechselrichter fließt. Dieser wandelt den Gleichstrom dann in haushaltsüblichen Wechselstrom um, der per Stromkabel und (Wand-)Steckdose ins Hausnetz eingespeist wird.
Warum wird der Balkonkraftwerk Strom im Haushalt zuerst verbraucht?
Ein Balkonkraftwerk ist immer direkt mit dem Stromkreis der Wohnung verbunden. Der erzeugte Strom fließt demnach aufgrund des physikalischen Gesetzes des geringsten Widerstands unmittelbar zu naheliegenden elektrischen Verbrauchern wie einer Kaffeemaschine oder einem Fernseher.
Da bestimmte Dinge wie Router, Drucker oder der Kühlschrank selbst im Standby-Modus Strom benötigen, profitieren Balkonkraftwerk Besitzer auch dann vom Sonnenlicht, wenn sie unterwegs sind und gerade kein Gerät aktiv betreiben.
Balkonkraftwerk Bauteile und deren Funktion im Überblick
Egal ob fertiges Starter-Set oder selbst zusammengestellte Bastler-Lösung, folgende Komponenten dürfen bei keiner Mini-Solaranlage fehlen:
Solarmodule
Balkonkraftwerke setzen üblicherweise auf zwei bis drei kompakte Solarmodule. Deren Arbeitsweise beruht auf der Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial für den Aufbau der Solarzellen. Das Silizium selbst besteht wiederum grundlegend aus zwei Schichten, die durch Fremdatome eine sogenannte Dotierung erfahren. Der n-Emitter ist dabei negativ geladen und erzeugt freie Elektronen, während in der p-Basis aufgrund positiver Ladung Elektronen fehlen.
Am p-n-Übergang, der Grenze zwischen diesen Schichten, binden sich überschüssige Elektronen aus der n-Dotierung an freie Stellen der p-Dotierung. Diese Elektronenbewegung generiert ein elektrisches Feld. Mithilfe von metallischen Kontakten auf der Vorder- und Rückseite der Solarzelle wird der so erzeugte Strom nutzbar gemacht. Zusammenfassend lässt sich also sagen: Wenn Sonnenlicht auf das Silizium in den PV-Panelen trifft, entsteht elektrische Energie.
Balkonkraftwerk Halterung
Damit die einzelnen Solarmodule im optimalen Winkel von etwa 30 Grad zur Sonne ausgerichtet werden können und bei starkem Wind nicht davonfliegen, ist eine Halterung erforderlich. Sie gibt es in vielen Varianten aus Metall oder manchmal auch Beton für Balkongeländer, Garagendächer, Terrassen oder Fassaden.
Mehr Informationen dazu sind in unserem Balkonkraftwerk Montage Ratgeber zu finden.
Wechselrichter
Der Wechselrichter (Inverter) spielt für die Erzeugung von Solarstrom im eigenen Zuhause eine sehr entscheidende Rolle, weil er den Gleichstrom der Solarmodule in haushaltsüblichen Wechselstrom umwandelt.
Wechselrichter für kleine Photovoltaikanlagen sind üblicherweise mit 400 Watt bis 2000 Watt Leistung erhältlich und besitzen normalerweise direkt ab Werk den gesetzlich vorgeschrieben Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz). Wichtig: Die Einspeiseleistung des Wechselrichters in Hausnetz darf deutschlandweit bisher zwar nur bei maximal 600 Watt liegen, soll aber noch 2024 auf 800 Watt angehoben werden.
Meist wird der Wechselrichter bei der Montage vom Nutzer in der gewünschten Position unter den Solarmodulen oder am Balkongeländer verschraubt oder mit speziellen UV-beständigen Kabelbindern am Balkongeländer angebracht. Denn nur wenige Premium-Lösungen, wie das von uns bereits getestete Sunology Balkonkraftwerk, enthalten einen bereits vormontierten Wechselrichter.
Einsteiger brauchen sich aber trotzdem keine Sorgen machen: Die Installation eines gängigen Wechselrichters mit NA-Schutz ist laut unseren Erfahrungen auch für Solarfans ohne technische Vorkenntnisse gut zu bewerkstelligen.
