Mein Balkonkraftwerk 2023 Teil 1: Komponenten, Drossel, Erträge, Amortisation

Balkonkraftwerk: Mein Erfahrungsbericht

In mehreren Teilen dokumentiere ich hier die Planung, den Aufbau und die Entwicklung meiner steckerfertigen PV-Anlage. In diesem ersten Teil, liste ich alle Komponenten der Anlage, sowie deren Preise auf, gehe auf den Suchtfaktor PV ein, meine ersten Erträge und wieso ich mich für einen größeren Wechselrichter (1500W) entschieden habe. Hier geht es direkt zum zweiten Teil der “Mein Balkonkraft Reihe”.

Teileliste

600W Leistungsgrenze

Um den Kaufzeitpunkt herum, sah die Gesetzeslage in Deutschland so aus, dass eine Leistungsobergrenze des Wechselrichters von 600W nicht überschritten werden durfte, während auf europäischer Ebene bereits 800W als Leistungsgrenze in einer Verordnung vorgesehen sind. Um auf zukünftige Änderungen dieser Grenze reagieren zu können, habe ich einen etwas größer dimensionierten Wechselrichter verbaut, der Software-seitig auf 40 % seiner Leistung gedrosselt ist (1500W × 0,4 = 600W). Wie das funktioniert und wie ich das gemacht habe, kann man hier (DE) nachlesen.

Wieso Mini-PV?

Ich habe das große Privileg von zu Hause aus arbeiten zu dürfen und verbringe demnach die ertragreiche Zeit des Tages in den heimischen Wänden. Die Mini-PV-Anlage soll den Strombedarf der Arbeitsgeräte wie Computer, Monitor und Schreibtischlampe abfedern oder vollständig decken. Durch geschicktes Schalten der Spül- und Waschmaschine soll der Eigenverbrauch weiter gesteigert werden und so ein möglichst hoher Autarkiegrad erreicht werden. Da wohnartbedingt keine Installation einer großen PV-Anlage möglich ist, hat sich der Plan eine kleine Balkonanlage zu installieren mehr und mehr gefestigt. Spätestens durch die gestiegenen Energiepreise und die wegfallende Mehrwertsteuer auf Photovoltaik-Komponenten waren genügend weitere Motivationen vorhanden. Außerdem ist so ein Bastelprojekt auch immer eine prima Gelegenheit, etwas dazuzulernen.

Zusammenstellung der Komponenten

Herzstück der Anlage ist der Growatt Wechselrichter MIC 1500TL-X. Dieser besitzt einen MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracking), das heißt die angeschlossenen Module müssen in Reihe geschaltet werden. Die so zu einem String verbundenen Panele, dürfen zusammen eine Leistung von 2100W (DC) erreichen. Bei einem, laut Hersteller angegebenen, Wirkungsgrad von rund 97 %, kann er eine Ausgangsleistung von 1500W (AC) aufbringen. Nachteil des Wechselrichters ist sicherlich seine „Ein-Knopf-Bedienung“, die es unnötig umständlich macht, sich durch die Menüs zu navigieren - die Konfiguration kann jedoch bequem über eine Weboberfläche vorgenommen werden. Auf Mikrowechselrichter wollte ich aufgrund der oben beschriebenen Eckdaten nicht zurückgreifen und eine Installation hinter einem der Module empfand ich aus Gründen möglicher Überhitzung und des damit auch geringeren Wirkungsgrades/Haltbarkeit nicht sinnvoll. Für eine Anlage mit unterschiedlichen Ausrichtungen der Panele, kann ein solcher Mikrowechselrichter aber auch von Vorteil sein.
Als Module sind zwei Trinasolar mit je 425 Wp verbaut. Diese haben einen schwarzen Rahmen, sind jedoch nicht vollständig schwarz. Die Entscheidung richtete sich dabei nach Baugröße (kleiner 2 Quadratmeter; passend für die Halterung; nicht größer als 1762 × 1134 × 30 mm), Wp (Watt Peak) von mehr als 400, Verfügbarkeit und Preis. Weiterer Datenpunkt war die Spannung (MPP-UMPP) bei verschiedenen Einstrahlungen - der Wechselrichter benötigt eine Startspannung von etwa 50V und die hintereinandergeschalteten Module müssen in Summe (Reihenschaltung: Spannungen addieren sich) über diesen Wert kommen. Das ist bei oben genannten Modulen gegeben.
Die schwierigste Entscheidung war die Halterung für das Balkonkraftwerk. Es bietet sich an, selbst eine Konstruktion im Baumarkt/Web zusammenzustellen oder auf ein fertiges Set zurückzugreifen. Von letzteren gibt es viele. Da ein Balkon sehr individuell ausgestaltet ist, passt nicht jede Halterung auf jeden Balkon. Vor allem die Details machen es letztlich aus - runde oder eckige Handläufe, einzelne Streben oder komplett durchgehende Wand. Entschieden habe ich mich für das Komplett-Set von Profiness in der XXL-Fassung (große Panele).
Die weiteren Komponenten sind weitere Standard-Teile aus dem Photovoltaikbereich: Kabel mit entsprechendem Durchmesser, MC4-Steckverbindungen. Als zusätzliche Absicherung kommen 3 mm dicke und ummantelte Drahtseile mit Klemmen zum Einsatz, die die Panels vor einem „Abfallen“ aus der Halterung sichern.

