Balkonkraftwerk Teil 1: Solaranlage für den Eigenbau

Helmut 23. Dezember 2022 8 Kommentare

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.

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 600 Watt elektrische Energie ins Stromnetz einspeist. 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 600W können wir die Installation der Anlage und auch die Anmeldung selber machen.

Die 600W-Grenze gilt für Deutschland. In anderen EU-Ländern (zum Beispiel in Österreich) sind zum Teil auch 800W möglich. Für Deutschland sind 800W zumindest politisch in der Diskussion.

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 600W abgeben kann
• 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 600 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 500W, 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 Ende 2022. Das kann sich im Laufe der Zeit stark ändern, besonders wenn 2023 die Mehrwertsteuer auf Photovoltaikprodukte entfällt.

• Wechselrichter: 220 – 350 EUR
• Anschlusskabel WR an 230V: 30 EUR
• Solarmodul 400Wp: 200 EUR
• Befestigung oder Aufständerung für ein Modul: 40 – 80 EUR
• Monitoring (falls nicht im Wechselrichter integriert): 20 – 120 EUR

Ein 600W Balkonkraftwerk mit 2 Modulen kostet also ca. 900 EUR und sollte sich in 4 – 5 Jahren amortisiert haben. Bei weiter steigenden Strompreisen eher früher.

Nachtrag März 2023: Seit Anfang 2023 ist die Mehrwertsteuer auf Photovoltaik-Produkte auf 0% abgesenkt. Ein 600W BKW ist mit Befestigung und Monitoring mittlerweile für 600 EUR zu haben.

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 und welche Daten man ihm bei der Anmeldung zur Verfügung stellen muss. 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:

• Die Website von Holger Laudeley geht auf einer Seite auf rechtliche Belange ein.
• Home & Smart schreibt auch über die Problematik Schukosteckdose vs. Wieland-Einspeisedose.
• Eine umfangreiche Gegenüberstellung von Schuko- und Wielanddose findet sich bei Priwatt.
• Bei machdeinenstrom.de gibt einen Artikel über alle Anschlussarten, incl. Festanschluss.

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

• Balkonkraftwerke bis 600W Wechselrichterleistung sind zulässig.
• BKWe dürfen steckbar sein mit Sicherheitsabschaltung durch den Wechselrichter.
• Den Aufbau der Anlage darf der Betreiber selbst vornehmen.
• Die nötigen Anmeldungen darf der Betreiber selbst vornehmen.
• Es gibt 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. Grundlos verweigern kann der sie nicht.
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.

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 kann man schnell mit dem Gesetz in Konflikt geraten. Bei einem Zähler mit Rücklaufsperre kann das nicht passieren. Das ist mit ein Grund, warum Balkonkraftwerke beim Netzbetreiber gemeldet werden müssen. Der Netzbetreiber prüft daraufhin den Stromzähler und veranlasst ggf. einen Austausch. Oft wollen Netzbetreiber sogar von sich aus einen Zweiwegezähler verbauen, um auch den eingespeisten Strom zu erfassen. Warum nicht, dann kann man auch selbst die eingespeiste Energie dort ablesen.

Anmeldung

Leider gibt es auch etwas Bürokratie zu bewältigen auf dem Weg zur eigenen Solaranlage. Dank der vereinfachten Anmeldung eines BKWs bis 600W 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 Meldung an den Netzbetreiber ist leider nicht einheitlich geregelt, da kocht jeder Netzbetreiber sein eigenes Formularsüppchen. Als erstes gilt es herauszufinden, wer überhaupt der zuständige Netzbetreiber ist, das muss nicht der eigene Energieversorger sein. Die Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie bietet dazu eine (nicht vollständige) Suchfunktion. Darüber hinaus kann man auch über eine Postleitzahlensuche bei stromausfall.de an seinen Netzbetreiber kommen. Danach am besten auf dessen Website gehen und nach der Anmeldung für Balkonkraftwerke suchen. In der Regel findet sich dort ein Formular zum Ausfüllen, Drucken und Verschicken mit der Post.

Neben der reinen Meldung wird vom Betreiber eines Balkonkraftwerks auch eine Abstimmung in Sachen Zählertausch erwartet. Das heißt, der Netzbetreiber wird aufgrund der Meldung auf den Balkonkraftwerker wegen der Terminabstimmung zukommen, wenn er den Zähler tauschen möchte. Der Zählertausch wird für den Kunden in der Regel kostenlos erfolgen. Falls ein Netzbetreiber dafür Geld verlangt, sollte man nach der Rechtsgrundlage dafür fragen.

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 bis maximal 600Wp, was immerhin 240 Euro wären. 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 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:

• Balkonkraftwerk Teil 2: Hardware und Aufbau
• Balkonkraftwerk Teil 3: Planung eines eigenen BKWs
• Balkonkraftwerk Teil 4: Passende Komponenten finden
• Balkonkraftwerk Teil 5: Elektrotechnik Grundlagen für Balkonkraftwerker
• Balkonkraftwerk Teil 6: Monitoring
• Balkonkraftwerk Teil 7: Steuerung der Waschmaschine
• Balkonkraftwerk Teil 8: OpenDTU und AhoyDTU für Hoymiles Wechselrichter
• Balkonkraftwerk Teil 9: MQTT und REST-API
• Balkonkraftwerk Teil 10: Home Assistant mit DTU und Shelly
• Balkonkraftwerk Teil 11: Visualisierung für AhoyDTU und OpenDTU mit Grafana
• Balkonkraftwerk Teil 12: Maximum Power Point Tracking MPPT
• Balkonkraftwerk Teil 13: Parallel- und Reihenschaltung
• Balkonkraftwerk Teil 14: Verschattung

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