wie funktioniert ein Balkonkraftwerk? – So funktioniert ein Balkonkraftwerk

Ein Balkonkraftwerk ist eine kleine Photovoltaikanlage, die speziell für den Einsatz auf Balkonen, Terrassen oder an Fassaden konzipiert ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Solaranlagen auf dem Dach benötigen Balkonkraftwerke nur wenig Platz und können so auch von Mietern und Wohnungseigentümern zur Eigenstromerzeugung genutzt werden.

Der große Vorteil dieser Mini-Solaranlagen ist, dass sie eine einfache und kostengünstige Möglichkeit bieten, einen Teil des eigenen Strombedarfs durch Sonnenenergie zu decken. Der damit erzeugte Solarstrom wird direkt ins häusliche Stromnetz eingespeist und kann sofort für den Betrieb von Haushaltsgeräten verwendet werden. Pro Jahr lassen sich mit einem Balkonkraftwerk mehrere hundert Kilowattstunden Strom produzieren, was zu einer spürbaren Reduzierung der Stromrechnung führt.

Balkonkraftwerke ermöglichen es also auch Bewohnern von Mehrfamilienhäusern oder Mietwohnungen, sich unabhängiger von steigenden Strompreisen zu machen und einen Beitrag zur Energiewende zu leisten. In diesem Artikel erfährst du, wie ein Balkonkraftwerk aufgebaut ist, wie es funktioniert und worauf beim Kauf zu achten ist.

Aufbau eines Balkonkraftwerks – wie funktioniert ein Balkonkraftwerk?

Die wichtigsten Komponenten eines Balkonkraftwerks sind:

• Solarmodule – Diese wandeln das Sonnenlicht in Gleichstrom um. Üblicherweise kommen Monokristallin- oder Polykristallin-Module zum Einsatz, die speziell für Balkonkraftwerke entwickelt wurden. Sie liefern meist eine Nennleistung zwischen 300 und 600 Watt.

• Wechselrichter – Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Solarmodule in Wechselstrom um. Er ist recht kompakt und wird innerhalb der Wohnung montiert. Geeignet sind spezielle Kleinstwechselrichter oder Mikrowechselrichter.

• Befestigung – Um die Solarmodule sicher auf dem Balkon zu montieren, braucht es ein Befestigungssystem. Hierfür eignen sich beispielsweise Schienensysteme oder Unterkonstruktionen. Wichtig ist, dass die Anlage standsicher montiert wird.

• Kabel – Zur Verkabelung werden Gleichstromkabel vom Solarmodul zum Wechselrichter sowie Wechselstromkabel vom Wechselrichter zur Hausinstallation verwendet. Es gibt komplette Kabelsets für Balkonkraftwerke.

Insgesamt handelt es sich um kompakte Komponenten, die einfach zu montieren und auch für Laien geeignet sind. Die Module und der Wechselrichter bilden die Kernkomponenten zur Umwandlung von Solarstrom. Mit Befestigung und Kabeln wird das Balkonkraftwerk komplettiert.

Funktionsweise

Balkonkraftwerke wandeln mithilfe von Solarzellen Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Dieser physikalische Effekt wird auch Photovoltaik genannt.

In den Solarzellen aus Silizium sind zwei unterschiedlich dotierte Schichten übereinander angeordnet. An der Grenzfläche dieser Schichten entsteht beim Einfall von Licht ein elektrisches Feld. Freie Elektronen werden dann von der negativ geladenen Schicht zur positiv geladenen transportiert – es fließt elektrischer Strom. Dieser Gleichstrom wird im Wechselrichter noch in haushaltsüblichen Wechselstrom gewandelt.

Die Solarzellen sind in ein wetterfestes Solarmodul eingebaut. Mehrere Solarmodule werden je nach benötigter Leistung des Balkonkraftwerks zusammengeschaltet. Damit kann die gewonnene Energie und der Ertrag gesteigert werden. Die Module sind optimal gegen Süden ausgerichtet, um möglichst viel Einfallswinkel für die Sonnenstrahlung zu haben.

Einspeisung

Balkonkraftwerke speisen den produzierten Solarstrom direkt in das hauseigene Stromnetz ein. Anders als bei großen Solaranlagen auf dem Dach geschieht dies ohne vorherige Einspeisung in das öffentliche Stromnetz.

Der Wechselrichter des Balkonkraftwerks wandelt den Gleichstrom der Solarmodule in Wechselstrom um. Dieser wird dann direkt über einen geeigneten Zähler, wie z.B. einen bidirektionalen Stromzähler, in das Hausnetz eingespeist.

Der Zähler misst nicht nur den Verbrauch aus dem Netz, sondern auch die Menge des eingespeisten Solarstroms. Letztere kann dann mit dem Energieversorger verrechnet werden.

