Solaranlagen – Erzeugung von Strom und Wärme aus Sonnenenergie

Ob der Entdecker des photoelektrischen Effekts, der französische Physiker Alexandre Edmond Becquerel, anno 1839 schon erahnte, dass im Jahre 2022 in einigen Bundesländern Deutschlands die Solarpflicht für bestimmte Flächen gesetzlich in Kraft gesetzt werden würde, ist zu bezweifeln. Den ersten Schritt zur PV-Technik machte er aber damit. Der erste „Flachkollektor mit Glasabdeckung“, mit dem bereits eine Temperatur von mehr als 80 Grad Celsius erreicht wurde, wurde jedoch von dem schweizerischen Botaniker und Naturforscher Horace Bénédict de Saussure gebaut. Nach zahlreichen Weiterentwicklungen war es dann dem amerikanischen Metallfabrikanten Clarence M. Kemp möglich, im Jahre 1891 seine funktionierende Solaranlage in Form eines Speicherkollektors, in dem Wasser durch die Kraft der Sonne erhitzt wurde, patentieren zu lassen.

Heute spielt die Solarthermie und damit die Solaranlagen im Zuge des Ausbaus der erneuerbaren Energien eine entscheidende Rolle. Darunter auch kleine Photovoltaikanlagen, die auf Balkonen angebracht werden können. Was Balkonkraftwerke sind, wie sie funktionieren, ob es Anforderungen oder Einschränkungen gibt oder ob Energie gespeichert werden kann, das ist in den nachfolgenden Aufzeichnungen nachzulesen. Hier ist auch zu erfahren, was bei der Standortwahl beachtet werden sollte, wie die Einspeisung in das Netz und die Vergütung des generierten Stroms erfolgt. Natürlich wird auch auf die Vorteile von Balkonkraftwerken, deren Amortisierung und auf die Frage, was beim Kauf einer Balkon-Solaranlage zu beachten ist, eingegangen.

Balkonkraftwerke – was ist darunter zu verstehen?

Balkonkraftwerke sind Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen), sogenannte Steckersolargeräte, die auch unter den Namen Mini-PV, Balkon-Solaranlage, steckerfertige Photovoltaik-Anlage, Steckdosen-Solar-Gerät, Balkon-Modul, Guerilla-PV oder Plug-in-Anlage bekannt sind. Die Balkonkraftwerke werden auf Balkonen oder anderen freien Flächen (z.B. Dächern, Carports, Wänden, etc.) installiert und erzeugen auf umweltfreundliche und ressourcenschonende Art und Weise kostenlos aus Sonnenenergie elektrischen Strom. So ist es möglich, mit einem Balkonkraftwerk den Strombedarf eines Haushalts teilweise selbst abzudecken. Dies bedeutet eine dauerhafte Senkung der Kosten für Strom. 

Photovoltaik-Anlagen sind optimal, wenn es um die nachhaltige Einsparung von Stromkosten und die Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz besonders hinsichtlich der steigenden Strompreise geht. Wird das Balkonkraftwerk mit einer Infrarotheizung kombiniert, dann können nicht nur die Strom-, sondern auch die Heizkosten gesenkt werden. Dass auch der Bedarf an fossilen Brennstoffen minimiert wird, ist nicht nur für die Kosten positiv, sondern auch für die Reduzierung der wirtschaftlichen und politischen Abhängigkeiten.

Aufbau und Funktionsweise

Meist bestehen Balkonkraftwerke aus einem, zwei oder sogar vier Standard-PV-Modulen, die eine Leistung von 300, 600, 800 oder 1500 Watt aufweisen. Um den gewonnenen Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln zu können, ist auf der Rückseite ein kleiner Wechselrichter befestigt. Von diesem Wechselrichter führt ein Kabel, das mit einem Netzkabel zu verbinden ist. Der am anderen Ende des Netzkabels befindliche Stecker ist nun mit einer auf dem Balkon oder der Wohnung 230 Volt-Steckdose zu verbinden.

