Balkonkraftwerk Teil 1: Solaranlage für den Eigenbau

Balkonkraftwerk

Waren große Solaranlagen bisher ausschließlich eine Domäne derer, die ein eigenes Dach besitzen, so gewinnen in Zeiten steigender Strompreise kleine Photovoltaikanlagen zunehmend an Beliebtheit. Und zwar bei Wohnungsbesitzern und gleichermaßen bei Mietern. Die Rede ist von sogenannten Balkonkraftwerken, also einem Solarmodul (oder zwei) für Balkon oder Terrasse. Diese Artikelserie erklärt, worum es sich dabei handelt und wie jedermann mit geeignetem Aufstellstandort eigenen Strom erzeugen und seine Stromrechnung senken kann.

Ich möchte ausdrücklich darauf hinweisen, dass Arbeiten am 230V-Stromnetz potentiell lebensgefährlich sind. Wer keine elektrotechnische Ausbildung hat, sollte solche Tätigkeiten dringend einem Elektriker überlassen.

Diese Artikelserie gliedert sich in mehrere Teile:

  • Teil 1 (dieser Artikel) klärt erst einmal den Begriff „Balkonkraftwerk“ und wie man damit seine Stromkosten senken kann. Dann geht es um Materialkosten, Voraussetzungen und Rahmenbedingungen, also eher die administrativen Dinge.
  • Teil 2 befasst sich dann mit den Hardwarekomponenten und der Installation eines Balkonkraftwerks.
  • Teil 3 ist der Planungsartikel für ein eigenes Balkonkraftwerk.
  • Teil 4 widmet sich ausführlich der Verträglichkeit von Solarmodulen mit Wechselrichtern.
  • Teil 5 ist schließlich ein Nachschlagewerk für Grundlagen der Elektrotechnik, so weit sie für Balkonkraftwerke erforderlich sind.
  • Teil 6 behandelt das Monitoring, also die Anzeige von erzeugter Leistung und Energie.
  • Teil 7 zeigt, wie man die Waschmaschine in Abhängigkeit von der Solarstromerzeugung automatisch einschalten kann.
  • Teil 8 beschäftigt sich ausführlich mit OpenDTU und AhoyDTU.
  • Teil 9 klärt auf über den Export von Daten per MQTT und Rest-API in andere Systeme.
  • Teil 10 stellt Home Assistant vor und bindet Shellies und AhoyDTU ein.
  • Teil 11 zeigt eine Visualisierung über ioBroker und Grafana.
  • Teil 12 erklärt Sinn und Funktionsweise des Maximum Power Point Trackers MPPT.
  • Teil 13 geht ins Detail mit Parallel- und Reihenschaltung von Solarmodulen.
  • Teil 14 behandelt das Thema Verschattung.

Definition eines Balkonkraftwerks

Ein Balkonkraftwerk muss sich nicht zwangsweise auf einem Balkon befinden und nicht jede Solaranlage auf einem Balkon ist auch rechtlich ein Balkonkraftwerk. Worüber genau sprechen wir hier also?

Was ist ein BKW?

Ein Balkonkraftwerk – auch Steckdosen-Solargerät oder Stecker-Solar-Anlage genannt – ist eine Photovoltaikanlage, deren Wechselrichter nicht mehr als 800 Watt und deren Solarmodule zusammen nicht mehr als 2000Wp Leistung haben. Für diese Klasse der Solaranlagen gibt es die Möglichkeit eines vereinfachten Anmeldeverfahrens, das der Betreiber selber durchführen kann – ohne Elektriker.

Große Dachsolaranlagen werden von zertifizierten Elektrikern installiert und der Elektriker führt auch alle erforderlichen Anmeldungen durch. Bei einem Balkonkraftwerk bis 800W / 2000Wp können wir die Installation der Anlage und auch die Anmeldung selber machen.

Und was ist kein BKW im Sinne dieser vereinfachten Anmeldemöglichkeit?

