Tutorial: Balkonkraftwerk mit Speicher im Detail erklärt

Heute möchte ich einmal ganz von vorne beginnen und insbesondere diejenigen, die noch nicht zu den „alten Hasen“ in Sachen Balkonkraftwerk und dem Thema Balkonkraftwerkspeicher gehören, Schritt für Schritt auf die Reise mitnehmen und die Komponenten aus denen ein Balkonkraftwerk besteht, die Funktionsweise, die rechtlichen Randbedingungen in Deutschland und die Integration eines Speichers anhand der Solarflow Lösung von Zendure erläutern.

Was ist ein Balkonkraftwerk?

Unter einem Balkonkraftwerk könnt Ihr euch den kleinen Bruder oder die kleine Schwester einer großen Solaranlage vorstellen, die ihr auf den Dächern so mancher heutiger Häuser findet. Im Unterschied zu den großen Geschwistern, bestehen Balkonkraftwerke aus einer geringeren Anzahl an Panels meist ein oder zwei und produzieren um einiges weniger an Energie. Dafür gelten, wenn Sie den rechtlichen Rahmenbedingungen entsprechen vereinfachte Anmeldeverfahren. Ein Balkonkraftwerk ist darauf ausgelegt einen Teil eurer täglichen Stromgrundlast zu produzieren und somit eure Stromrechnung zu reduzieren. Im Idealfall und bei den aktuellen Preisen durch die derzeit geltenden 0% Mehrwertsteuer für Solarkomponenten zur Eigennutzung in Deutschland die Kosten für das Balkonkraftwerk in 2-3 Jahren durch die Reduktion eurer Stromrechnung wieder reingeholt.

Woraus besteht ein Balkonkraftwerk und wie funktioniert es?

Üblicherweise besteht ein Balkonkraftwerk aus einer oder mehreren Solarzellen, einem sogenannten Wechselrichter, welcher aus dem Gleichstrom den die Solarpanels produzieren Wechselstrom erzeugt und diesen über eine Schukostecker, eine Energie (Wieland) Dose oder einen Festanschluß ins Haus einspeist, sowie dem entsprechend je nach Aufstellort benötigten Befestigungsmaterial. Hierbei wird zwischen Aufständerungen für Flachdächer, Halterungen für Balkone / Terrassen und Dachhalterungen für die Schrägdachmontage unterschieden. Um die derzeit maximal bei einem Balkonkraftwerk erlaubten 600 Watt möglichst zu erreichen, werden Solarpanels genutzt welche in Summe mehr als die 600 Watt produzieren (z.B. 2x 430 Watt) Auch die Wechselrichter sind in der Regel so ausgelegt, dass Sie Solarpanels größer als 600 Watt auf der Eingangsseite aufnehmen können. Produziert ihr mehr Strom, als in eurem Haus gerade verbraucht wird, so wird der Überschuss ins öffentliche Stromnetz unentgeltlich eingespeist. Nutzt ihr hingegen eine Speichertechnik könnt Ihr, auch bei Balkonkraftwerken, zuviel erzeugte Energie für den späteren Verbrauch speichern und auf diese Weise größtmöglichen Eigennutzen aus eurer Stromproduktion ziehen.

Welche rechtlichen Voraussetzungen gelten für Installation und Betrieb eines Balkonkraftwerks in Deutschland?