Ist dies geschehen, ist das Balkonkraftwerk mit dem Hausnetz verbunden. Trifft Sonnenlicht auf das PV-Modul, wird Strom erzeugt und dieser in das Hausnetz zur Versorgung der bedürftigen Geräte wie Kühlschrank abgegeben. Resultierend daraus wird weniger Strom aus dem Netz verbraucht, der Stromzähler läuft langsamer und es werden dadurch Stromkosten eingespart. Überschüssiger Strom, der nicht benötigt wird, wird automatisch in das öffentliche Stromnetz abgegeben.

Die Montage einer Steckersolaranlagen bis 600 Watt kann auch von Laien vorgenommen werden. Hat das kleine Kraftwerk jedoch über 600 Watt, dann ist das Hinzuziehen eines Fachmanns (Elektrikers) erforderlich. Nach der Installation beziehungsweise Inbetriebnahme eines Balkonkraftwerks muss der Netzbetreiber informiert werden. Steckersolaranlagen bis zu einer Leistung von 800 Watt sind bei der Bundesnetzagentur an- und abzumelden.

Standort, Anforderungen und Einschränkungen

Wer als Mieter auf seinem Balkon oder auf seiner Terrasse ein Balkonkraftwerk montieren und nutzen möchte, dem ist anzuraten, vorab mit dem Vermieter beziehungsweise mit der Wohnungseigentümergemeinschaft zu sprechen und diesbezüglich eine Erlaubnis einzuholen. Diese sollte schriftlich fixiert oder im Mietvertrag vermerkt sein. Nur so kann auch bei einem Vermieterwechsel nachgewiesen werden, dass der Mieter die Erlaubnis für das Betreiben einer Solar-Anlage hat.

Diese Vermietererlaubnis ist erforderlich, da sich zum einen durch das Befestigen des Balkonkraftwerks an der Balkon-Außenseite die Optik des Gebäudes verändert und zum anderen beim Anbringen an eine Wand am Gebäude eine bauliche Veränderung vorgenommen wird. Nicht zu vergessen ist, dass die Einspeisung des Stroms in das Gebäudehausnetz auch als Veränderung angesehen werden kann und der Vermietererlaubnis bedarf.

Eine kleine Solar-Anlage ist zwar überwiegend auf Balkonen anzutreffen, sie ist aber auch für die Installation an Balkongeländern, auf der Terrasse, an der Hausfassade, auf der Gartenlaube und auf einem schrägen Dach geeignet. Sogar auf einem Gartentisch kann ein Balkonkraftwerk angetroffen werden. Dabei sind jedoch einige Kriterien zu beachten, die da sind:

• Das Balkonkraftwerk ist an einer Stelle anzubringen, an der das PV-Modul tagsüber die längste Sonneneinstrahlung erhält. Auf die Himmelsrichtung ist dabei nicht zu achten. Um eine hohe Effizienz in der Energiegewinnung zu gewährleisten, sollte die Solar-Anlage mit einem Neigungswinkel von 30 bis 35 Grad nach Süden hin ausgerichtet werden. Das Balkonkraftwerk ist auf einen Rahmen mit Winkelneigung, der meist jedem Komplettpaket beiliegt, zu montieren.
• Wichtig ist auch, dass es - da die kleine Photovoltaik-Anlage den aus Sonnenenergie erzeugten Ökostrom in das Hausnetz einspeist - dort aufgestellt wird, wo eine entsprechende Stromquelle in Form einer Steckdose vorhanden ist.
• Die PV-Anlage ist so zu montieren, dass ein Absturz derselben nicht passieren kann. Es ist dabei zu bedenken, dass schon ein Neigungswinkel von zehn Grad als Vordach gilt und sich aus Sicherheitsgründen (Glas splittert und es kann zu Verletzungen führen) keine Personen darunter aufhalten sollten.
• Eine senkrechte Installation ist aber möglich und ist rechtlich kein Problem. Eine Alternative wären hier Module aus Kunststoff. Diese können mit einem Neigungswinkel von zehn Grad angebracht werden.
• Soll das Balkonkraftwerk auf einer ebenen Fläche wie Terrasse oder Flachdach montiert werden, ist dieses zur Vermeidung von Beschädigungen durch Windstöße zu beschweren.