Nur um Missverständnisse zu vermeiden, hier eine kurze Abgrenzung zu anderen Photovoltaikanlagen, über die wir in dieser Artikelreihe nicht sprechen, da für sie das vereinfachte Anmeldeverfahren nicht möglich ist:

  • Solaranlagen (auch auf Balkonen) deren Wechselrichter mehr als 800W abgeben kann
  • Solaranlagen mit mehr als 2000Wp Modulleistung
  • Große Dach- oder Freiflächen-Solaranlagen
  • mobile Solaranlagen zum Beispiel in Wohnmobilen (brauchen keine Anmeldung)
  • Inselsolaranlagen ohne Verbindung zum öffentlichen Stromnetz (brauchen keine Anmeldung)

Wie verdient (spart) ein BKW Geld?

In der Tat verdient man mit einem Balkonkraftwerk kein Geld durch eine Einspeisevergütung wie bei großen Solaranlagen. Überschüsse, die nicht zeitgleich selber verbraucht werden können, werden zwar ins öffentliche Stromnetz eingespeist und der Netzbetreiber kann diesen Strom weiter verkaufen, eine Vergütung bekommt der Betreiber des Balkonkraftwerks dafür aber nicht. Auch das ist eine typische Eigenheit der Balkonkraftwerke, es gibt kein Geld für eingespeisten Solarstrom.

Der Balkonkraftwerker, wenn wir den Betreiber eines Balkonkraftwerks mal so nennen wollen, profitiert ausschließlich durch den Eigenverbrauch der erzeugten Energie. Das heißt, mit einem BKW senken wir unsere jährlichen Stromkosten.
Wichtig ist es zu beachten, dass erzeugter Solarstrom zeitgleich auch verbraucht werden muss. Es hilft nichts, zum Beispiel mittags bei Sonnenschein 800 Watt zu erzeugen, wenn niemand zuhause ist und der aktuelle Grundbedarf (Geräte im Standby, Fritzbox, Radiowecker, Kühlschrank) nur bei 100W liegt. Die generierte Leistung, die nicht selbst verbraucht wird, im Beispiel 700W, wird dem Energieversorgungsunternehmen geschenkt. Auf diesen Sachverhalt werde ich in Teil 3 dieser Artikelserie näher eingehen, wenn es darum geht, die geeignete Größe für das eigene Balkonkraftwerk zu finden.

Was kostet ein Balkonkraftwerk?

Nachfolgende Zahlen sind ungefähre Preise Mitte 2024. Sie berücksichtigen, dass seit Anfang 2023 die Mehrwertsteuer auf Solarprodukte auf null Prozent gesenkt wurde.

  • Wechselrichter: 100 – 300 EUR
  • Anschlusskabel WR an 230V: 30 EUR
  • Solarmodul 430Wp: 80 EUR
  • Befestigung oder Aufständerung für ein Modul: 40 – 80 EUR
  • Monitoring (falls nicht im Wechselrichter integriert): 20 – 120 EUR

Ein 800W Balkonkraftwerk mit 2 Modulen kostet also ca. 400 EUR und sollte sich in 4 – 5 Jahren amortisiert haben. Bei weiter steigenden Strompreisen eher früher.

Rechtlicher Rahmen

Konsens und Graubereiche

Sehr gerne hätte ich an dieser Stelle umfassend Auskunft gegeben, über alle Bestimmungen und Rahmenbedingungen, die für Balkonkraftwerke gelten. Aber leider bewegen wir uns hier in einem großen rechtlichen Graubereich. So wird eifrig gestritten, ob man denn in eine Schukosteckdose einspeisen darf, oder ob es eine Wielanddose sein muss, ob VDE-Regeln Empfehlungscharakter oder Gesetzeskraft haben und welche Vorgaben der Netzbetreiber machen darf. In wie weit darf man als Laie selbst Änderungen an der Haus-Elektroinstallation vornehmen? Oder ist eine steckbare Solaranlage nicht gar doch als mobil anzusehen und damit überhaupt nicht anmeldepflichtig?