• Einspeisungsgrenze: Balkonkraftwerke dürfen, um im vereinfachten Anmeldeverfahren zugelassen zu sein, zum Zeitpunkt der Artikelerstellung in Deutschland nur 600 Watt ins Haus Netz einspeisen. Die Anhebung der Grenze auf 800 Watt, wie dies z.B. bereits in unserem Nachbarland Österreich erlaubt ist, wird jedoch derzeit diskutiert.
• Anschlusstechnik: Ebenso gilt aktuell noch, dass für die normenkonforme Einspeisung ins Hausnetz eine spezielle Energiesteckdose oder Festanschluss gefordert wird, welche durch einen Elektriker installiert werden sollte. Hierbei handelt es sich jedoch ausdrücklich nicht um ein Gesetz sondern eine Norm. Detaillierte Informationen hierzu findet Ihr auf den Seiten des VDE Verbandes. Der VDE hat zwischenzeitlich ein Positionspapier herausgenbracht indem die Duldung der Schukosteckdose und die Anhebung der Grenze auf 800 Watt thematisiert werden.
• Abschaltung bei Netztrennung: Zudem müssen die Wechselrichter ebenso wie bei den großen Anlagen über einen NA Schutz verfügen. Hierbei handelt es sich um einen Schutzmechanismus, der verhindert, dass weiter Strom erzeugt wird, sobald der Wechselrichter vom Netz getrennt wird. Weiterhin gilt, dass das Balkonkraftwerk beim Markstammdatenregister angemeldet werden muß, ebenso wie beim zuständigen Netzbetreiber. Im Unterschied zu den größeren PV Anlagen kann die Anmeldung durch euch selbst und nicht durch den montierenden Elektriker erfolgen. Das Balkonkraftwerk könnt ihr also eigenständig installieren und anmelden. Welcher Netzbetreiber für euch zuständig ist könnt ihr, falls Ihr das nicht wisst, über diese Seite mit Hilfe eurer Postleitzahl herausfinden.

Ob oder ob nicht man ein Balkonkraftwerk anmeldet, welche Art Steckdose man nutzt, darüber gibt es überall im Internet kontroverse Diskussionen. Hier müsst Ihr euch selbst eine Meinung bilden.

Vor- und Nachteile eines Balkonkraftwerks

Vorteile:

• Ihr produziert einen Teil eures Strombedarfes selbst
• Ihr nutzt saubere regenerative Energie
• Ihr schont die Umwelt
• es macht – mir zumindest – Spaß den eigenen Strom zu erzeugen, zu messen und mit anderen zu fachsimpeln
• Aufbau und Anmeldung sind einfacher als bei einer großen PV Anlage

Nachteile:

• Die erlaubte Stromproduktion ist sehr niedrig. Ein Balkonkraftwerk hilft euch eure Grundlast zu senken / zu decken, ihr erreicht damit keinen hohen Autarkiegrad, wie ggf. mit einer großen PV Anlage auf eurem Dach
• nicht genutzter Strom wird (falls Ihr keinen Speicher, siehe unten, benutzt) in das Netz eures Energieversorgers eingespeist und eurerseits verschenkt. Sinnvoll ist es daher seine stromfressenden Geräte (z.B. Waschmaschine, Trockner) zu Zeiten zu nutzen wo ihr viel Energie durch euer Balkonkraftwerk produziert und somit weniger verschenkt, was Ihr ansonsten zu Zeiten von wenig oder gar keiner Sonne teurer wieder von eurem Stromanbieter einkaufen müsst.
  Um hier das Optimum rauszuholen gibt es im Internet eine Fülle von Ideen / DiY Anleitungen, die darauf basieren seine Verbraucher mittels schaltbaren Steckdosen oder per Zeitschaltuhr zeitgesteuert zu aktivieren. Neuere Geräte wie mein Siemens Geschirrspüler können tatsächlich bereits per WLAN aktiviert werden.

Was ist ein Balkonkraftwerk Speicher

Um einen höheren Eigennutzungsgrad der produzierten Energie zu erreichen kann man seine Solaranlage mit einer Batterie ausstatten, welche ihrerseits Strom ins Hausnetz abgibt. Dies ist bei größeren Solaranlagen seit längerem eine gängige Praxis. Bei Balkonkraftwerken ist dies jedoch neben Do it yourself Lösungen als Fertigprodukt noch recht neu. Unter einem Balkonkraftwerk Speicher versteht man also einen Batteriespeicher, welcher je nach Hersteller unterschiedliche Verfahren nutzt um Teile des erzeugten Stroms zur Ladung des Batteriespeichers zu nutzen, welcher dann seine Energie ins Hausnetz einspeist, z.B. Nachts, wenn keine Solarenergie produziert wird. Intellligente Speicher lassen sich zudem meist per App über WLAN verwalten.

