Grundsätzlich besteht ein Balkonkraftwerk aus wenigen Komponenten, die sich einfach zusammenstecken lassen. Der Name “steckerfertige Solaranlage” ist bei den Balkonsolaranlagen Programm. Worauf es dennoch zu achten gilt, möchte ich in diesem Beitrag näher beleuchten. Grundsätzlich kann man Balkonkraftwerke in zwei Typen unterscheiden:

Balkonkraftwerk ohne Speicher

Das klassische Balkonkraftwerk besteht aus:

  • Panels (2-4)
  • (Mikro-)Wechselrichter
  • Halterung
  • Zubehör

Der Klassiker besteht aus zwei Panels mit bis zu 880Wp Leistung und einem Mikrowechselrichter mit 800W maximaler Ausgangsleistung. Dazu kommen noch die Halterung und ein paar Kabel zum Verbinden der Panels mit dem Wechselrichter und für die Verbindung vom Wechselrichter zur Einspeisedose. Damit hat man eine fertige Mini-Solaranlage. Nur optional: Ergänzt werden kann die PV-Anlage durch “WiFi-Sticks” für die Steuerung des Wechselrichters und die Übertragung von Daten in eine Cloud oder eine lokale Datenbank. Manche Wechselrichter haben dafür bereits ein verbautes Modul, bei anderen muss dieses dazugekauft werden. Zur Ertragsmessung kann auch ein smarter Zwischenstecker, wie

verwendet werden, der die benötigten Werte sammelt und weiterverarbeitet. Wie man den myStrom WiFi Switch lokal betreiben kann und die Daten in einer InfluxDB speichert, damit sie über Grafana visualisiert werden können, habe ich in einem älteren Blog Beitrag festgehalten. Man kann sich auch einen Wechselrichter mit mehr als 800W Ausgangsleistung kaufen und diesen durch den Händler drosseln lassen oder selbständig anpassen. Dafür benötigt man für Hoymiles Wechselrichter eine OpenDTU-Kommunikationseinheit (HMS & HMT Serie / HM Serie); für Growatt Wechselrichter lässt sich die Ausgangsleistung im Web-Portal einstellen.

Balkonkraftwerk mit Speicher

Das Balkonkraftwerk 2.0 besteht aus:

  • Panels (bis maximal 2000Wp)
  • (Mikro-)Wechselrichter oder Speicher mit integriertem Wechselrichter
  • Speicher (ab 1kWh bis 2,5kWh)
  • Halterung
  • Zubehör

Da PV-Komponenten immer günstiger werden und auch die Preise für Speicher stetig sinken, wird diese Variante des Balkonkraftwerks immer beliebter. In einigen Monaten/Jahren zählt der Speicher zum Standard einer jeden Balkonsolaranlage. Um den Speicher ganzjährig bestmöglich befüllen zu können, empfiehlt es sich bei diesem Typ mehr als 2 Panels zu verbauen und die Peak-Systemleistungsgrenze von 2000Wp für Solarpanels auszunutzen. Wenn der Speicher es erlaubt, kann auch ein Wechselrichter mit mehr als 800W Ausgangsleistung verbaut werden, denn dann wird der Speicher bei genügend Sonneneinstrahlung auch entsprechend schneller befüllt. Der Speicher selbst speist AC-Seitig weiterhin mit nur 800W ein. Um die Auswahl des richtigen Speichers zu erleichtern, habe ich einen Balkonkraftwerk-Speicher Vergleich erstellt, den man kostenlos als PDF herunterladen kann.

Welches Balkonkraftwerk passt zu mir?

Die wichtigsten Fragen, die man sich vor einem Kauf stellen muss:

  • Wie sieht mein Alltag aus?
  • Wie hoch ist mein Budget?
  • Wie viel Platz zur Verfügung?
  • Wie viel Zeit & Aufwand möchte ich in Suche und Aufbau stecken?

Nutzungsprofil

Das Nutzungsprofil spielt eine zentrale Rolle bei der Auswahl des passenden Balkonkraftwerks. Wer tagsüber zu Hause arbeitet, kann die erzeugte Solarenergie direkt für Laptop, Bildschirm und andere Geräte nutzen und profitiert besonders von einem Balkonkraftwerk. Bei Berufstätigen, die erst abends heimkehren, ist der zeitgleiche Eigenverbrauch deutlich geringer. In diesen Fällen können Geräte wie Waschmaschine oder Spülmaschine per Zeitschaltuhr so programmiert werden, dass sie die Sonnenenergie tagsüber optimal nutzen. Auch die Option eines Speichers könnte für diese Nutzungsgruppe interessant sein, um den Solarstrom vom Tag in den Abend zu “retten”.

Budget

Panels

Im Bereich Balkonkraftwerk gilt nicht zwingend teuer = gut, aber auch nicht billig = schlecht. Was die Panels betrifft, kann man bei den etablierten Herstellern grundsätzlich nichts falsch machen - alle produzieren auf einem hohen Niveau. Den größten Unterschied machen die Art des Panels, die Anzahl und die Anordnung der Zellen. Eigenschaften von Solarpanels mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen:

  • Bifazial vs. Monofazial

    • Bifazial: Können Licht von beiden Seiten aufnehmen, dadurch mehr Ertrag. Ideal bei hellen Untergründen/Schnee. Nachteil: teilweise etwas teurer, benötigen speziellen Aufbau, um volles Potential auszuschöpfen.
    • Monofazial: Klassische Panels mit einer aktiven Seite, günstiger, bewährte Technik. Nachteil: Geringerer Ertrag als bifaziale Module.