Die einen sagen so, die anderen so. Und nachdem mir jegliche juristische Ausbildung fehlt, werde ich mich hüten, hier Aussagen zu treffen und muss den Leser leider in einer gewissen Unsicherheit belassen. Dafür hier aber einige hilfreiche Links:

De aktuellen Status der Gesetzgebung spiegelt recht gut diese Seite der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. (DGS) wieder.

Als gesicherten rechtlichen Konsens darf man (in Deutschland) für Balkonkraftwerke aber folgende Punkte ansehen:

  • Balkonkraftwerke bis 800W Wechselrichterleistung und 2000Wp Modulleistung sind zulässig.
  • BKWe dürfen steckbar sein mit Sicherheitsabschaltung durch den Wechselrichter.
  • Den Aufbau der Anlage darf der Betreiber selbst vornehmen.
  • Die nötige Anmeldung darf der Betreiber selbst vornehmen.
  • Es gibt in der Regel keine Einspeisevergütung.

Genehmigung durch Vermieter oder Eigentümergemeinschaft

Nicht jeder genießt den Luxus, im eigenen Häuschen zu wohnen und tun und lassen zu können, was ihm beliebt. Eigentümer in einem Mehrfamilienhaus und Mieter haben solche Freiheiten nur sehr eingeschränkt, speziell wenn es um die Außenbereiche des Hauses geht. Zwar gibt es inzwischen Urteile, die Mietern ein berechtigtes Interesse daran zusprechen, ihre Stromkosten durch ein BKW zu senken, aber spätestens, wenn der Bereich des Balkons verlassen wird, oder bauliche oder elektrische Veränderungen vorgenommen werden, kann dieser Freibrief schnell enden. Deshalb bietet es sich für Mieter in jedem Fall an, vorher die Zustimmung des Vermieters einzuholen.
Ähnliches gilt für für Eigentümer innerhalb einer Eigentümergemeinschaft. Die Außenfassade gehört in der Regel zum Gemeinschaftseigentum, über das der Wohnungseigentümer nicht alleine verfügen kann. Und auch der Denkmalschutz kann ein Hindernis bei der Anbringung von Solarmodulen sein.
In Planung ist eine Gesetzesänderung, die dem Balkonkraftwerk den Status einer privilegierten Maßnahme zuteilen soll. Das würde die rechtliche Position vom Mietern und Teileigentümern deutlich stärken.

Stromzähler

Selbst wenn für ein Balkonkraftwerk keine Einspeisevergütung bezahlt wird, so speisen diese Anlagen in der Regel doch ins öffentliche Stromnetz ein. Damit kommt auch der verbaute Wechselstromzähler ins Spiel. Ist das noch ein alter schwarzer mit Drehrad und ohne Rücklaufsperre, so würde der bei Einspeisung rückwärts drehen, die Verbrauchszählung verringern und so dem Stromkunden einen Vorteil verschaffen, der ihm nicht zusteht. Damit wäre man früher schnell mit dem Gesetz in Konflikt geraten. Seit dem 16.05.2024 gilt, dass ein Balkonkraftwerk sofort mit der Anmeldung betrieben werden darf, egal welcher Zähler verbaut ist. Es ist Sache des Netzbetreibers, sich um einen Austausch des Zählers zu kümmern. Bis das geschehen ist, ist übergangsweise auch der Betrieb an einem rückwärtsdrehenden Zähler zulässig.

Anmeldung

Leider gibt es auch etwas Bürokratie zu bewältigen auf dem Weg zur eigenen Solaranlage. Dank der vereinfachten Anmeldung eines BKWs bis 800W erledigen wir das aber selber (ohne Elektriker) mit nur geringem Aufwand.

Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur

Die Eintragung passiert online in drei Schritten über die Website des Marktstammdatenregisters:

  1. Anlegen eines Benutzerkontos und eines MaStR-Zugangs
  2. Registrierung einer Person oder eines Unternehmens als Anlagenbetreiber
  3. Registrierung einer Stromerzeugungsanlage

Als Hilfestellung gibt es zwei Videos, in denen die 3 Schritte ausführlich erklärt werden. Ich empfehle, die Videos vorher anzuschauen, das macht es deutlich leichter.

Netzbetreiber

Die Anmeldung beim jeweiligen Netzbetreiber ist mit Inkrafttreten des Solarpakets 1 am 16.05.2024 entfallen. Die Netzbetreiber erhalten die Anmeldeinformation über das Marktdatenstammregister.

Förderung

Es gibt aber auch etwas erfreuliches, immer mehr Kommunen und Bundesländer fördern den Aufbau eines Balkonkraftwerks finanziell. Die Stadt München zum Beispiel zahlt einmalig 40 Cent je Wp Modulleistung bis maximal 800Wp, was immerhin 320 Euro wären – jedoch maximal die halben Anschaffungskosten. Es lohnt sich also in jedem Fall, sich in der eigenen Gemeinde nach Fördertöpfen umzuhören. Wichtig bei öffentlicher Förderung: Immer zuerst die Förderung beantragen und erst nach Eingang der Förderbestätigung die Hardware kaufen und/oder einen Elektriker beauftragen.

Fragen und Antworten

Zum Schluss dieses Artikels noch einige Antworten auf gern gestellte Fragen zum Thema:

Woher weiß ein Gerät, dass es Solarstrom verbrauchen soll und keinen Netzstrom?

In der Tat weiß eine Glühbirne nicht, welchen Strom sie gerade verbraucht, noch hat sie eine Entscheidungsfreiheit, welchen Strom sie gerne hätte. Dass bei Sonnenschein vorrangig der eigene Solarstrom verbraucht wird, bevor aus dem Netz nachversorgt wird, das regelt der Wechselrichter. Er misst die Spannung, die aus dem Netz kommt und wenn er selber genug elektrische Leistung von den Solarmodulen bekommt, dann wird er seine eigene Einspeisespannung etwas höher einstellen, als die Netzspannung. Die elektrische Leistung aus dem Netz wird quasi durch die höhere Spannung vom Wechselrichter verdrängt. Das funktioniert aber nur auf der Phase, auf der der Wechselrichter einspeist. Eine sehr gute Erklärung mit einleuchtender Analogie zum Wasserfluss gibt es bei energiewende-tipps.de.

Müssen Wechselrichter und Verbraucher, die den Solarstrom nutzen wollen, auf der selben Phase liegen?

Rein technisch ist das in der Tat so. Strom kann nicht einfach von einer Phase zur andern springen, das sind ja getrennte Leitungen. Also kann der selbst erzeugte Solarstrom nur die Verbraucher erreichen, die auch auf seiner Phase liegen.
Was aber die Abrechnung und die Energiebilanz angeht, so schaut es anders aus. Alle Drehstromzähler saldieren die Leistungen zwischen den drei Phasen. Das bedeutet, wenn auf Phase 1 das BKW kräftig Strom erzeugt, dort aber kein Verbraucher läuft und dagegen auf Phase 2 viel Strom verbraucht wird, dann verrechnet der Zähler die Phasen miteinander. Es spielt also keine Rolle, was auf welcher Phase angeschlossen ist.

Kann ich meinen Solarstrom, den ich mittags einspeise, in der Nacht nutzen?

