Balkonkraftwerk richtig anschließen: Welche Phase ist die richtige?

Ein Balkonkraftwerk ist eine kleine Photovoltaikanlage, die in der Regel eine Leistung von bis zu 600 Watt hat. Im Gegensatz zu einer großen Solaranlage auf dem Dach handelt es sich um ein System, das auch von Laien ohne handwerkliches Geschick oder Elektrofachkenntnisse selbst installiert werden kann.

Die Montage eines Balkonkraftwerks ist relativ einfach. Meist werden die Solarmodule mit einer Halterung an Balkonbrüstungen oder Terrassen befestigt. Anschließend wird ein Wechselrichter installiert, der den Gleichstrom der Module in Wechselstrom für das häusliche Stromnetz umwandelt. Eine aufwendige Verkabelung oder Errichtung einer Tragestruktur wie bei größeren Anlagen ist nicht notwendig.

Das Balkonkraftwerk wird nach der Installation an eine gewöhnliche Steckdose angeschlossen und speist dort seinen Solarstrom in das häusliche Stromnetz ein. Dadurch kann der selbst erzeugte Strom direkt für eigene Elektrogeräte genutzt werden. Wird gerade mehr Strom produziert als verbraucht, wird der Überschuss automatisch in das öffentliche Stromnetz eingespeist.

Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk?

Ein Balkonkraftwerk besteht in der Regel aus Photovoltaik-Solarmodulen, einem Wechselrichter und einem Zähler.

Die Photovoltaik-Module wandeln das Sonnenlicht in Gleichstrom um. Dieser Gleichstrom wird dann über Kabel zum Wechselrichter geleitet.

Der Wechselrichter übernimmt die Aufgabe, den Gleichstrom aus den Solarmodulen in Wechselstrom umzuwandeln. So kann der Solarstrom in das normale Stromnetz mit einer Frequenz von 50 Hertz eingespeist werden.

Die Einspeisung des Solarstroms erfolgt über den Hausanschluss. Dafür wird der erzeugte Solarstrom über einen separaten Zähler gemessen. Dieser Zähler misst nur den produzierten Solarstrom, der ins Netz eingespeist wird.

So lässt sich mit einem Balkonkraftwerk auf einfache Weise Solarstrom erzeugen und nutzen. Durch die Kombination von PV-Modulen, Wechselrichter und Zähler kann der Strom direkt ins Hausnetz eingespeist werden.

Was ist eine Stromphase?

In Deutschland wird der Strom als Drehstrom oder Dreiphasenwechselstrom verteilt. Das bedeutet, dass der Wechselstrom in drei Phasen fließt, die jeweils um 120° gegeneinander phasenverschoben sind.

Jede der drei Phasen versorgt dabei bestimmte Verbraucher im Stromnetz. In privaten Haushalten finden sich meist Einphasen-Verbraucher, die nur eine Phase nutzen. Bei größeren Verbrauchern wie Industrieanlagen ist es aber üblich, dass alle drei Phasen genutzt werden.

Der Vorteil dieses dreiphasigen Systems ist, dass die Stromübertragung effizienter erfolgen kann. Durch die Phasenverschiebung wird die Stromstärke gleichmäßiger verteilt und Spannungsschwankungen werden reduziert. Außerdem ermöglicht es die Nutzung von Drehstrommotoren, die einen besonders ruhigen Lauf haben.

Die Aufteilung in drei Phasen ist also eine clevere Methode, um Wechselstrom optimal zu verteilen und für unterschiedliche Anwendungen nutzbar zu machen. Für Laien mag das Dreiphasensystem kompliziert erscheinen, aber es ist die Standardmethode für die Stromverteilung in Deutschland.

Welche Rolle spielen die 3 Phasen bei Balkonkraftwerken?

Bei kleineren Solaranlagen wie Balkonkraftwerken spielen die 3 Phasen des Stromnetzes nur eine untergeordnete Rolle. Die meisten Haushalte sind an ein Dreiphasennetz angeschlossen, beziehen den Strom aber einphasig über einen Zähler.

