2. Balkonkraftwerk im Garten aufbauen und in Reihe schalten
Trotz meinem Balkonkraftwerk im Garten und einem geringeren Stromverbrauch steigen die Stromkosten immer weiter. Laut dem http://strom-report.de kostet die KWh Strom durchschnittlich 34,6 Cent. Bei Neuverträgen werden aktuell sogar 41 Cent fällig.
Es wird daher notwendig sich um kostengünstige Alternativen Gedanken zu machen.
Strom selber machen – welche Alternativen gibt es?
Wirklich Autark von einer externen Stromversorgung kann ich mich in Deutschland nicht machen. Egal ob elektrischer Strom aus Photovoltaik Modulen, Windstrom oder auch Blockheizkraftwerke: Entweder bin ich, wie bei Sonnen- und Windstrom, auf die Launen der Natur angewiesen und oder auf einen externen Energieträger wie Öl oder Gas.
Unser Haus wurde 1900 gebaut und seit 2008 kontinuierlich saniert und renoviert. Die Möglichkeiten im Altbestand Energie zu sparen sind beschränkt und irgendwann auch erschöpft.
In diesem Fall muss die Möglichkeit einer zusätzlichen Stromgewinnung in Betracht gezogen werden. Ein Blockheizkraftwerk, welches neben Heizung und warmen Wasser auch elektrischen Strom produziert, schied bei uns frühzeitig aus. Der Platz fehlte und auch die Preise dieser Anlagen waren 2008 utopisch hoch. Ein Umbau der Heizanlage, inklusive den notwendigen Arbeiten für den Anschluss der Stromverteilung, ist im Nachhinein nur schwer – und leider auch sehr teuer – zu bewerkstelligen. Daher haben wir dieses Thema komplett ausgeblendet.
Das Thema Windkraft schied ebenfalls aus da eine solche Anlage im Wohngebiet nur schwer durchsetzbar sein würde. Ich habe mich in die Thematik kleinerer Windkraftanlagen eingelesen und finde diese Option absolut interessant.
Hier in diesem Beitrag soll es aber um die private Erzeugung von elektrischem Strom mit Hilfe der Sonne gehen: Kurz gesagt Photovoltaik – manchmal auch umgangssprachlich Solaranlage bzw. Solarstrom genannt.
- Unser Home-Solar-Modul funktioniert einfach nach dem Motto: Auspacken – Aufstellen – Stecker rein – Fertig / Geld sparen!
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- Envertech Wechselrichter EVT300, Maximale PV Leistung 360 Wp, AC Nennleistung 300W, Abschalteinrichtung (NA-Schutz) nach EN 50438, VDE-ARN 4105, 15 Jahre Herstellergarantie, Maße: 163 mm x 216 mm x 27 mm, Gewicht: 1,5 kg
Neben den großen PV Anlagen, welche auf Dächern oder Feldern montiert werden, gibt es auch die kleineren Guerilla Kraftwerke, die Balkonkraftwerke.
Diese Systeme bestehen zumeist aus einem PV-Modul, der notwendigen Aufständerung, dem Wechselrichter und allen notwendigen Kabeln. Kurzum alles was man benötigt ist dabei.
Die Anlage wird lediglich zusammengebaut und der Stecker wird in die Steckdose gesteckt. Wenn die Sonne scheint, fließt der Strom „rückwärts“ in das eigene Stromnetz.
Doch für wen ist das System geeignet?
Solarstrom nur für Hausbesitzer? Was ist mit Mietern?
Ein Balkonkraftwerk ist sowohl für Hausbesitzer als auch Mieter geeignet – Sofern ein sonniger Aufstellplatz verfügbar ist. Weiterhin sollte eine geeignete Steckdose in der Nähe sein.
Wie der Name schon sagt, kann ein Balkonkraftwerk auf dem Balkon gestellt werden. Mittlerweile gibt es aber auch Systeme die an die Balkonbrüstung geschraubt werden können und dort keinen Platz wegnehmen.
Wir haben als Hauseigentümer überlegt wo wir das PV-Modul aufstellen könnten. Das Modul sollte natürlich so viel Sonnenlicht wie nur möglich abbekommen. Da wir keinen Balkon haben, aber einen Garten, wurde das 1. Balkonkraftwerk im Garten auf dem Poolhaus aufgestellt.
Hier hat das Modul freien Blick nach Süden ohne das Häuser, Bäume oder andere Bauten einen Schatten auf das Kraftwerk werfen. Auch eine Steckdose habe ich in direkter Nähe.