Nein das geht nicht. Die Solarenergie muss zeitgleich mit der Erzeugung auch in der Wohnung verbraucht werden. Der Teil, der nicht verbraucht wird, geht ohne Vergütung ins öffentliche Netz. Und Strom, der nachts, oder wenn das BKW nicht liefert, gebraucht wird, muss zum vertraglich vereinbarten Preis vom Energieversorger bezogen werden.
Eine Nachtnutzung der eigenen Solarenergie ist nur mit einem eigenen Batteriespeicher möglich. Solche Anlagen sind allerdings teuer und nur selten wirtschaftlich.

Was kann ich tun, um möglichst wenig Solarstrom zu verschenken?

Maßnahme 1 wäre es, bereits bei der Planung des eigenen BKWs den ständigen Grundbedarf zu ermitteln. Das ist die elektrische Leistung, die ständig benötigt wird (für Router, Standby-Geräte und Kühlschrank zum Beispiel). Dann kann man ggf eine kleinere und damit günstigere Anlage mit vielleicht nur 300W Leistung installieren.
Maßnahme 2 wäre die Ausrichtung der Module entsprechend dem tageszeitlichen Bedarf. Möglicherweise kann bei Os-West-Ausrichtung der Module mehr Solarstrom selbst genutzt werden, als bei reiner Südausrichtung.
Maßnahme 3 wäre die Verlagerung von Verbrauch möglichst in die Sonnenstunden. Also die Geschirrspülmaschine dann einschalten, wenn die Sonne scheint. Manches lässt sich möglicherweise auch automatisiert schalten durch intelligente Steckdosen zum Beispiel.

Kann ich beim Schukostecker einen Stromschlag bekommen, wenn ich ihn aus der Dose ziehe?

Der Schukostecker hat zwar blanke Kontakte, die nicht vor Berührung geschützt sind. Passieren kann aber trotzdem nichts, weil der Wechselrichter erkennt, wenn der Stecker gezogen wird und die Leitung sofort spannungsfrei schaltet. Der Wechselrichter speist nur dann ins Wohnungsnetz ein, wenn er Netzstrom von Seiten des Energieversorgers erkennt.

Habe ich mit einem BKW auch Strom bei einem Blackout im öffentlichen Netz?

Nein leider nicht, ein Balkonkraftwerk braucht immer das öffentliche Netz um selber Strom zu erzeugen. Fällt das öffentliche Netz aus, fällt ebenso das BKW aus.

Bei der ersten Inbetriebnahme des BKWs bleibt das Lämpchen am Wechselrichter aus und im WLAN ist der WR offline?

Dann ist es möglicherweise bereits zu dunkel, speziell im Winter. Die BKW-Wechselrichter sind so ausgelegt, dass sie möglichst wenig Energie verbrauchen, wenn keine Sonne scheint (der Hoymiles nur 50mW). Deshalb wird ohne ein Mindestmaß an Sonneneinstrahlung vom Wechselrichter alles abgeschaltet, also Funk- oder WLAN-Verbindung und die LED-Anzeige. Also bis zum nächsten Morgen warten, dann erledigt sich das Problem meist von alleine.

Wenn das die Ursache nicht sein kann, dann alle Steckverbindungen prüfen, DC- und AC-seitig!

Ich habe einen Deye-Wechselrichter und bekomme die WLAN-Verbindung zum Wechselrichter nicht hin?

Die Einrichtung der Solarman App ist komplex und für viele Deye-Nutzer ein Problem. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, mit der es sicher klappt.

Geht der Wechselrichter kaputt, wenn die Solarmodule in Summe mehr Leistung (Watt) bringen können, als beim Wechselrichter angegeben ist?

Nein, da passiert nichts. Wichtig ist allein, dass die Spannung der Module niemals (auch nicht im Winter) die zulässige Eingangsspannung des Wechselrichters überschreitet. So lange das gewährleistet ist, dürfen die Module durchaus in der Lage sein, unbegrenzt mehr Strom zu liefern und damit auch mehr Leistung. Ein guter Wechselrichter zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass der sich selbst schützt. So wird er bei zu hoher Spannung einfach abschalten und andererseits den Strom so begrenzen, dass er ihm nicht schädlich wird. Mehr dazu auch in Teil 4 dieser Artikelserie.