Die Solarmodule eines Balkonkraftwerks speisen den erzeugten Gleichstrom über einen Wechselrichter in Wechselstrom ein. Dies erfolgt i.d.R. einphasig, unabhängig davon, ob ein einphasiger oder dreiphasiger Zähler vorhanden ist. Auf welche Phase der Wechselrichter dabei genau einspeist, ist nicht relevant.

Erst bei größeren Solaranlagen, die mehrere Kilowatt Leistung haben, verteilt sich die Einspeisung auf die 3 Phasen. Bei einem kleinen Balkonkraftwerk hingegen ist die Leistung so gering, dass die Wahl der Phase keine Rolle spielt. Der erzeugte Strom wird immer auf die Phase geleitet, an der die Einspeisung erfolgt.

Einphasige oder dreiphasige Einspeisung

Bei kleineren Solaranlagen wie Balkonkraftwerken erfolgt die Einspeisung in der Regel einphasig. Das bedeutet, der erzeugte Solarstrom wird über eine Phase in das Stromnetz eingespeist.

Der Grund dafür ist, dass bei einer Leistung von weniger als 7 kW die einphasige Einspeisung vollkommen ausreichend ist. Da ein Balkonkraftwerk maximal 600 bis 800 Watt erzeugen kann, ist die Einspeisung über eine Phase problemlos möglich.

Erst bei größeren Photovoltaikanlagen ab 7 kW macht eine verteilte Einspeisung über alle drei Phasen Sinn. So kann die Last gleichmäßig verteilt werden. Bei diesen größeren Anlagen erfolgt die Einspeisung dreiphasig.

Die Faustregel lautet also: Kleine Anlagen speisen einphasig ein, größere Anlagen verteilen die Einspeisung auf die drei Phasen. Eine dreiphasige Einspeisung erfolgt in der Regel erst ab einer Leistung von mehr als 7 kW.

Für Balkonkraftwerke ist die einphasige Einspeisung die Norm. Es spielt keine Rolle, ob der Hausanschluss einphasig oder dreiphasig ausgeführt ist. Die geringe Einspeiseleistung erlaubt die einfache einphasige Einspeisung.

Balkonkraftwerk richtig anschließen: welche Phase?

Bei der Installation eines Balkonkraftwerks stellt sich die Frage, an welche Phase des Hausstromnetzes es angeschlossen werden soll. Grundsätzlich gilt: Bei Stromzählern, die bidirektional messen und saldieren, also Erzeugung und Verbrauch gegeneinander aufrechnen, ist es egal, welche Phase gewählt wird. Hier wird der gesamte erzeugte Solarstrom gegen den gesamten Hausverbrauch verrechnet.

Anders sieht es bei Zählern aus, die nicht saldieren. Hier sollte die Einspeisung an die Phase erfolgen, an der die meisten Verbraucher im Haushalt hängen. So kann der Solarstrom optimal selbst genutzt werden. Denn bei getrennter Messung wird nur der Solarstrom mit dem Verbrauch dieser einen Phase verrechnet. Die restlichen zwei Phasen bleiben unberücksichtigt.

In der Praxis besitzen die meisten Haushalte heute einen modernen, saldierenden Zähler. Daher spielt die Wahl der Phase meist keine Rolle. Im Zweifelsfall hilft der Netzbetreiber bei der Entscheidung weiter.

Ausnahme: Phasenbezogener Stromzähler

Bei einem phasenbezogenen Stromzähler, auch Drehstromzähler genannt, misst dieser den Verbrauch pro Phase getrennt. Hier erfolgt also keine Zusammenfassung der einzelnen Phasen, sondern eine getrennte Erfassung und Abrechnung.

In diesem Fall macht es durchaus Sinn, das Balkonkraftwerk an die Phase anzuschließen, an der auch der meiste Stromverbrauch im Haushalt anfällt. Dies ist in der Regel die Phase mit den großen Verbrauchern wie Herd, Backofen oder Waschmaschine.

Der Grund dafür ist, dass bei getrennter Messung pro Phase keine Vollsaldierung möglich ist. Der erzeugte Solarstrom kann also nur mit dem Verbrauch der jeweiligen Phase verrechnet werden. Wird nun in die Phase mit wenig Eigenverbrauch eingespeist, geht ein Großteil des Solarstroms ins Netz, ohne verrechnet zu werden.