Warum ein Balkonkraftwerk nicht reicht
Sowohl PV-Modul als auch Wechselrichter vom 1. Balkonkraftwerk haben eine Leistung von max. 300 Watt.
In der perfekten Laborumgebung mit 90° Sonneneinstrahlung, der richtigen Temperatur (PV-Module mögen es eher kalt) und vollem Sonnenschein kann das Modul 300 Watt Strom erzeugen. In einer Stunde wären das dann 0,3 KWh und an einem perfekten Tag mit 10 Sonnenstunden dann 3 KWh. Sofern der Strom gleichzeitig im Haushalt verbraucht wurde, ergibt sich eine finanzielle Ersparnis von EUR 1,23 (3 KWh x EUR 0,41).
Leider gibt es diesen perfekten Ort nur im Labor. Ich konnte mit nahezu perfekten Bedingungen eine maximale Leistung von 280 Watt aus dem alten Balkonkraftwerk herausholen.
Mit dem erzeugten Strom soll der kostenneutrale Betrieb unseres Pools sichergestellt werden. Die Poolpumpe benötigt aber bereits 450 Watt. Ich müsste also im perfektem Laborfall immernoch 150Watt vom EVU (EnergieVersorgungsUnternehmen) teuer dazukaufen. Eine zusätzliche UV-C Lampe oder gar eine Wärmepumpe würde das Photovoltaikmodul gänzlich überfordern.
Der Plan war es also ein 2. Solarmodul zu kaufen und dieses mit dem 1. Balkonkraftwerk zu koppeln.
Aber warum nicht gleich 3 oder 4 Balkonkraftwerke anschließen?
Balkonkraftwerk – Maximal 600 Watt sind möglich
In Deutschland darf (nach meinem Wissensstand aktuell eine Mini-Photovoltaik-Anlage mit maximal 600W Leistung ohne Genehmigung installiert werden. Eine (An)Meldung beim EVU wird jedoch gefordert.
§ Haftungsausschluss §
Bitte klärt vor einer Anschaffung eines Balkonkraftwerks die rechtlichen Rahmenbedingungen für euren Wohnort selbstständig ab. Ich übernehme keine Haftung für diese Aussagen!
Die Gründe hierfür sind sicherlich vielfältig. Zum einen steht der Sicherheitsaspekt im Raum. Der Strom wird vom PV-Modul über eine „Rückwärts-Steckdose“ direkt in das Hausnetz bzw. Stromnetz der Wohnung eingespeist.
600 Watt Dauerleistung sollte für die bestehenden Stromleitungen kein Problem darstellen. Aber 1200W oder eine noch höhere Dauerleistung führt zu einer Erwärmung des Stromkabels in der Wand. Je nach Beschaffenheit und Alter der Kabel kann dies dann zu einem Kabelbrand mit schlimmen Folgen führen.
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Ein weiterer Grund dürfte die Planbarkeit des eingespeisten Stroms sein. Die EVU haben gerade in Sonnenreichen Zeiten oder auch stark schwankenden Zeiten immer größerer Probleme die Netzfrequenz bei sauberen 50Hz zu stabilisieren. Je mehr Anlagen aufgebaut werden, desto größer wird das Problem.
Übrigens soll das auch einer der Gründe sein weshalb die großen PV-Anlagen auf den Dächern auf 70% ihrer Nennleistung gedrosselt werden MÜSSEN! Leider konnte ich bei meinen Recherchen nicht klären warum es in anderen Ländern keine Beschränkungen gibt.
Vielleicht liegt es aber auch an einem weiteren Grund: Jeder selbst erzeugte Kilowattstunde Strom muss nicht eingekauft werden! Das EVU verdient einfach weniger Geld (bei gleichzeitig höheren Kosten).
Warum mehr als 300W pro Balkonkraftwerk sinnvoll sind
Wir hatten uns nun für ein 2. Balkonkraftwerk entschieden. Diesmal für ein Modul mit 345W. Der Envertech Wechselrichter hat, wie bei der 1. PV-Mini-Anlage, ebenfalls eine Leistung von 300W.
Beide Anlagen leisten also maximal 600W und sind somit genehmigungsfrei obwohl die Module insgesamt 645W leisten könnten.
Das 345W Modul hat nun einen entscheidenden Vorteil: Die Leistung kann auf 87% fallen (falscher Sonnenwinkel, Verschattung oder zu warme Umgebungstemperatur…) um dennoch 300W an den Wechselrichter zu liefern. Mein 1. Modul würde bei einer Systemleistung von 87% nur noch 261Watt liefern. Der Puffer für ungünstige Rahmenbedingungen ist also größer.
