Balkonkraftwerk/ Inselanlage / Solar

Hier entsteht nach und nach ein Beitrag, wie ich zu meiner Inselanlage gekommen bin. Wo die Reise noch hingehen kann? Was effizient ist und was ehr nicht. Was sollte man beachten und was ist dringend notwendig.

Grundlegend sollte man sich aber vor Projektbeginn die Frage stellen „Was will ich damit erreichen?“, denn nicht jede Umsetzung ist zugleich eine Ersparnis.

Bei mir liegt das Interesse bei der Umsetzung und das dabei Lernen im Vordergrund. Zusammen mit meinem Vermieter „GeWoGe Landshut“ möchten ich ein Vorbild sein und Interessierten die Umsetzung erleichtern.

Aktueller Status

Update 08.05.2023

Über eine eingereichte Petition beim Bundestag wurden ausreichend Stimmen (> 100.000) gesammelt, so dass der Petitionseinreicher beim Bundestag vorsprechen durfte!

Voller Erfolg auf ganzer Linie und es ist bereits sehr viel Bewegung zu erkennen, welche hoffentlich bald auch beim normalen Bürger ankommen.

https://www.bundestag.de/dokumente/textarchiv/2023/kw19-pa-petitionen-945942

Ab 1:30:00 geht es im Video um die BKW’s.

Hierzu auch ein paar Links zum Umdenken des VDE und angedachte Änderungen als Maßnahmen für „Solarpaket I“, welches im Sommer 2023 kommen soll.

VDE Positionspapier

Solarpaket 1

Update 25.01.2023

Aufgrund Schwierigkeiten beim Beschaffen einer Wielanddose, speise ich weiterhin in eine PowerStore.

Das Problem könnte sich bald erledigt haben!

https://www.vde.com/pm-vde-position-mini-pv

Steckerfertige Anlagen mit Schukostecker und bis 800Wp werden vorgesehen.

Update 23.08.2022

Beim Vorort-Termin wurde nun endgültig geklärt, dass das Anbringen eine Außensteckdose kein Problem ist. In meinem Fall kann vom vorhandenen Stromkreis eine Dose nach außen gelegt werden.

Einzige Bedingung: Es muss eine Wieland-Steckdose sein. Darauf besteht die GeWoGe und auch der ortsansässige Stromanbieter.

Update 02.08.2022

am 23.08.2022 wird es einen Vorort-Termin geben, in dem der Elektriker Kollmeder mit der GeWoGe über die Möglichkeiten einer Aussensteckdose für den Balkon und der Kosten sprechen wird.

derzeitiger Stand:

Aktuell betreibe ich mit offizieller Freigabe meines Vermieters „GeWoGe Landshut“ eine Inselanlage. Was soviel bedeutet, dass ich die erzeugte Sonnenenergie in eine Batterie einspeise und über diese Batterie z.B. den TV bzw. meinen PC betreibe oder Smartphone und Tabletts auflade.

Ich stehe mit der „GeWoGe Landshut“ im Dialog, um Hürden und Auflagen zur erfolgreichen Umsetzung eines BKW’s realisieren zu können.

Mein Ziel

Mein Ziel ist ein reines Balkonkraftwerk mit direkter Einspeisung in das eigene Stromnetz. Nur dieses würde sich bei meinem Solarpanel-Standort und mit meinem 2x Solarmodul (375Wp) vermutlich in ca. 5-7 Jahren rentabilisieren.

Das Balkonkraftwerk

Ein Balkonkraftwerk ist ein Photovoltaikmodul mit angeschraubtem Wechselrichter, das direkt über eine Schuko-Steckdose elektrische Energie in den Haushaltsstromkreis einspeist. Die Einspeisung bei Überschuss bleibt jedoch ohne Vergütung.

Da jedoch die Umsetzungshürden durch Auflagen vom Vermieter oder Energielieferant zum Teil wegen Unwissenheit, Verunsicherungen oder veralteten technischen Kenntnisstand sehr Hinderlich sind, begann ich mein Projekt mit einer Inselanlage.

Die Inselanlage

Gegenüber einem klassischen Balkonkraftwerk mit direkter Einspeisung, wird die Sonnenenergie in eine Batterie gespeist. Später nutzt man die Batterie zum Betreiben von TV, Laptop, zum Laden von Telefon und Tablett oder als Notstrom für Kühlschrank bei Stromausfall.

Rentabilität Inselanlage

Die Inselanlage wird sich aus meiner Sicht aber nie rentabilisieren. Das liegt einfach an den hohen Kosten und der Haltbarkeit geeigneter Lifepo4-Batterien. Selbst PowerStations als kompakte Variante zum Einspeisen und wieder Abgeben von Strom sind teuer und nicht für einen solchen Zweck konzipiert, dass man ständig lädt und entlädt.