Balkonkraftwerk-Speicher – kleine Marktübersicht

Neben diversen DIY (Do it Yourself) Lösungen gibt es derzeit drei Systeme am Markt, welche bereits heute gekauft werden können.

• Solarflow von Zendure
• Solmate von EET Energy
• Minitower 1 der Soleis AG

Zudem hat Ecoflow mit der Lösung Powerstream eine Balkonkraftwerkspeicherlösung angekündigt, zu der zum Zeitpunkt der Artikelerstellung wenige Informationen und noch keine Preise vorliegen

Die bereits bestellbaren Systeme unterscheiden sich dabei in einigen Aspekten voneinander. Bei Solarflow, auf das ich weiter unten detailliert eingehen werde, handelt es sich um eine kapazitativ modular erweiterbare Lösung welche sich in bestehende und natürlich mit neuen Balkonkraftwerken integrieren lässt. Solmate und Minitower 1 beinhalten neben dem eigentlichen Speicher auch die Wechselrichter im Gehäuse und sind somit als Komplettsysteme zu sehen. Ich persönlich bevorzuge die modulare Lösung Solarflow, da diese speichertechnisch ausgebaut werden und ich mir meinen bevorzugten Wechselrichter selbst aussuchen kann.

Zendure Solarflow im Detail erklärt

Über Solarflow habe ich bereits eine Artikelserie geschrieben, welche ich dieses Mal nicht verlinke, da dieser Artikel eine eigenständige Zusammenfassung beinhaltet.

Solarflow besteht in der Basisausstattung aus zwei Komponenten, dem PVhub und der Batterie. Hierbei wird der PV HUB zwischen die Solarpanels und den Wechselrichter, welcher den Strom ins Hausnetz einspeist, zwischengeschaltet.

Am PVhub selbst ist ein Abzweiger zu einem Batteriespeicher. Dieser kann mit insgesamt 4 Batteriemodulen bis zu 3.840 Watt erweitert werden. Diese werden modular übereinander gesteckt, wobei die oberste Batterie über ein Kabel mit dem PVhub verbunden wird.

Der PVhub verfügt über zwei Eingänge mit einer Eingangsleistung von insgesamt 800 Watt. Gemäß diverser Antworten in der Solarflow Facebook Gruppe wird von Zendure eine maximale Überbuchung von nicht mehr als dem Faktor 1,1 bis 1,3 empfohlen. Das PV Panel Setup muss sich hierbei in einem Range von 16-60 Volt und maximal 13 Ampere bewegen. Auf der Ausgangsseite wo der PVhub mit eurem Wechselrichter verbunden wird ist die Leistung von 100 bis 1.200 Watt regelbar.

Eine interessante immer wieder diskutierte Ergänzung ist die Möglichkeit ein drittes Solarpanel direkt an den Mikrowechselrichter anzuschließen welcher zwischen dem PV Hub des Solarflow Systems und dem Hausnetz eingebunden ist. Auf diese Weise wird der Ertrag dieses dritten Panels zu jeder Zeit direkt ins Hausnetz eingespeist, während die anderen beiden Solar Panels mit dem PV Hub verbunden sind und je nach eingestellten Schwellenwert am PVhub bevorzugt den Akku befüllen oder ebenfalls ins Hausnetz einspeisen. Auch hier werden in der Solarflow Gruppe jedoch auch schon Setups mit mehr als 3 Solarpanels diskutiert. Es lohnt sich also dort vorbeizuschauen.