Die Einspeisung erfolgt parallel zum normalen Strombezug. Deckt die Solaranlage den momentanen Verbrauch nicht komplett ab, wird die restliche Energie aus dem Netz bezogen. Die dezentrale Einspeisung ins Hausnetz hat den Vorteil, dass keine teuren Einspeiseverträge mit dem Netzbetreiber erforderlich sind.

Nutzung des Stroms

Der von einem Balkonkraftwerk erzeugte Strom sollte vor allem für die Versorgung von Haushaltsgeräten genutzt werden. Da die Stromerzeugung nur bei Tageslicht erfolgt, empfiehlt es sich, geräteintensive Tätigkeiten wie Waschen, Geschirrspülen oder Staubsaugen auf die Tagesstunden zu verlegen.

Insbesondere die Nutzung von energieintensiven Geräten wie Waschmaschine, Trockner oder Geschirrspüler sollte tagsüber erfolgen, um den Solarstrom optimal auszunutzen. Auch der Betrieb von Elektrogeräten wie Fernseher, Computer oder Musikanlage ist am sinnvollsten, wenn die Sonne scheint und das Balkonkraftwerk Strom produziert.

Eine Steuerung über eine Zeitschaltuhr kann helfen, den Verbrauch an die Erzeugung anzupassen. Morgens oder abends, wenn keine Solarenergie vorhanden ist, sollte der Verbrauch nach Möglichkeit minimiert werden. Idealerweise deckt das tagsüber erzeugte Solarenergie den Tagesbedarf an Haushaltsstrom. Durch eine bedarfsgerechte Nutzung lassen sich so die größten Einsparpotenziale realisieren.

Ertrag

Der Ertrag eines Balkonkraftwerks hängt von der installierten Leistung ab. Bei einer typischen Anlage mit einer Nennleistung von 600 Watt lassen sich pro Jahr ca. 600 kWh Solarstrom erzeugen.

Dieser Richtwert basiert auf durchschnittlichen Wetter- und Sonneneinstrahlungsverhältnissen in Deutschland. Die tatsächliche Stromausbeute kann je nach Standort und Ausrichtung der Solarmodule etwas höher oder niedriger ausfallen.

In kWh ausgedrückt entspricht der Jahresertrag einer 600 Watt Anlage ungefähr dem 1-fachen der installierten Nennleistung. Man spricht hier auch vom „Ertragsfaktor“. Dieser gibt an, wie viele Kilowattstunden pro Jahr und Kilowatt Peak (kWp) Nennleistung erzeugt werden. Bei Balkonkraftwerken liegt der Ertragsfaktor typischerweise bei 850 bis 1000 kWh pro kWp.

Durch den selbst erzeugten Solarstrom aus einem 600 Watt Balkonkraftwerk lassen sich die jährlichen Stromkosten um 10 bis 20 Prozent senken. Der Ertrag ist damit in der Regel ausreichend, um einen relevanten Teil des eigenen Strombedarfs abzudecken.

Einsparpotential

Mit einem Balkonkraftwerk lassen sich im Schnitt 10-20% der eigenen Stromkosten einsparen. Dies hängt natürlich von der Größe der Anlage und dem eigenen Verbrauch ab.

Bei einer Leistung von beispielsweise 600 Watt und einer durchschnittlichen Erzeugung von 600 kWh pro Jahr, kann man bei einem Jahresverbrauch von 3000 kWh ungefähr 20% des Strombedarfs selbst erzeugen. Mit dem aktuellen Strompreis von ca. 30 Cent pro kWh, ergibt sich so eine Ersparnis von bis zu 180 Euro im Jahr.

Das Einsparpotential ist am höchsten, wenn der selbst erzeugte Strom auch direkt selbst verbraucht wird. Dies ist tagsüber der Fall, wenn die Anlage Strom produziert, der direkt für Haushaltsgeräte oder Licht genutzt wird. Wichtig ist hier, den Verbrauch möglichst gut an die Erzeugung anzupassen. Geräte wie Waschmaschine oder Spülmaschine sollte man daher idealerweise zur Mittagszeit laufen lassen.

Je nach Sunneneinstrahlung und Größe des Balkonkraftwerks ist so eine Einsparung von 10-20% der Stromkosten realistisch. Mit den steigenden Strompreisen lohnt sich die Investition daher für viele Eigenheimbesitzer und Mieter.

Vorteile

Balkonkraftwerke weisen einige wichtige Vorteile auf:

• Einfache Installation: Im Gegensatz zu einer vollwertigen Photovoltaikanlage auf dem Dach erfordern Balkonkraftwerke keine umfangreichen Installationsarbeiten. Die Komponenten sind vormontiert und müssen lediglich an der Außenseite angebracht und verkabelt werden. Dies können technisch versierte Laien in der Regel selbst erledigen.