Anschluss- & Verbindungskabel
Sie dienen dazu eines oder mehrere Solarmodule mit dem Wechselrichter zu verbinden. Hierbei gilt der MC-4 Stecker als Standard. Die Abkürzung MC steht dabei für "Multi Contact" und ist die Markenbezeichnung eines amerikanischen Herstellers. Die Ziffer 4 in der Typenbezeichnung MC4 bezieht sich auf den Querschnitt des Kontakts, der auch als Pin bekannt ist und 4 Quadratmillimeter beträgt.
Ergänzt werden diese meist ein bis maximal drei Meter langen MC4-Verbindungskabel üblicherweise durch ein deutlich längeres Anschlusskabel, das bis zu 30 Meter überbrücken kann, um den selbst erzeugten Strom ins Hausnetz zu leiten.
Wieland- oder Schuko-Stecker
Für den Übergang vom Kabel ins Hausnetz besteht die Möglichkeit sich für einen klassischen Schuko-Stecker zu entscheiden, wie er überall im Haushalt an klassischen Elektrogeräten zu finden ist, oder einen Wieland-Stecker einzusetzen.
Während der Schuko-Stecker einfach selbst angeschlossen werden darf, ist für die Wieland-Variante eine spezielle Steckdose erforderlich, die ein Fachmann installieren muss. So entstehen zwar Extra-Kosten, dafür ist diese Lösung aber auch die absolut sicherste Option.
Tipp: Welche Vor- und Nachteile beide Lösungen haben, erklären wir ausführlich in unserem Schuko- und Wieland-Stecker Vergleich.
Speicher (optional)
Da die Stromerzeugung per Balkonkraftwerk meist zu wenig Überschuss produziert, um ihn gewinnbringend verkaufen zu können, fließt nicht genutzter Strom meist kostenlos ins öffentliche Netz.
Abhilfe schafft hier ein Balkonkraftwerk mit Stromspeicher. Der produzierte Strom wird dann nur abgegeben, wenn er zu Hause auch verbraucht wird. Leider ist die Speichertechnologie allerdings nicht billig. Komplettpakete inklusive Balkonkraftwerk kosten üblicherweise mindestens 1.000 Euro. (Stand: 03/2024)
Als Alternative empfehlen wir Interessenten deshalb direkt einen Solargenerator in Betracht zu ziehen, der zwar keine ans Hausnetz angeschlossenen Elektrogeräte versorgen, dafür aber ähnlich einer großen Powerstation z. B. auch zum Camping mitgenommen werden kann.
Strommessgerät (optional)
Dieser spezielle Zwischenstecker lässt sich besonders bei Balkonkraftwerken mit Schuko-Steckern sehr einfach verwenden, weil er einfach nur in eine Wandsteckdose gesteckt werden muss, bevor die Solaranlage selbst daran angeschlossen wird. Sinn des Ganzen ist es, den erzeugtem Strom in Echtzeit zu messen, um so die Stromersparnis pro Jahr bestimmen zu können.
Expertentipp: Auch WLAN-Wechselrichter können die Balkonkraftwerk Strom-Einspeisung oft an die App ihres Herstellers übermitteln, messen aber häufig weniger genau als ein Zwischenstecker mit Verbrauchsmessung.
Wann muss der Stromzähler ausgetauscht werden?
Auch wer eine sehr kleine Photovoltaik-Anlage fürs Balkongeländer erwerben möchte, muss möglicherweise einen neuen Stromzähler installieren lassen. Denn viele alte Ferraris-Zählern laufen z. B. rückwärts, wenn überschüssiger Strom ins Netz eingespeist wird, was in Deutschland nicht erlaubt ist.
Gut zu wissen: Keine Regel ohne Ausnahme. Manchmal verfügen auch ältere Ferraris-Stromzähler bereits über eine Rücklaufsperre. Aus diesem Grund haben wir im nachfolgenden Bild das Standard-Symbol markiert, das diese klar kennzeichnet. So lässt sich einfach erkennen, ob eine Rücklaufsperre am eigenen Zähler vorhanden ist oder nicht.