Mein Feldversuch mit Zahlen und Fakten

Für meinen Feldversuch habe ich nun ein Solarpanel mit ca. 2m x 1m (20kg) und maximal 375Wp, was das Modul an Sonnenenergie bei optimaler Sonneneinstrahlung einfangen kann.

Update:
Seit 2023 habe ich 2x 375Wp-Module im Einsatz, um auch bei wenig Sonne meine Grundlast später decken zu können. Natürlich auch zu dem Preis, dass ich nun auch an die 600Wp herankomme und so der Speicher schneller geladen werden kann.

Zudem kommt eine PowerOak AC50S als Stromspeicher zum Einsatz. In dieser Konstellation konnte ich meinen Vermieter überzeugen, so dass dieser das Aufhängen vom Solarpanel am Balkongitter bewilligte.

Update:
Als Stromspeicher nutze ich nun eine PowerOak EB240 mit 2,4kWh Speichervolumen.

Hierfür musste ich nur glaubhaft vermitteln, dass mein Eigenbau der Solarhalterung auch sturmsicher ist. Das Solarpanel sicher angebracht ist und nicht zufällig mal herunterfallen kann. Ebenso durfte ich keine baulichen Veränderungen vornehmen und das Modul samt Halter muss Rückstandslos entfernbar sein. Es darf auch keine Blendwirkung vom Modul ausgehen, was ohnehin nicht möglich ist. Über meine Hausrat- Haftpflichtversicherung habe ich mir bestätigen müssen, dass das Betreiben einer PV-Anlage versichert ist, sollte von diesem eine Gefahr oder Störung ausgehen oder Schaden verursacht werden.

Damit war der erste Meilenstein gelegt und die wichtigste Hürde gemeistert. Auch zu dem Preis, dass über eine Inselanlage nicht das Maximum einer Ersparnis erreicht werden kann!

Für den Inselbetrieb muss ich während des Ladens der Batterie auch Strom aus der Batterie nutzen, damit ein höherer Ertrag möglich wird. Denn meine Batterie kann nur 500Wh speichern. Ist die Batterie voll verpufft der erzeugte Solarstrom. Daher nutze ich an meiner Batterie eine USV über die ich meine PC-Technik, DSL-Router, Drucker etc. betreibe. Im Standby verbraucht mein Arbeitszimmer ca. 45 Wh. Ist mein Server oder PC an, so steigt der Verbrauch auf 80-130 Watt in der Stunde.

Zu mindestens kann ich so tagsüber mein Arbeitszimmer über grünen Strom betreiben. In der Nacht stecke ich aber meine USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) wieder an das Hausnetz. Denn bei 45 Watt Standby in der Stunde, kann die voll geladene Batterie dennoch nur 7-8 Stunden den Standbybetrieb aufrecht erhalten. Danach wäre meine Technik stromlos und das möchte ich nicht. Und bis wieder genügend Sonnenenergie bei mir ankommt vergehen in den Sommermonaten pro Tag/Nacht 13 Stunden.

Update:
Durch den größeren Speicher der neuen PowerOak EB240 kann ich an nahezu problemlos in den Sommermonaten mein Arbeitszimmer voll über Solarenergie betreiben.

Damit ich meine Technik im Arbeitszimmer nicht immer manuell Umschalten muss, gibt es Relais mit zwei Strom-Eingängen und einem Stromausgang. Dieses Relais schaltet den Ausgang automatisch, so dass primär der Strom aus der Batterie genutzt wird. Ist die Batterie leer, so erkennt das das Relais und schaltet den zweiten Stromeingang (Hausstrom) frei.

Spätestens jetzt wird einem klar, warum das direkte Einspeisen ohne Einsatz eines Speichers effektiver ist.

Die erweiterte Idee

Einspeisen mit größerer PowerStore als Nachtstromspeicher.

Tagsüber normal einspeisen und Überschüsse in die EB240 (2,4kWh-Speicher) laden. Realsiert wird das ganze über smarte Stecker, die das LAden des Speichers freischaltet, sobald ausreichend Überschuss (200W-Ladestrom) vorhanden ist.

Nachts über USB-C PD-Trigger oder Zigaretten-Anzünder 45-100w über einen PowerUp die 12V-20V zu 28V wandeln und mit diesem DC-Strom in den Wechselrichter und von dem ins Netz einspeisen.

Testaufbau war erfolgreich, nur wird’s im Sommer interessant, ob die Technik auf Dauer so mitspielt.