• Geringe Kosten: Durch die kompakte Bauweise und den modularen Aufbau sind Balkonkraftwerke mit einigen hundert bis tausend Euro deutlich günstiger als Photovoltaikanlagen. Zusätzlich fallen keine hohen Installationskosten durch Handwerker an. Die Amortisationszeit liegt bei guten Standortbedingungen zwischen 5-10 Jahren.

• Unkomplizierte Mieternutzung: Da die Anlagen nicht dauerhaft am Gebäude befestigt werden, können sie von Mietern ohne bauliche Veränderungen am Haus installiert werden. Eine Genehmigung des Vermieters ist aber empfehlenswert.

• Förderfähig: Balkonkraftwerke können wie größere PV-Anlagen über KfW-Programme gefördert werden. Dies senkt die Kosten zusätzlich.

• Einspeisung möglich: Mittels eines Wechselrichters kann der Strom direkt ins häusliche Stromnetz eingespeist werden und vor Ort selbst genutzt werden.

Nachteile

Ein Balkonkraftwerk hat im Vergleich zu einer vollwertigen Photovoltaikanlage auch einige Nachteile:

• Geringe Leistung: Mit einer Maximalleistung von 600 Watt ist die Ertragsfähigkeit eines Balkonkraftwerks relativ gering. Es deckt in der Regel nur 10-20% des häuslichen Strombedarfs ab. Für eine vollständige Stromversorgung mit Solarenergie ist eine deutlich größere Photovoltaikanlage auf dem Dach nötig.

• Abhängigkeit vom Wetter: Die Stromerzeugung eines Balkonkraftwerks hängt stark von den Wetterbedingungen wie Sonnenscheindauer ab. Bei Bewölkung, Schnee und Regen fällt die Leistung deutlich geringer aus als bei optimalen Wetterverhältnissen. Im Winterhalbjahr ist mit einer stark verminderten Solarenergieausbeute zu rechnen.

Kosten

Die Anschaffungskosten für ein Balkonkraftwerk liegen je nach Leistung und Ausstattung zwischen 500 und 1500 Euro. Dazu kommen Installationskosten, wenn man eine Fachfirma mit dem Aufbau beauftragt. Diese belaufen sich auf etwa 200 bis 800 Euro.

Die laufenden Kosten sind sehr gering. Da die Module wartungsfrei sind, fallen nur gelegentliche Reinigungsarbeiten an. Eine spezielle Wartung ist nicht notwendig. Lediglich der Wechselrichter sollte nach 10-15 Jahren ausgetauscht werden, was weitere Kosten von einigen Hundert Euro verursacht.

Insgesamt übersteigen die Kosten für ein Balkonkraftwerk selten 3000 Euro. Dafür produziert es über 20 Jahre sauberen Solarstrom und amortisiert sich schon nach wenigen Jahren. Mit Förderprogrammen, Steuervorteilen und Einspeisevergütung lässt sich die Anfangsinvestition zusätzlich refinanzieren.

Förderung

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Anschaffung eines Balkonkraftwerks finanziell zu fördern:

• KfW-Förderung: Über die KfW-Bank gibt es zinsgünstige Kredite und Zuschüsse für Balkonkraftwerke. Gefördert werden Anlagen bis 600 Watt mit bis zu 500 € pro Anlage.

• BAFA-Förderung: Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) fördert kleine Solarstromanlagen. Die Förderung besteht aus einem direkten Zuschuss von bis zu 300 € pro Anlage.

• Regionale Förderprogramme: Einige Bundesländer und Kommunen haben eigene Förderprogramme für Balkonkraftwerke aufgelegt. Hier gibt es beispielsweise zusätzliche Zuschüsse oder Steuererleichterungen.

• Steuerliche Förderung: Die Anschaffungs- und Installationskosten können als Handwerkerleistung steuerlich geltend gemacht werden. Zudem profitiert man über 20 Jahre von einer ermäßigten Stromsteuer.

• Mieterstrommodelle: Bei diesem Modell betreibt der Vermieter eine Solaranlage und liefert den Strom günstiger an die Mieter. Teilweise übernehmen Vermieter auch die Kosten der Balkonkraftwerke.

• Energiegenossenschaften: Bei Beteiligung an einer Energiegenossenschaft lassen sich Balkonkraftwerke vergünstigt beziehen. Die Genossenschaft übernimmt auch Wartung und Abrechnung.

Genehmigung

Die Installation eines Balkonkraftwerks erfordert in der Regel eine Genehmigung vom Vermieter oder der Eigentümergemeinschaft.