  • Anzahl der Zellen

    • Je mehr Zellen verbaut sind, desto besser verhält sich das Panel bei Teilverschattung. Üblich sind heute 144 Zellen.

  • Zellenanordnung

    • Vollzellen: Klassisches Design, robust, günstigere Produktion. Nachteil: Anfälliger für Teilverschattung
    • Halbzellen: Bessere Leistung bei Teilverschattung, geringere Stromverluste, höhere Effizienz. Nachteil: Komplexere Herstellung, etwas teurer

Wechselrichter

Beim Wechselrichter, dem Herzstück der Anlage, sollte man darauf achten, dass er gut mit den Panels harmoniert und den eigenen Ansprüchen in Sachen Konnektivität (Wlan (integriert oder nicht), Monitoring, App) und Garantie entspricht. Für einen Vergleich zwischen hochwertigen und weniger guten Mikrowechselrichtern empfehle ich einen Blick in die MikroWR Liste (Google Docs).

Wie erkenne ich, ob Wechselrichter und Panels zusammenpassen?

Um die Kompatibilität zwischen Mikrowechselrichter und Solarpanels zu prüfen, sind mehrere technische Parameter wichtig:

Quelle: Hoymiles

  • Leistungsbereich

    • Die Nennleistung des Moduls sollte im empfohlenen Leistungsbereich des Wechselrichters liegen. Meist 250-440W pro Kanal bei aktuellen Mikrowechselrichtern

  • Maximalspannung (V)

    • Die maximale Leerlaufspannung der Module darf die Maximalspannung des Wechselrichters nicht überschreiten. Meist liegt diese bei etwa 50-65V

  • Eingangsspannungsbereich MPPT (V)

    • Der MPP-Spannungsbereich des Wechselrichters muss zur Spannung der Module passen. Typischerweise liegt dieser bei Mikrowechselrichtern zwischen 20-60V

  • Start-Spannung (V)

    • Die minimale Spannung die benötigt wird, damit der Mikrowechselrichter beginnt zu arbeiten. Die angeschlossenen Panels sollten diese Spannung möglichst früh liefern können.

  • Maximaler Eingangsstrom (A)

    • Der Kurzschlussstrom des Moduls muss unter dem maximalen Eingangsstrom des Wechselrichters liegen

  • Praktische Schritte zur Prüfung:

    • Datenblatt des Solarpanels beschaffen und wichtige Werte notieren
    • Diese mit den Spezifikationen des Mikrowechselrichters vergleichen

Wichtig zu beachten!

  • Bei einer Reihenschaltung (ein String) addieren sich die Spannungen der einzelnen Module, während die Stromstärke gleich bleibt. Wenn Sie also drei 40V-Module mit je 10A in Reihe schalten, erhalten Sie eine Gesamtspannung von 120V bei 10A.
  • Bei einer Parallelschaltung verhält es sich genau umgekehrt - hier addieren sich die Stromstärken, während die Spannung konstant bleibt. Drei parallel geschaltete 40V-Module mit je 10A ergeben also weiterhin 40V, aber mit einer Gesamtstromstärke von 30A.

Speicher

Der Speicher ist momentan der größte Kostenfaktor beim Kauf eines Balkonkraftwerks. Neben dem Preis spielen die unterschiedlichen Eigenschaften und damit Möglichkeiten der Verwendung eine große Rolle. Das zeigt sich auch in der Ausgestaltung des Preises. Welcher Speicher der richtige ist, hängt von den Voraussetzungen und dem Einsatzzweck im Haushalt ab. Um die Entscheidung zu vereinfachen, habe ich einen Balkonkraftwerk-Speicher Vergleich erstellt, der alle wichtigen Eigenschaften, Preise und technischen Details zusammenfasst. Die Tabelle umfasst die wichtigsten Speichersysteme namhafter Hersteller wie Hoymiles, Marstek, Growatt, EcoFlow, Zendure, Anker, EET, Sunlit, Maxxisun, Spaun, Dyness, AlphaESS.

Hinweis zu Speichern (danke @TwisterSatire): Wer sein Balkonkraftwerk mit einem Speicher nachrüsten möchte, sollte sich bewusst sein, dass hier rechtlich noch Unklarheiten bestehen. Während die vereinfachte Anmeldung beim Marktstammdatenregister für die Solarmodule und Wechselrichter ausreicht, fallen Speichersysteme formal nicht unter diese Regelung. Theoretisch müssten sie separat beim Verteilnetzbetreiber angemeldet werden. In der Praxis wird dies von vielen Betreibern nicht umgesetzt, wodurch man sich in einem rechtlichen Graubereich bewegt. Eine eindeutige rechtliche Regelung wäre hier wünschenswert, um Hobby-Solateuren mehr Sicherheit zu geben.

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