Diese Zähler eignen sich direkt für den Betrieb eines Balkonkraftwerks:
- Analoge Zähler mit Rücklaufschutz (Symbol findet sich am Zähler)
- Digitale Stromzähler (Zweirichtungszähler oder Zähler mit Rücklaufsperre)
- Smart Meter
Was kostet ein Balkonkraftwerk?
Die Balkonkraftwerk Kosten sind in den letzten Jahren drastisch gesunken, wodurch es sogar 800 Watt Balkonkraftwerke schon ab etwa 500 Euro zu kaufen gibt. Somit dauert es meist nur zwei bis drei Jahre, bis sich der Anschaffungspreis durch die eingesparten Stromkosten amortisiert.
Lesetipp: Unser Expertencheck zu Balkonkraftwerk Kosten, Leistung und Ertrag
Wo kann man Balkonkraftwerke kaufen?
Wer ein Stecker-Solargerät für den Eigenbedarf online bestellen will, wird z.B. bei Anbietern fündig:
- Alpha Solar
- Amazon
- CarpeDiem Energy
- Conrad
- EET
- ELV
- GreenAkku
- KlimaWorld (ThermoFlux Deutschland)
- Priwatt
- PluginEnergy
- pvundso
- simon
- solar-pac
- SOLAR PEAK
- SolarInvert
- SUNSET SOLAR (SUNSET Energietechnik)
- Yuma
Tipp: In unserem Balkonkraftwerk Vergleich stellen wir die besten Lösungen noch ausführlicher vor. Dort finden Interessierte auch unsere Balkonkraftwerk Testsieger.
Lässt sich ein Balkonkraftwerk auch günstig selbst bauen?
Grundsätzlich gibt es im Handel zahlreiche Bauteile für Mini-Photovoltaikanlagen einzeln zu kaufen, meist lohnt sich dies allerdings nicht, weil günstige Starter-Sets mit perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten schon sehr günstig zu haben sind.
Wer sich trotzdem eine individuelle Lösung wünscht, sollte darauf achten, dass die Solarmodule etwas mehr Leistung haben als der Mikro-Wechselrichter damit sie auch bei schlechtem Wetter einen guten Ertrag bringen.
Sind Balkonkraftwerke allgemein meldepflichtig?
Ja, auch 600 Watt bzw. 800 Watt Balkonkraftwerke müssen im Markstammdatenregister der Bundesnetzagentur registriert werden. Dies dauert unserer Erfahrung nach aber meist nur etwa 10 Minuten und kostet nichts.
Balkonkraftwerk FAQ: Das sollten Einsteiger wissen
Alle, die noch mehr Details zur Montage und den rechtlichen Bedingungen der Balkonkraftwerk Nutzung wissen möchten, sollten einen Blick auf folgendes FAQ werfen:
Was ist der Unterschied zwischen PV-Anlage und Balkonkraftwerk?
Auch große Solaranlagen oder PV-Anlagen mit vielen Solarmodulen, die z.B. ein ganzes Haus mit Strom versorgen, arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie ein Balkonkraftwerk, indem sie das Licht der Sonne, das auf die Solarzellen fällt in Gleichstrom umwandeln.
Im Vergleich zu einer solch großen Dachsolaranlage ist ein Balkonkraftwerk jedoch auf 600 Watt Wechselrichterleistung begrenzt.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass sich der Wechselrichter einer PV-Anlage in der Regel innerhalb des Gebäudes befindet, während er bei einem Balkonkraftwerk am Aufsteller unter den Solarmodul befestigt wird.
Nicht zuletzt verfügt eine große auf dem Dach montierte PV-Anlage über einen Einspeisezähler, der die Strommenge erfasst und ins öffentliche Stromnetz einspeist. Gleichzeitig gibt es einen Bezugszähler, der den bezogenen Strom vom öffentlichen Stromnetz zählt, bevor er ins Hausnetz an einen elektrischen Verbraucher weitergegeben wird. Das Balkon Kraftwerk speist die erzeugte Energie hingegen ohne Umwege direkt vom Wechselrichter über eine Steckdose ins Hausnetz ein.