Weitere Artikel in dieser Kategorie:

Dazu empfehle ich die sehr umfangreiche Wissenssammlung zu Mini-Solaranlagen von David von Oheimb und die Seiten von Solar2030.

8 Kommentare

  1. Charles Buettner

    Vielen Dank für Infos!
    Frage muss ich den den Shelly EM nicht auch so anschliesen wie den Shelly PLug S (O – L -N)
    Ich mwill den Shelly EM programmieren das er unter bestimmten Bedingungen den Stromkreis unterbricht. Bei L und N schaltet er den Stromkreis nicht ab.

    Der Hintergrund
    Nachteinspeisung Grundlast Kühlschrank.
    Mit 2 Shelly PLUG S funktioniert das einwandfrei.
    Der Wechselrichte speist nur ins Netz wenn der Kühlschrank auch strom verbraucht.

    Antworten
    1. Helmut (Beitrag Autor)

      Der EM ist nicht dafür vorgesehen, Lasten zu schalten, der hat zwar einen Kontakt, über den sollte man allerdings nur ein Schütz schalten. Zum Schalten eines BKWs wäre ein Plus 1PM besser geeignet. Oder eben ein Schütz zum EM.

      Antworten
      1. Charles Buettner

        Vielen Dank!
        Also dann benutze ich zuerst den Plus 1 PM zum schalten und den EM mit Strommrichtungsklemme zur Stromrichtungsanzeige?

        Antworten
  2. Werner Latzel

    Ein Anbieter hat behauptet, der HM-600 ließe sich auf 800W hochrüsten, stimmt das?
    Oder sind etwa die HM-600/700/800 alle baugleich und werden nur über die Firmware begrenzt?
    Mit freundlichen Grüßen
    Werner Latzel

    Antworten
    1. Helmut (Beitrag Autor)

      Hab ich noch nie gehört.

      Antworten
  3. Johannes Landis

    Hallo Helmut
    Entschuldigung, mein angegebener Wert von 2 KW/Einspeisung eines BK war nicht richtig, da haben Sie recht.
    Ich möchte die Frage nochmal anders formulieren.
    (dient nur dem Verständnis, angenommene Werte gerechnet auf 1Std)
    – L1 ist kein Gerät angeschlossen ,also kein Verbrauch.
    – L2/L3 sind Geräte angeschlossen und haben je 100WAtt/Std.
    Leistungsverbrauch über 1Std, also zusammen 200w in 1Std…..
    -BK ist an L1 angeschlossen und liefert 300Watt/Std. über 1Std. d.h. nach 1Std. zeigt mir der Zähler unterm Strich keinen Leistungsverbrauch an, außerdem werden 100W ins Netz zurückgespeist Denkfehler oder richtig?
    mfg Landis

    Antworten
    1. Helmut (Beitrag Autor)

      Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt das BKW auf L1 300W Leistung ins Hausnetz einspeist und gleichzeitig auf L2 100W verbraucht werden und auf L3 ebenfalls 100W verbraucht werden, dann saldiert das der Zähler so, als würde der Überschuss von 100W ins öffentliche Netz eingespeist. (Physikalisch werden 300W eingespeist und gleichzeitig 200W bezogen.)
      Wenn dieser Zustand eine Stunde lang exakt so bestehen bleibt, dann steht danach ein Zweiwegezähler auf der Einspeiseseite um 0,1kWh höher und auf der Bezugsseite unverändert. Ein reiner Bezugszähler mit Rücklaufsperre zeigt unverändert an und ein Bezugszähler ohne Rücklaufsperre zeigt 0,1kWh weniger.

      Antworten
  4. Johannes Landis

    jetzt habe ich es verstanden danke nochmal für die Erklärung
    mfg

    Antworten

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