Meine Kostenaufstellung

Gegenstand	Preis
Solarmodul 375Wp	225,00 €
Balkongitterhalter (Eigenbau)	50,00 €
Solarkabelverlängerung 10m	28,00 €
Steckerfertiger Wechselrichter mit DGS-Siegel bis 300 Wp z.B. Envertech EVT300S	380,00 €
zusätzliche Kosten für Elektriker, Stromkasten, Einspeisesteckdose etc.	ca. 190,00 €
Alternative
PowerStation 120Wp Aufladung und 500 Watt Speicher	500,00 €

Meine Fakten

Betrachte ich meine Möglichkeiten mit dem Ziel der direkten Einspeisung, dann kann ich vom Sonnenertrag her für meinen Standort sagen, dass ich an guten Sonnentage bis zu 1,8 kW am Tag erzeugen könnte. Hierbei kommt die Sonne jedoch erst gegen 12:00 Uhr mittags so richtig um die Ecke. Im Durchschnitt kommen gegen 15:00 – 20:00 Uhr dann zw. 220 – 300 Watt am Solarpanel an. Allerdings muss man wissen, dass man nie den vollen möglichen Ertrag auch tatsächlich einspart. Zu den Gründen komme ich weiter unter noch zu sprechen.

Update:
Durch das zweite Modul könnte ich bis zu 4,0 kW am Tag erzeugen!
Die effektiv ausgenutzt ergibt durchaus eine lohnende Einsparung.

Dennoch denke ich, dass für meinen Standort und meiner gewählten Aufständerung der mögliche Ertrag ein guter Wert ist. Damit diese Sonnenenergie später beim Direkteinspeisen nicht einfach verpufft, weil der eigene Grundverbrauch vom Haushalt so gering ist, macht es Sinn zu Ertragshöchstzeiten z.B. die Waschmaschine oder den Geschirrspüler zu nutzen.

Denn sobald man ein Balkonkraftwerk mit Einspeisung nutzt, muss man unteranderem dem Energielieferant davon in Kenntnis setzen. Dieser wird spätestens jetzt so bald wie möglich prüfen, ob man schon einen modernen Stromzähler hat oder noch ein alter (schwarzen) analogen Stromzähler zum Einsatz kommt. Der Grund liegt auf der Hand, denn der analoge Stromzähler würde bei einer Solarüberproduktion sich rückwärts drehen und diese Tatsache ist zu unterbinden und es muss an der Stelle deutlich gesagt werden, dass dieser Zustand zur Zeit noch strafbar ist! Ein moderner Stromzähler dreht sich nicht rückwärts und schützt so einem auch selber vor derartigen Straftaten. Allerdings hat das auch zur Konsequenz, dass die Solarüberproduktion automatisch dem Netzbetreiber geschenkt wird. Denn anders wie bei großen PV-Anlagen findet keine Rückvergütung über den gelieferten Solarstrom statt.

kleines Rechenbeispiel

Hier mal ein kleines (flaches) Rechenbeispiel ohne wissenschaftliche oder echte mathematische Ansätze:

Ein Waschgang bei mir dauert ca. 1h 40 min und hat einen Gesamtverbrauch von ca. 1200 Watt. Der Verbrauch ist nur so hoch, weil ca. 2x mal pro Waschgang Wasser für ca. 15 Minuten erhitzt wird. Zu dieser Zeit liegt der aktuelle Strombedarf bei ca. 2500 Watt. In der restlichen Zeit aber liegt der Strombedarf zw. 100-270 Watt.

Waschmaschine

Hat man den Waschgang gestartet, wenn man hohe Sonneneinstrahlung hat und beispielsweise konstant 400 Watt während des Waschgangs über Solar in das Hausnetz eingespeisen würde, dann kann man ganz grob festhalten, dass ca. 600-800 Watt von den 1200 Watt benötigten Strom über Solarenergie erbracht werden würde. Im Umkehrschluss bedeutet das, dass man nicht 1200 Watt, sondern nur noch 400-600 Watt an Strom über den Netzbetreiber einkauft.

Grundstrom

Eine andere Rechnung wäre die Betrachtung über den Grundstrom vom Haushalt, den man ohnehin hat z.B. durch Standy-Betrieb, Kühlschrank, Tiefkühler, smarte Geräte wie Alexa, Aquarium und der gleichen. In meinem Fall habe ich durch einen smarten Energiezähler (EM3 von Shelly) den Gesamtverbrauch erfasst und kenne nun meinen Strombedarf auf die Minuten genau. Alternativ kann man auch drei Stromzange am Stromzulauf seines Sicherungskastens in der Wohnung an Klipsen und so seinen Grundstrom über einen längeren Zeitraum beobachten.

In meinem Fall habe ich eine Grundlast zw. 60-100 Watt, je nachdem in welchem Rhythmus gerade die Kühlsysteme aktiv sind.