Denn bauliche Veränderungen an der Fassade oder am Balkon müssen immer vorher angemeldet werden. Für Mieter bedeutet das, den Vermieter um Erlaubnis zu bitten. Dieser kann die Genehmigung nur verweigern, wenn schwerwiegende Gründe dagegen sprechen. Ein Balkonkraftwerk stellt in der Regel keine unzumutbare Beeinträchtigung dar.

Wohnungseigentümer müssen den Beschluss zur Installation auf der Eigentümerversammlung einholen. Hier reicht die einfache Stimmenmehrheit aus. Sinnvoll ist es, die anderen Eigentümer von den Vorteilen zu überzeugen, etwa der Wertsteigerung der Immobilie. Auch kann das Balkonkraftwerk allen Bewohnern günstigen Solarstrom liefern.

Wurde die Genehmigung erteilt, sollte man den Vermieter oder die Gemeinschaft über den geplanten Installationstermin informieren. So lassen sich Missverständnisse vermeiden.

Sicherheit

Beim Betrieb eines Balkonkraftwerks müssen einige Sicherheitsaspekte beachtet werden.

Brandschutz

Die Komponenten eines Balkonkraftwerks sind so ausgelegt, dass bei normalem Betrieb kein Brandrisiko besteht. Trotzdem sollte auf einen gewissen Abstand zu brennbaren Materialien geachtet werden. Bei der Montage gelten die üblichen Vorschriften für Elektroinstallationen.

Statik

Vor der Installation sollte unbedingt die Statik des Balkons oder der Fassade geprüft werden. Die zusätzliche Last durch die Solarmodule ist oft unproblematisch, kann aber je nach Bausubstanz zum Problem werden. Ggf. muss ein Statiker hinzugezogen werden.

Blitzschutz

Wenn bereits eine Blitzschutzanlage vorhanden ist, müssen die Komponenten des Balkonkraftwerks in diese integriert werden. Andernfalls ist der nachträgliche Einbau eines Blitzschutzes empfehlenswert. Dadurch werden die Geräte vor Beschädigung und Überspannung geschützt.

Alternativen

Für Mieter und Wohnungseigentümer, die kein eigenes Balkonkraftwerk installieren können oder möchten, gibt es dennoch Möglichkeiten, den Anteil an Ökostrom zu erhöhen.

Mieterstrom

Mieterstrommodelle ermöglichen es, Strom aus einer Photovoltaikanlage im Gebäude oder Quartier direkt an die Mieter zu liefern. Der Vermieter oder Energiedienstleister betreibt die Anlage und verkauft den Solarstrom günstiger als Netzstrom an die Mieter. So können auch Mieter ohne eigene Dachfläche von günstigem Solarstrom profitieren.

Ökostrom

Wer weder ein eigenes Balkonkraftwerk noch Mieterstrom nutzen kann, hat die Option, seinen Strombedarf durch einen Ökostromtarif aus erneuerbaren Energien zu decken. Hier wird der Strom nicht selbst erzeugt, sondern von einem Anbieter bezogen. Durch die Wahl von Ökostrom kann man den Ausbau erneuerbarer Energien unterstützen. Preise und Konditionen variieren je nach Anbieter.

Fazit: Ideal für Mieter und Eigentümer

Balkonkraftwerke sind eine ideale Möglichkeit für Mieter und Eigentümer, einfach und günstig eigenen Solarstrom zu produzieren.

Im Gegensatz zu einer vollwertigen Photovoltaikanlage auf dem Dach erfordern Balkonkraftwerke keine baulichen Veränderungen am Gebäude. Die Mini-Solaranlagen lassen sich unkompliziert an Balkon- oder Terrassenbrüstungen montieren. Dadurch können auch Mieter ohne Erlaubnis des Vermieters auf Solarenergie setzen.

Die Anschaffung ist mit Investitionen ab 400 Euro vergleichsweise günstig. Geringe Wartungskosten und niedrige Strompreise aus eigener Erzeugung führen zu einer schnellen Amortisation der Anlage. Schon nach wenigen Jahren rechnet sich die Investition.

Mit einem Balkonkraftwerk produziert man zwar nur einen Teil des benötigten Stroms selbst. Aber jeder eingespeiste Kilowattstunde Solarstrom senkt die Stromrechnung und macht unabhängiger von steigenden Strompreisen. Das schont die Haushaltskasse.

Balkonkraftwerke ermöglichen auch Menschen ohne eigenes Haus, einen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Sie tragen zu mehr erneuerbaren Energien im Netz bei. Eine sinnvolle Investition für alle, die einfach und günstig Solarstrom für den Eigenbedarf erzeugen möchten.

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