Müssen Balkonkraftwerke beim Netzbetreiber registriert werden?
Grundsätzlich sollten Balkonkraftwerke auch beim zuständigen Netzbetreiber angemeldet werden, u.a. um eine mögliche Überlastung des Stromnetzes zu vermeiden. Bei fehlender Anmeldung drohen jedoch keine Strafen oder Bußgeldzahlungen.
Hinweis: Die Bundesregierung plant aktuell jedoch nicht nur die Leistungsgrenze für Balkonkraftwerke von 600 auf 800 Watt zu erhöhen, sondern will die Anmeldepflichten dafür auch vereinfachen oder eventuell sogar ganz streichen.
Gibt es in Deutschland eine Bagatellgrenze für die Leistung eines Balkonkraftwerks?
Das deutsche Gesetz hat lange Zeit keinen rechtlichen Unterschied zwischen sehr großen, komplexen PV-Anlagen und den erst seit kurzem gängigen Mini-Versionen gemacht. Die Folge davon war, dass auch Personen mit nur ein oder zwei Solarmodulen sich an mehreren Stellen registrieren bzw. anmelden mussten.
Außerdem konnten Besitzer eines Balkonkraftwerks dadurch theoretisch belangt werden, wenn sie mehr als 70 Prozent ihres Stromertrags ins öffentliche Netz einspeisten. Ab dem 1. Januar 2023 gilt nun jedoch eine neue EEG-Fassung, so dass alle ab diesem Zeitpunkt in Betrieb genommenen Balkonkraftwerke nicht mehr von der 70-Prozent Regelung betroffen sind.
Was passiert mit dem nicht genutzten Balkonkraftwerk Strom?
Nicht direkt für den Eigebedarf verwendeter Strom fließt ins öffentliche Netz. Vermeiden lässt sich dies nur durch einen Speicher. Denn er stellt sicher, dass der komplette Sonnenstrom auch dann den Balkonkraftwerk Besitzern zugutekommt, wenn diese bei der Arbeit oder im Urlaub sind und ihn nicht umgehend nutzen können.
Tipp: Wie sich Mini-Solaranlagen ganz einfach erweitern lassen, erklären wir in unserer Anleitung zum Balkonkraftwerk Speicher nachrüsten.
Welche Phase versorgt das Balkonkraftwerk?
Das Balkonkraftwerk kann grundsätzlich mit jeder der vorhandenen Phasen verbunden werden. Im Hausstromkreis sind die Phasen um 120 Grad versetzt und führen kontinuierlich Strom. Diese zeitliche Verschiebung eröffnet die Möglichkeit, die Einspeisung zu optimieren. Wir raten Laien jedoch dringend davon ab, neue Verkabelungen in Eigenregie vorzunehmen.
Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk bei drei Phasen?
Ein Balkonkraftwerk kann prinzipiell auch an ein dreiphasiges Netz angeschlossen werden, erzeugt jedoch in der Regel nur einphasigen Wechselstrom. Folglich erfolgt die Einspeisung des erzeugten Stroms normalerweise jeweils nur auf eine der drei Phasen des Netzes.
Funktioniert ein Balkonkraftwerk auch bei Stromausfall?
Leider trifft dies meist nicht zu, weil sich der Wechselrichter bei Stromausfall normalerweise automatisch abschaltet. Mehr Informationen dazu gibt es in unserem Ratgeber zur Balkonkraftwerk Nutzung bei Stromausfall.
Was sind die technischen Voraussetzungen für ein Balkonkraftwerk?
In Deutschland gelten für Balkonkraftwerke u. a. folgende technischen Bedingungen:
- Die Maximalkapazität ist bisher auf 600 Watt beschränkt. Das kommt daher, dass in einen mit 16 Ampere abgesicherten Endstromkreis in der Regel Stromerzeuger mit einer Leistung von 600 Watt zusätzlich angeschlossen werden können. Bei einer Spannung von 230 Volt können dann 2,6 Ampere zusätzlich im Hausnetz fließen, was für die meisten Elektroinstallationen kein Problem darstellt (2,6 Ampere * 230 Volt = 600 Watt). Noch 2024 soll die Einspeisegrenze jedoch auf 800 Watt angehoben werden,
wie es in vielen Nachbarländern bereits üblich ist. - Es darf nicht die Gefahr eines elektrischen Schlags bestehen, z. B. durch freiliegende Metallstifte oder veraltete Verkabelungen.