Erste Erträge

Ein Probeaufbau an einem schönen sonnigen Februartag zeigte sich direkt, dass es mir unverständlich ist, wieso nicht jeder geeignete Balkon und nicht jede freie Dachfläche mit Photovoltaikmodulen ausgestattet ist. Ich habe den Wechselrichter zusammen mit einem Panel angeschlossen und die ersten Erträge wurden in den heimischen Stromkreis eingespeist. Dabei stand das Trinasolar fast senkrecht an die Hauswand gelehnt, wobei es nicht vollständig angestrahlt wurde - dabei kamen, über einen Zeitraum von mehreren Stunden, Leistungen zwischen 50 und 135W heraus. Einen Tag später wollte ich dieses Experiment noch einmal durchführen und stellte das Panel wieder in die Sonne. Es war ebenfalls sonnig und das Panel erbrachte eine Leistung von 163W. Bereits angefixt, war das der Moment, in dem ich süchtig nach PV wurde.

Amortisation - rechnet sich eine Mini-PV-Anlage?

Das Betreiben einer solchen Balkon-Photovoltaik ist zum einen sicherlich verbunden damit, ab einem bestimmten Zeitpunkt Geld, durch reduzierte Stromkosten, einzusparen, auf der anderen Seite vermittelt sie einem aber auch ein gutes Gefühl. Immer wenn die Sonne scheint, weiß ich, dass ein Teil des Strombedarfs durch die Panele gedeckt wird - und das ist ein sehr schönes Gefühl. Es macht regelrecht Spaß, Geräte erst dann anzuschalten, wenn das Blatt auf dem Growatt Wechselrichter grün ausgeleuchtet ist, er also fleißig am Wandeln ist. Die eher düstere Seite des ganzen Projektes ist die Kostenaufstellung und die Berechnung der Amortisationszeit.

Milchmädchenrechnung

Bei einem durchschnittlichen Jahresertrag von rund 820 kWh und einem Strompreis von rund 40 Cent/kWh, würde sich das Balkonkraftwerk in 2,5 Jahren amortisieren.

Berechnung auf Grundlage der „Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin“

Auf der Webseite Stecker-Solar-Simulator ist eine Berechnung anhand von 10 Millionen Simulationsanlagen möglich. In mehreren Schritten können hier die Eckdaten zum aktuellen Stromverbrauch, zur Art des Haushaltes und zu der montierten Anlage gemacht werden. Basierend auf diesen Eintragungen erhält man eine Aufstellung in Tabellenform - die Ergebnisse meiner Stecker-Photovoltaik-Anlage:

Als Eingabeparameter habe ich eine Wohnung mit 2 Personen und einem Jahresstrombedarf von 1500 kWh gewählt. Dazu eine Montage am Balkon mit südlicher Ausrichtung bei 35 Grad Anstellwinkel und ohne Verschattung. Der Netzbezugspreis ist mit 35Cent pro kWh und einer jährlichen Steigerung von rund 3 % pro Jahr eingestellt. Betrachtungszeitraum sind 10 Jahre. Interessant hierbei wäre noch eine genauere Einstellung der Parameter und auch eine Erhöhung der Wechselrichterleistung auf 800W (oder mehr). In weiteren Artikeln werde ich diese Werte noch einmal überprüfen - insbesondere das Arbeiten zu Hause dürfte den Nutzungsgrad noch einmal erhöhen und damit auch die jährliche Einsparung, sowie die Amortisation. Eine genaue Dokumentation zur Berechnungsgrundlage findet sich auf der Homepage oder direkt hier.

Nachtrag aus Januar 2024

Zwischenzeitlich sind die Preise für PV-Komponenten deutlich gesunken. Panels mit 430 Wp+ kosten zwischen 70 und 90 €, ganze Anlagen bestehend aus zwei Panels, einem Wechselrichter und Anschlusskabel kosten um die 300 € - mit Halterung und Zubehör kann man so auf einen Gesamtanlagenpreis von unter 500 € kommen. Zu diesen Preisen hätte ich auch gerne gekauft, vor allem hätte das einen enormen Effekt auf die Amortisationszeit gehabt. Über die Entscheidung ein Balkonkraftwerk zu installieren bin ich dennoch sehr froh und ich kann weiterhin jedem raten sich mit der Thematik “Balkonsolar” auseinander zu setzen. Die aktuellen Preise sollten dafür einen weiteren Motivationsschub geben.

Balkonkraftwerk in Zahlen: Monatliche Erträge meiner Solaranlage

In der Blogreihe PV-Ertrag Monatsbericht dokumentiere ich monatlich den Ertrag der Balkonsolar-Anlage.

Meilensteine: Gesamtproduktion und Rekordwerte meiner Solaranlage im Überblick