Speichern, Einspeisung und Vergütung

Der mit einem Balkonkraftwerk aus Sonnenenergie erzeugte Strom wird von den Besitzern überwiegend selbst verbraucht. Wird jedoch mehr Energie erzeugt, als verbraucht wird, wird dieser automatisch in das öffentliche Netz eingespeist. Eine Vergütung dafür erhält der Nutzer jedoch für den überschüssigen Strom nicht, obwohl er gemäß EEG 2023 auf die Einspeisungsvergütung von 8,2 Cent einen Anspruch hat. Vorausgesetzt, die Photovoltaik-Anlage liegt unter zehn kWp (Kilowatt-Peak). Liegt die Solar-Anlage über zehn kWp bekommt der Besitzer 7,1 Cent pro Kilowattstunde. Wird jedoch der gesamte Strom aus Solar in das öffentliche Netz eingespeist, wird ein Aufschlag von 4,8 Cent pro Kilowattstunde gezahlt.

In diesem Fall geht es natürlich nicht ohne größeren bürokratischen Aufwand ab. Der Netzbetreiber muss über die Beanspruchung der Einspeisungsvergütung informiert werden. Außerdem ist zur Messung des eingespeisten Solarstromes die Installation eines Stromzählers erforderlich. Der Kostenpunkt dafür liegt bei meist mehr als 100 Euro. Natürlich ist auch eine jährliche Messstellengebühr von circa 20 Euro zu entrichten. Weist die Steckersolaranlagen aber eine Leistung von mehr als ein Kilowatt auf, ist der Einbau eines modernen Messsystems eine gute Option. Der Kostenaufwand pro Jahr beläuft sich hier auf ungefähr 60 Euro. Um die Vergütung für den eingespeisten Strom des laufenden Jahres vom Netzbetreiber zu erhalten, ist die eingespeiste Menge zu ermitteln und dem Netzbetreiber bis zum Ende des Monats Februar des Folgejahres mitzuteilen.

Wenn jedoch der Besitzer des Balkonkraftwerks gewillt ist, auf die Vergütung zu verzichten und den gewonnenen Strom nicht „verschenken“, sondern selbst verbrauchen will, dann bietet sich die Erweiterung des Balkonkraftwerks um einen Speicher an. In diesen wird dann der Energieüberschuss für die spätere Nutzung gespeichert. Derartige Speicher sind auf dem Markt erhältlich, sie sind jedoch recht teuer. Deshalb ist abzuwägen, ob sich diese Investition bei einem 600-Watt-Balkonkraftwerk, bei dem die Strom-Überschüsse recht überschaubar sind, rentiert.

Stecker-Solaranlage – Kosten, Förderung und Amortisation

Ein Balkonkraftwerk ist schon für 500 Euro bis 1.400 Euro käuflich zu erwerben. Die Mehrwertsteuer in Höhe von 19 Prozent entfällt seit dem 1. Januar 2023 beim Kauf derartiger Geräte. Dies bedeutet für den Käufer eine Einsparung von 19 Prozent des Kaufpreises.

Leider gibt es im Jahre 2023 für Balkonkraftwerke kein Förderprogramm, das deutschlandweit gilt. Allerdings fördern einzelne Bundesländer den Kauf kleiner Steckersolaranlagen. Auch viele Kommunen unterstützen diese Solar-Anlagen mit Zuschüssen. Die Förderbedingungen und Fördersätze können von Kommune zu Kommune jedoch variieren.