- Der Stromzähler darf sich nicht rückwärts drehen, was z. B. bei Ferraris-Zählern der Fall sein kann. Digitale Stromzähler müssen saldierend arbeiten.
- Das Stromnetz darf nicht überlastet werden. Ältere Sicherungsautomaten, bei denen z. B. noch Kerzensicherungen geschraubt werden, sollten durch nächstkleinere Sicherungen ausgetauscht werden.
- Der Wechselrichter muss über einen Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz) verfügen. Das bedeutet, dass sich das Gerät abschalten muss, sobald die Spannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet.
Was muss ich beim normkonformen Betrieb eines Balkonkraftwerks beachten?
Für einen normkonformen Betrieb muss eine Balkon Solaranlage die DIN VDE Normen einhalten. Die Normen sind zwar keine Gesetze, werden aber von einigen Experten für ein besonders hohes Maß an Sicherheit empfohlen.
Folgende drei wichtige VDE-Normen und Richtlinien sollten u. a. für eine VDE normkonforme Installation einer Mini-PV-Anlage eingehalten werden:
Die Vornorm DIN VDE V 0100-551-1 regelt die Anforderungen an die Art eines Anschlusses, über den das Balkonkraftwerk zusätzlich zur öffentlichen Stromversorgung betrieben wird. Anlagen bis 600 W können damit in einen vorhandenen Endstromkreis eingebunden werden, welcher über eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung geschützt ist.
Kunden haben ferner die Wahl zwischen einem festen Anschluss oder einer speziellen Energiesteckvorrichtung nach E DIN VDE V 0628-1. Die Installation der Anlage darf mittlerweile vom Endanwender selbst durchgeführt werden.
Die VDE Norm DIN VDE V0628-1 regelt die Energiesteckvorrichtung mit Schutzkontakt, die z. B. auf den Wieland Stecker und die Wieland Steckdose zutrifft.
Die VDE Anwenderregel VDE-AR-N 4105 gibt die technischen Mindestanforderungen vor, die Wechselrichter von Balkonkraftwerken bis zu 600 W erfüllen müssen. Denn sie müssen mit einem NA-Schutz ausgestattet sein, der dafür sorgt, dass bei Spannungsabfall des Hausnetzes (z.B. Stecker der Solaranlage wird gezogen oder der Stecker ist nicht richtig in der Steckdose) der Stecker des Balkonkraftwerks spannungsfrei geschaltet wird. Es handelt sich also um eine Schutzvorrichtung direkt am Balkonsolargerät.
Weitere Tipps und Tricks zur Balkonkraftwerk Nutzung
Einsteigern empfehlen wir außerdem unsere Ratgeber zu folgenden Solar-Themen:
Was passiert, wenn ich 2 Balkonkraftwerke betreibe?
Wie lässt sich eine Balkonkraftwerk Teilverschattung ausgleichen?
Das sind die wichtigsten Balkonkraftwerk Vorteile und Nachteile
Balkonkraftwerk für Mieter: Rechte, Baumaßnahmen, Gerichtsurteile
Solarfans, die noch mehr Informationen suchen, werden z. B. hier fündig:
Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW): Stecker-Solar Simulator
Deutsche Gesellschaft für Solarenergie e. V. (DGS): Solar FAQ
Stiftung Warentest: Photovoltaik. Wann sich Balkonkraftwerke lohnen
Stiftung Warentest: Mutmacher Volle Solarkraft voraus!
Stiftung Warentest: Nachbarschaftsrecht. Regeln für Solarmodule und Co.
Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz: Freie Fahrt für Balkonkraftwerke
Verbraucherzentrale Niedersachen: Steckersolargeräte: Solarstrom vom Balkon
Verbraucherzentrale.de Energieberatung: Balkonkraftwerk Infoseite
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