In den Sommermonaten habe ich ab 12:00 Uhr ca. 100 Watt Solar-Ertrag, weil die Sonne noch nicht ganz rum gekommen ist. Aber ab 13:00 Uhr sind es dann schon 300 Watt und diese Erträge reichen aus, damit der Grundstrom nicht vom Netzbetreiber gekauft werden muss.

Wenn dann gegen 14:00 Uhr schon 400-500 Watt an Solarenergie ankommen, dann ist neben dem Grundstrom auch das Betreiben vom PC oder das TV schauen quasi über grünen Strom. Und weil ich ja bereits eine PowerStation gekauft habe, könnte ich bei Direkteinspeisung und Solarüberproduktion auch gleich die PowerStation laden. Je mehr ich zu Spitzenzeiten an Strom verbrauche, desto weniger würde der selbst erzeugte Solarstrom verpuffen.

Das erste Jahr

Meine Anlage mit einem Panel konnte in 2022 ca. 200kWh einsparen. Für mich bedeutet das eine Ersparnis von 65€ bei rund 0,34 €/kWh. Da die Strompreise gestiegen sind würde das in 2023 auf 80€ ansteigen.

Nach Aufrüstung mit einem zweiten Panel konnten im Zeitraum 01/2023 – 04/2023 ca. 125kW eingespart werden. Bei einem Strompreis von ca. 0,38/kWh macht das bereits 47,50 € Ersparnis und der Sommer kommt erst noch.

In Moosburg bezahlt man aber aktuell 0,64 €/kWh (06/2022) und da lohnt sich ein BKW noch deutlich schneller.

Und hat man einen besseren Standort für die Panels, dann geht hier so einiges mehr, da bereits in den Morgenstunden ausreichend Strom für die Grundversorgung vorhanden wäre.

Mein Fazit für mich

Man darf daher festhalten, dass ein Balkonkraftwerk mit Hauseinspeisung sich spätestens dann rechnet, wenn man weiß wie man seinen eigenen Stromverbrauch regulieren kann und den Strom nutzt, wenn der Solarertrag am höchsten ist oder wenn man von Haus aus einen hohen Grundverbrauch hat.

Wer also einen geeigneteren Standort hat, wo die Sonne von Auf- bis Abgang das Solarpanel befeuern kann, dann hat man auch die besten Möglichkeiten seinen Grundstrom selber zu produzieren.

In meinem Fall wäre eventuell gerade auch für die Wintermonate ein zweites Solarpanel sinnvoll. Weil man so bei lichtschwachen Zeiten dennoch einen guten Ertrag haben kann, der wiederum ausreichen kann, um auch in Wintermonaten den Grundstrom über Solar zu erzeugen.

Wie oben bereits erwähnt, ist mein nächster Schritt eine Bewilligung vom Vermieter für das direkte Einspeisen zu bekommen. Allerdings müssen hier noch einige Hürden und Vorgaben besprochen werden, damit die entstehenden Zusatzkosten nicht die Effektivität oder Sinnhaftigkeit des Balkonkraftwerkes zunichte machen.

https://www.vde.com/pm-vde-position-mini-pv

Diese geplante neue Norm könnte ein Durchbruch werden. Nach dieser Norm wird es deutlich einfacher eine BkW betreiben zu dürfen.

Mein Ziel für Nachahmer

Ich für meinen Teil kann nicht mehr von Rentabilität ausgehen. Dafür habe ich bereits zuviel investiert. Aber meine Hoffnung ist, dass am Ende meines Projekts, ich Nachbarn begeistern kann, es nachzumachen und diese profitieren dann von meinen Erfahrungen und Vorgesprächen mit unseren Vermieter. Denn auch wenn Solarenergie und Balkonkraftwerke bereits einige Jahre möglich sind. So bin ich hier in Landshut bei unserem Vermieter „GeWoGe“ der Erste, der wirklich ein Solarmodul am Balkongitter hängen hat.

Balkonhalter / Balkonaufständerung

Für mich war von vornherein klar, dass ich mit meinem Projekt so volksnah wie möglich bleiben möchte. So versuche ich meine Erläuterungen einfach zu halten und ich versuche alle Käufe und Selbstbeuten so umzusetzen, dass ein jeder z.B. im Baumarkt die passenden Teile zu kaufen bekommt.

Hier schreibe ich demnächst die verwendeten Bauteile für meine Solarhalterung speziell für mein vorhandenes Balkongitter.

Mittlerweile erarbeite ich eine leicht modifizierte Halterung, mit der es möglich sein soll, zw. Winter- und Sommerbetrieb umzustellen, in dem man die Neigung vom Panel leicht verstellen kann.

Bilder folgen hierzu noch.