Aufbau, Installation und Anschluss Balkonkraftwerk
Der Aufbau, die Installation und der Anschluss einer Mini-PV-Anlage ist denkbar einfach. Ich habe meine beiden Balkonkraftwerke wegen problemlosen Abwicklung (auch bei Problemen/ Schäden usw.) bei Amazon gekauft.
Die Lieferzeit wurde mit 3 Wochen angegeben. Nach guten 2 Wochen wurde das große Paket geliefert. Das 1. Modul hatte ich 3 Monate zuvor mit einer Lieferzeit von 3 Tagen bestellt. Aktuell beträgt die Wartezeit mitunter 2 bis 3 Monate – sofern überhaupt etwas geliefert werden kann.
Das Paket hatte eine Größe von 180cm x 115cm x 7cm und wog lt. Lieferschein 17kg. Ein Transport im Kofferraum eines Mittelklassewagens ist somit nicht mehr möglich. Ihr solltet euch das Paket also am besten gleich an den Zielort liefern lassen.
Ich habe als erstes das Paket geöffnet und die Ware auf Beschädigung und Vollständigkeit geprüft. Neben dem Modul befinden sich die Aluprofile der Aufständerung und ein Karton mit dem Zubehör (Wechselrichter, Erdungskabel, Stromanschlusskabel und Schrauben) in dem großen Paket. Alles war in tadellosem Zustand.
Als erstes habe ich jeweils 3 Aluprofile der Aufständerung zu einem „Dreieck“ zusammengeschraubt. Die beiden „Dreiecke“ können nun sofort am Rahmen des Moduls für eine Quermontage befestigt werden. Die Löcher für die Schrauben sind bereits vorhanden und die mitgelieferten Schrauben passen perfekt.
Alle Produkte in meinen Amazon-Warenkorb legen Zuletzt aktualisiert am 27. März 2022 um 06:45 . Ich weise darauf hin, dass sich hier angezeigte Preise inzwischen geändert haben können. Alle Angaben ohne Gewähr. Bei den verwendeten Produktlinks handelt es sich teilweise um Affiliate Links. Durch einen Kauf über den Link werde ich am Umsatz beteiligt. Der Preis ändert sich für dich jedoch nicht.
Da ich meine beiden Balkonkraftwerke auf dem Poolhaus aus Platzgründen hochkant aufstellen wollte, musste ich 2 zusätzliche Löcher in den Alu-Rahmen des PV-Moduls bohren. Hierfür habe ich die richtige Position angezeichnet und die Löcher mit einem scharfen 8er Metallbohrer gebohrt. Ich empfehle ein Schutzholz unter zu legen damit ihr nicht ausversehen das Modul anbohrt.
Danach habe ich den Wechselrichter (inkl. dem Erdungskabel) an einem Schenkel der Aufständerung verschraubt. Auch diese Löcher sind bereits vorgebohrt. Beachtet hierbei die Länge der Anschlusskabel welche vom Modul in den Wechselrichter gesteckt werden. Bei einer Quer-Montage reichen die Kabel immer bis zum Wechselrichter. Bei einer Hochkant Montage muss die Aufständerung natürlich auf der Seite befestigt werden wo auch die Kabel am Modul verbaut sind!
Nun habe ich das Modul auf einer 2 Meter x 1 Meter großen Holzpalette auf meinem Poolhaus ausgerichtet und befestigt. Das alte Balkonkraftwerk, welches vorher quer montiert war, habe ich so umgebaut das es ebenfalls hochkant direkt neben dem 2. Modul befestigt werden konnte.
Nun hatte ich beide Module direkt nebeneinander auf der Holzpalette stehen.
Video zum Aufbau, Installation und Anschluss meiner beiden Balkonkraftwerke
Ich habe den Aufbau, die Installation und den elektrischen Anschluss meiner beiden Mini-PV-Anlagen mit meiner Kamera begleitet und das Video auf meinem YouTube Kanal veröffentlicht.
Dort könnt ihr euch den meine Vorgehensweise in aller Ruhe noch einmal im Detail ansehen.
Weitere Videos zum Thema Stromgewinnung durch Photovoltaik, zum Beispiel zum Bau meiner PV-Inselanlage mit 4 Modulen und 3 großen Batterien, findet ihr in meiner Photovoltaik-Playliste.
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Balkonkraftwerk: Stecker rein und fertig!
Es ist tatsächlich so einfach wie es klingt! Nachdem die Mini PV Anlage aufgebaut wurde, muss lediglich der Stromstecker in eine Steckdose gesteckt werden – fertig!