Beispielrechnung hinsichtlich der Amortisation eines Balkonkraftwerks:

Ein 600-Watt-Balkonkraftwerk, das circa 800 Euro kostete, amortisiert sich bereits nach ungefähr zweieinhalb Jahren, und zwar:

800 Kilowattstunden Jahresertrag x angenommene 0,40 Euro pro Kilowattstunde = 320 Euro -> 320 Euro x 2,5 Jahre = 800 Euro gesamte Ersparnis

Künftig ist davon auszugehen, dass sich die Balkonkraftwerke noch schneller amortisieren. Der Grund dafür sind die stark steigenden Strompreise.

Kriterien, die vor dem Kauf zu beachten sind

Auch vor und beim Kauf eines Balkonkraftwerks, das meist als Komplettpaket angeboten wird, sollten einige Kriterien und die Größe des Balkons bedacht werden. Diese sind:

• Vor dem Kauf einer Mini-PV-Anlage ist es wichtig zu wissen, ob die Elektroinstallation des Hauses schon älter ist. Ist der Zustand nicht bekannt, sollte sie vorab von einem Elektriker geprüft werden.
• Feststehen sollte auch, welche Leistung das gewünschte Steckersolarkraftwerk haben sollte. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass ein Balkonkraftwerk in Deutschland, wenn die Montage in Eigeninitiative durchgeführt werden soll, eine Leistung von 600 Watt nicht überschreiten darf. Die Installation von Steckersolaranlagen mit einer höheren Leistung darf nur von einem Elektriker durchgeführt werden. Außerdem wird in diesen Fällen ein Stromzähler mit Rücklaufsperre benötigt.
• Wichtig ist auch, dass die Komponenten des Komplettpakets wie PV-Modul, Wechselrichter, Stecker, Steckdosen und Kabel mit den CE-Kennzeichnungen versehen sind. Auch das TÜV-Siegel und andere anerkannte Zertifikate stehen für hohe Qualitätsstandards.
• Außerdem ist die Garantie ein wichtiger Aspekt. Bei dem PV-Modul sollte die Garantie mindestens 25 Jahre und beim Wechselrichter zehn bis 12 Jahre betragen.
• Wichtig ist auch, dass man sich vor dem Kauf von einem seriösen Anbieter oder fachmännischen Verkäufer individuell beraten lässt. Es gibt auch die Möglichkeit, sich auf der entsprechenden Website über Steckersolaranlagen zu informieren. Außerdem sollte der Anbieter der Website alle erforderlichen Formulare, die zur Montage und zur Anmeldung benötigt werden sowie die Produktblätter zum Download bereithalten. Ein weiterer positiver Aspekt wäre, wenn der Verkäufer die Eintragung des Balkonkraftwerks in das Marktstammdatenregister und die Anmeldung beim Netzbetreiber übernehmen würde.
• Nicht zu vergessen ist die Einplanung des Budgets für die gewünschte Steckersolaranlage. Es ist schon wichtig zu wissen, wie viel Geld in die Mini-PV investiert werden soll.
  

Kurzes Fazit

Mit einem Balkonkraftwerk haben Privatpersonen und Mieter die Möglichkeit, auf dem eigenen Balkon aus der Sonnenenergie Strom zu erzeugen. Wird dieser am Tage selbst genutzt, werden die Stromkosten reduziert. Wer vor dem Kauf diverse Aspekte wie die Leistung der Mini-Photovoltaikanlage, die Balkongröße, die Kosten und die Qualität der Komponenten berücksichtigt und sich einer fachmännischen Beratung unterzieht, wird das optimale Balkonkraftwerk, das den individuellen Bedürfnissen entspricht, finden. Eine langfristig genutzte Steckersolaranlage führt nicht nur zu Energieeinsparungen, sondern trägt auch zum Umweltschutz bei.