Hier nochmals die wichtigsten Systemdaten zusammengefasst

• 2 Eingänge mit insgesamt 800 Watt
• 1 Ausgang regelbar über App von 100 bis 1.200 Watt
• LifePO4 Akkus
• mit bis zu 4 Batterien modular erweiterbar.
• Gesamt Batteriekapazität maximal 3.840 Watt
• IP65 zertifiziert für Wetterfestigkeit

Detaillierte Infos zum Produkt findet ihr auf der Produktseite von Solarflow oder auch in der im Download Center von Zendure verfügbaren Anleitung

Appsteuerung

Die Kommandozentrale für Solarflow bildet die App Zendure, welche euch Möglichkeiten bietet Solarflow einzurichten und zu überwachen. Unter anderem könnt Ihr

• Die Ausgangsleistung zum Wechselrichter hin regeln (100 bis 1200 Watt)
• Firmware Updates durchführen
• prüfen wieviel Strom Ihr produziert und wieviel ggf. aus der Batterie kommt.
• Betriebsinformationen zum Gerät aufrufen

Sobald ich die App mit Solarflow koppeln und im Detail ausprobieren konnte werde ich euch berichten.

Wechselrichter Empfehlung

Eine Vorliebe habe ich für die Wechselrichter von Hoymiles, da hier mit den Projekten OPEN DTU und AhoyDTU Open Source Projekte gestartet wurden, welche eine cloudfreie Kontrolle über diverse Wechselrichterdaten und vor allem auch eine Leistungsbegrenzung ermöglichen. Seit kurzem untertstützt das Project OpenDTU nun auch die neue Hoymiles HMS Serie. Kombiniert man einen Hoymiles Wechselrichter und einen zentralen Verbrauchszähler wie den Poweropti des Herstellers Powerfox mit einer Smart Home Zentrale wie der weit verbreiteten Lösung Home Assistant, kann man sich einige intelligente Steuerungsszenarien einfallen lassen.
Wer aufmerksam die Solarflow Gruppe auf Facebook verfolgt, dem wird nicht entgangen sein, dass auch Zendure Home Assistant unterstützen will.

Preise

Balkonkraftwerke:

Je nach Vorliebe bekommt man derzeit ein Balkonkraftwerk mit zwei Panels und Wechselrichter bereits unter 500 Euro. Natürlich kann man auch deutlich mehr ausgeben, je nachdem wie viele Solarpanels und welchen Wechselrichter man verbaut. Durch die derzeitige 0 Prozent Mehrwertsteuerregelung auf Solarkomponenten für Personen mit Wohnsitz in Deutschland und für die Eigennutzung sind Balkonkraftwerke derzeit wirklich sehr günstig zu bekommen. Zudem bezuschussen viele Städte und Gemeinden nochmals die Anschaffung eines Balkonkraftwerks. Erkundigen lohnt sich also.

Solarflow:

Anbei die aktuellen Preise des Balkonkraftwerkspeichers zur Zeit der Artikelerstellung:

PVhub mit Zubehör und 1 Akku, 960 Wh	€1.175,63 EUR
PVhub mit Zubehör und 2 Akkus, 1.920 Wh	€1.511,76 EUR
PVhub mit Zubehör und 3 Akkus, 2,.880 Wh	€2.015,97 EUR
PVhub mit Zubehör und 4 Akkus, 3.840 Wh	€2.520,17 EUR

Fazit

Für mich ist ein Balkonkraftwerk mit Speicher eine spannende Sache, die ich unbedingt ausprobieren möchte. Ich freue mich darauf alles anzuschließen und auch meine SmartHome Zentrale HomeAssistant anzubinden, sobald dies möglich ist. Eine entsprechende API soll es zukünftig geben. Ich hoffe euch mit meiner Zusammenfassung ein wenig helfen zu können und wie immer gilt Fragen gerne, ob positiv oder kritisch, solange es konstruktiv ist gerne.

Viele Grüße Chris