In meinem Fall habe ich zunächst die beiden Balkonkraftwerke miteinander verbunden und in Reihe geschalten. Hierfür haben beide Wechselrichter einen zusätzlichen Eingang.
Ich habe also den 220V Wechselstromausgang vom 1. Wechselrichter mit dem 220V Eingang des 2. Wechselrichter verbunden. Da die Stecker verwechslungssicher genormt sind kann man da gar nichts falsch machen.
Dann habe ich den 220V Ausgang vom 2. Wechselrichter (mit dem 5 Meter langen Gummikabel) mit der Steckdose am Poolhaus verbunden.
Zunächst passierte jedoch gar nichts. Die beiden Kontroll-LEDs an den Wechselrichtern blinkten rot.
Ohne Strom funktioniert kein Balkonkraftwerk
Eine Mini PV-Anlage funktioniert nur an einer Steckdose welche bereits mit einer 220V Spannung versorgt wird.
Unter Sicherheitsaspekten macht das auch durchaus Sinn! Der Stecker, welcher vom Modul kommt, ist ein ganz normaler Schukostecker mit den beiden offenen Metallkontakten. Eine Berührung mit den Metallstiften hätte einen Stromschlag zur Folge, wenn das Balkonkraftwerk permanent Strom ausliefern würde.
Um dem vor zu beugen, benötigt ein Balkonkraftwerk immer eine bereits bestehende Stromquelle.
Die rote LED am Wechselrichter bestätigte mir also das bereits Strom erzeugt werden kann, dieser jedoch nicht ausgeliefert wird weil keine Verbindung zum Stromnetz besteht.
- [Output 3 kW·h pro Tag]: Der tägliche Output von 3000 Wh hängt von der Verfügbarkeit des Sonnenlichts ab. Ideal für Outdoor, Wohnmobile, Privathaushalte, Boote, Wohnwagen, Golfwagen, Elektroautos, Yachten, Zelte oder Rucksäcke usw.
- [Lithiumbatterie mit geringem Gewicht]: Die 100Ah Lithiumbatterie wiegt nur 12,2 kg, was nur 1/3 des Gewichts einer Blei-Säure-Batterie entspricht. Sie ist leicht zu tragen und zu installieren. Es ist eine ideale Wahl für die Stromversorgung von Campingplätzen im Freien und für die einfache Installation in Innenräumen.
- [1500W 24V Integrierter Wechselrichter]: Eine Kombination aus 1500W DC 24V AC 220V Sinuswechselrichter und 50A Laderegler. Geeignet für 24V Blei-Säure- (Seal, AGM, Gel, überflutet) und Lithiumbatterien. Auf netzunabhängige Systeme wie Wohnmobile, Häuser und Werkstätten anwenden.
- [Verschiedene Anwendungen]: Dieses System eignet sich perfekt für Privathaushalte, Wohnmobile, Werkstätten, Kabinenstromversorgungen und Orte, an denen kein Strom geliefert wird.
- [Kundenservice]: Das Kit wird unter Berücksichtigung der Produktspezifikation in mehreren Paketen geliefert. Es gibt 1 Jahr Garantie und technische Unterstützung rund um die Uhr. Rufen Sie die ECO-WORTHY-Hotline an, wenn Sie Fragen oder Bedenken haben.
Sobald der Stecker mit der Steckdose verbunden wurde beginnt der Wechselrichter damit den Gleichstrom aus dem PV-Modul in 220V Wechselstrom umzuwandeln. Dabei wird die Frequenz von 50Hz von Modul und Stromnetz synchronisiert. Dieser Vorgang kann bis zu 2 Minuten dauern.
Sobald die Frequenz passt, wird der Strom direkt in das Hausnetz eingespeist.
Diese Methode funktionierte bei meinen beiden Modulen im Einzelbetrieb als auch in der Reihenschaltung problemlos!
Ein möglicher Nachteil dieser Vorgehensweise ist es, dass ein solches Balkonkraftwerk bei einem Blackout NICHT funktioniert! Wenn an der Steckdose kein Strom anliegt, kann sich der Wechselrichter nicht synchronisieren und es kann dann auch Strom eingespeist werden.
In diesem Fall muss ein Speicher im System die Spannung bereitstellen oder man setzt gleich auf eine komplette Inselanlage.
Video zum Aufbau, Installation und Anschluss meiner PV Inselanlage
Eine solche Inselanlage habe ich am Tierhaus bereits realisiert. Der Strom wird von aktuell 4 PV-Modulen erzeugt und in 3 großen Solar-Batterien gespeichert. Eine automatische Umschaltung auf Netzstrom, wenn die Batterien leer sind, sichert die Stromversorgung ab.