Die Einspeisung in die Phase mit dem meisten Eigenverbrauch führt daher zu einer optimalen Nutzung des Solarstroms und höherer Einsparung bei den Stromkosten.

Was ist die Phasenschieflast?

Bei einem Drehstromnetz liegt idealerweise auf jeder der drei Phasen die gleiche Stromstärke an. In der Praxis kommt es aber oft zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Stroms auf die Phasen, was als Phasenschieflast bezeichnet wird.

Die Phasenschieflast entsteht dadurch, dass die angeschlossenen Verbraucher nicht gleichmäßig auf die drei Phasen verteilt sind. Wenn beispielsweise mehrere große Verbraucher nur an einer Phase hängen, ist diese Phase stärker belastet als die anderen.

Eine Phasenschieflast kann problematisch werden, da sie zu einer Überlastung der stärker belasteten Phase führen kann. Die Folge können Störungen und im Extremfall auch Schäden an der Elektroinstallation sein.

Die Einspeisung aus einer Photovoltaikanlage kann helfen, eine bestehende Phasenschieflast auszugleichen. Durch die verteilte Einspeisung des Solarstroms auf alle drei Phasen wird die Belastung gleichmäßiger verteilt. Gerade bei dreiphasigen Balkonkraftwerken sollte daher bei der Installation darauf geachtet werden, dass die Einspeisung möglichst ausgeglichen auf die Phasen erfolgt.

Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk bei drei Phasen?

Bei einem dreiphasigen Netzanschluss wird ein Balkonkraftwerk dennoch nur einphasig einspeisen. Die meisten Balkonkraftwerke haben eine sehr geringe Leistung von wenigen hundert Watt. Sie speisen daher immer einphasig in einen beliebigen Außenleiter des dreiphasigen Systems ein.

Erst ab einer Leistung von mehreren Kilowatt, in der Regel über 7 kW, erfolgt eine dreiphasige Einspeisung. Bei so großen Anlagen sorgt dann der Wechselrichter dafür, dass der Solarstrom gleichmäßig auf die drei Außenleiter verteilt wird. Moderne Wechselrichter können dies vollautomatisch erledigen.

Für kleinere Balkonkraftwerke ist es also nicht relevant, auf welche Phase sie einspeisen. Der Wechselrichter verteilt die geringe Einspeiseleistung automatisch auf die vorhandenen Leiter. Eine manuelle Auswahl der Phase ist nicht notwendig.

Welche maximale Leistung darf bei einem Balkonkraftwerk eingespeist werden?

Für Balkonkraftwerke gelten in Deutschland derzeit Beschränkungen bei der maximalen Leistung, die eingespeist werden darf. Aktuell liegt diese Grenze bei 600 Watt. Das bedeutet, dass die installierte Modulleistung des Balkonkraftwerks 600 Watt nicht überschreiten sollte.

Diese Leistungsgrenze ist in der novellierten Kleineinspeiseverordnung (KEV) festgelegt. Demnach dürfen Anlagen bis 600 Watt ohne weitere Genehmigung oder Anmeldung an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden. Das vereinfacht die Installation von Balkonkraftwerken erheblich.

Allerdings ist eine Erhöhung der Leistungsgrenze für Balkonkraftwerke auf 800 Watt geplant. Der Gesetzgeber möchte damit den Ausbau von Photovoltaik auf Balkonen und Terrassen weiter fördern. Wenn die Novellierung in Kraft tritt, dürften Balkonkraftwerke bis 800 Watt ohne bürokratischen Aufwand installiert werden.

Möchte man eine höhere Leistung als 600 beziehungsweise 800 Watt einspeisen, ist eine Genehmigung durch den örtlichen Netzbetreiber erforderlich. Außerdem muss in diesem Fall eine komplette Anmeldung beim Marktstammdatenregister erfolgen. Die Installation wird damit aufwendiger und teurer. Aus diesem Grund beschränken sich die meisten Balkonkraftwerke auf die gesetzliche Obergrenze von 600 oder zukünftig 800 Watt.

Welcher Stromzähler ist bei einem Balkonkraftwerk der richtige?

Damit der selbst erzeugte Solarstrom eines Balkonkraftwerks auch ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann, ist ein spezieller Stromzähler erforderlich. Dieser wird auch als Zweirichtungszähler bezeichnet.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Ferraris-Zählern, die nur den Verbrauch messen, kann ein Zweirichtungszähler auch die Einspeisung von Strom registrieren. Er zählt getrennt den bezogenen und den eingespeisten Strom.

Idealerweise verfügt der Zweirichtungszähler auch über eine Saldierungsfunktion. Das bedeutet, er rechnet den ins Netz eingespeisten Solarstrom mit dem bezogenen Strom auf einer Rechnung zusammen. Man bezahlt also nur den tatsächlichen Nettobezug an Strom.

Ohne Saldierungsfunktion müsste man den eingespeisten und bezogenen Strom getrennt abrechnen. Der eingespeiste Strom würde dann nach den relativ niedrigen Einspeisevergütungen vergütet.

Möchte man den Solarstrom selbst nutzen, ist ein Zweirichtungszähler mit Saldierungsfunktion daher optimal. Den Stromzähler kann man bei seinem Energieversorger oder Netzbetreiber beantragen. Die Kosten liegen meist zwischen 100 und 200 Euro.

Fazit

Bei kleinen Solaranlagen wie Balkonkraftwerken mit einer Leistung von wenigen Hundert Watt spielt die Wahl der Phase, in die der Solarstrom eingespeist wird, in der Regel keine große Rolle. Die geringe Einspeiseleistung verteilt sich auf die vorhandenen Phasen des Hausanschlusses, ohne dass dies negative Auswirkungen hätte.

Anders sieht es bei größeren Solaranlagen aus. Hier ist es sinnvoll, die Module gleichmäßig auf die 3 Phasen zu verteilen, um Ungleichgewichte zu vermeiden. Doch auch dann ist die Wahl der Einspeisephase zweitrangig.

Ideal ist in jedem Fall ein Zähler, der die Einspeisung und den Verbrauch phasenübergreifend saldiert. So lässt sich der selbst erzeugte Solarstrom optimal nutzen. Die Phase spielt dann überhaupt keine Rolle mehr.

Bei einem Balkonkraftwerk ist also in den meisten Fällen die Phase unwichtig. Nur in Ausnahmefällen, etwa bei einem phasenbezogenen Zähler ohne Saldierung, sollte gezielt die Phase gewählt werden, auf der der meiste Stromverbrauch anfällt.

Batteriespeicher

Ein Batteriespeicher kann die Eigenverbrauchsquote von Solarstrom erhöhen und so die Stromkosten reduzieren. Überschüssiger Solarstrom vom Balkonkraftwerk, der sonst ins Netz eingespeist würde, kann in dem Speicher zwischengespeichert und später genutzt werden.

Die Batterien speichern den Strom tagsüber, wenn die Solaranlage mehr erzeugt als im Haushalt benötigt wird. In der Nacht oder bei bewölktem Himmel kann der gespeicherte Strom dann wieder entnommen und genutzt werden. Somit steigt der Anteil des selbstgenutzten Solarstroms.

Je nach Auslegung der Batteriekapazität können so bis zu 70-80% des erzeugten Solarstroms selbst verbraucht werden. Ohne Speicher sind es oft nur 30-40%. Der Eigenverbrauch lohnt sich finanziell mehr als die Einspeisung, da man den Strom nicht teuer vom Energieversorger beziehen muss.

Wichtig bei der Planung ist, dass die Batterie groß genug dimensioniert wird. Sie sollte mindestens den Tagesbedarf speichern können. Auch die Ladeleistung muss zur Solaranlage passen. Am besten lässt man sich von einem Fachbetrieb beraten.

Mit einem Stromspeicher wird das Balkonkraftwerk noch effizienter und rentabler. Man nutzt den sauberen Solarstrom maximal selbst und reduziert so die Stromrechnung. Zudem entlastet man das Stromnetz durch die geringere Einspeisung.