Das passende Video zum Bau meiner Inselanlage findet ihr auf meinem YouTube Kanal oder direkt in meiner Photovoltaik-Playliste.
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Alle Produkte in meinen Amazon-Warenkorb legen Zuletzt aktualisiert am 28. April 2023 um 08:13 . Ich weise darauf hin, dass sich hier angezeigte Preise inzwischen geändert haben können. Alle Angaben ohne Gewähr. Bei den verwendeten Produktlinks handelt es sich teilweise um Affiliate Links. Durch einen Kauf über den Link werde ich am Umsatz beteiligt. Der Preis ändert sich für dich jedoch nicht.
Balkonkraftwerk und die richtige Phase
In meinem Haushalt gibt es einen Stromzähler mit 3 Phasen. L1, L2 und L3. Der Strom vom Hausanschluss wird also, vereinfacht ausgedrückt, auf 3 Strombereiche aufgeteilt. Das Balkonkraftwerk wird an einer Steckdose angeschlossen welche wiederum an einer Phase hängt.
Müssen nun alle Verbraucher auch auf derselben Phase laufen wie das PV-Modul damit ich meinen selber erzeugten Strom auch direkt selber verbrauchen kann. Die Antwort lautet JEIN!
Grundsätzlich verbrauchen eure elektrischen Geräte den Strom aus der Phase an welcher Sie angeschlossen sind. Wenn die Waschmaschine an der Phase L1 hängt und euer PV-Modul an der Phase L3, dann verbraucht die Waschmaschine nicht den „gleichen“ Strom. Daher macht es Sinn, sofern das überhaupt zu realisieren ist, wenn das Balkonkraftwerk auf der gleichen Phase hängt wie der zu versorgende Verbraucher.
Ihr braucht nun aber kein separates Kabel von der Waschmaschine in euren Garten oder Balkon zu verlegen. Denn es funktioniert auch so. Der Grund ist recht simpel: Der Stromzähler arbeitet saldierend.
Der Stromzähler zählt den Verbrauch von L1, L2 und L3 zusammen – die eigene Stromerzeugung wäre dann ein negativer Verbrauch. Wenn die Gesamtsumme positiv ist, ihr also mehr verbraucht als ihr produziert, dreht sich der Stromzähler weiter und ihr bezahlt die Differenz.
Ist die Stromproduktion höher als der aktuelle Verbrauch, dann dreht sich der Stromzähler (zumindest die älteren Zähler ohne Sperre) rückwärts. Das ist in Deutschland nicht erlaubt.
- Unser Home-Solar-Modul funktioniert einfach nach dem Motto: Auspacken – Aufstellen – Stecker rein – Fertig / Geld sparen!
- 345Wp Solarmodul JA Solar, Monokristallin, 25 Jahre Leistungsgarantie und 12 Jahre Produktgarantie, Maße (LxHxB) 1689 x 996 x 35 mm, Gewicht 18,7 kg
- Envertech Wechselrichter EVT300, Maximale PV Leistung 360 Wp, AC Nennleistung 300W, Abschalteinrichtung (NA-Schutz) nach EN 50438, VDE-ARN 4105, 15 Jahre Herstellergarantie, Maße: 163 mm x 216 mm x 27 mm, Gewicht: 1,5 kg
- Anschlusskabel IP44 für den Außeneinsatz in 5 Meter Länge
- Stabile Universalaufständerung für Aufstellung hochkant oder liegend aus 3mm starkem Aluminium (inkl. Montagematerial)
Wenn ihr nun einen neuen Zähler mit einer sogenannten Rücklaufsperre habt und ihr aktuell mehr Strom produziert als ihr verbraucht, dann verschenkt ihr den Überschuss an das EVU. Das ist ärgerlich, aber dafür habt ihr keine Bürokratie am Bein.
Größere Anlagen müssen sowieso angemeldet werden und auch im Marktstammregister registriert werden. Dann kommen Sachen wie EEG, Vorsteuerabzug, ESt, Kleinstunternehmerregelung, Gewerbeanmeldung und so weiter auf euch zu – und eine Drosselung eurer großen Anlage auf 70% Nennleistung!
Übrigens: Lt. meinen Recherchen erfolgt die Stromabrechnung in den Niederlanden nach der einfachen Differenz-Methode. Der Stromzähler dreht sich dort auch rückwärts und der Kunde bezahlt nur den tatsächlichen Strom vom EVU.
Bei diesem System kann der tatsächliche Verbrauch nicht mehr Nachvollzogen werden und auch eine Verrechnung nach EEG, Netzentgelte usw. wäre schwieriger.
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