Balkonkraftwerk optimal nutzen: So holst du das meiste raus

Balkonkraftwerke sind ein wichtiger Baustein der Energiewende. Je optimaler sie aufgestellt und genutzt werden, umso größer ist ihr Ertrag und ihr Potenzial Geld zu sparen.

Balkonkraftwerke haben sich in den letzten Jahren von dem Ruf der „Guerilla-PV“ hin zu discounterfähigen Produkten entwickelt. Nachdem die ersten Hersteller auf den Zug aufgesprungen sind, waren fertige Produkte noch deutlich teurer, als dass es sich für jede:n gelohnt hätte. Aber durch den Preisverfall von Solarmodulen in den letzten Jahren und die Änderungen der Gesetzeslage werden Balkonkraftwerke immer erschwinglicher. Durch Rabattaktionen oder der aktuellen Umsatzsteuerbefreiung kannst auch du beim Kauf deutlich sparen. 

Ein Tipp, mit dem du oft Geld, aber auch wertvolle Ressourcen sparen kannst, ist gebraucht kaufen. Was bei Mode und Möbeln schon üblich ist, geht auch mit Solaranlagen. In einem Artikel hat Utopia bereits das Startup Panelretter vorgestellt, welches zu früh aussortierte Module aufbereitet und als Balkonkraftwerke preiswert anbietet.

Balkonkraftwerk optimal montieren

Schon vor dem Kauf eines Balkonkraftwerks solltest du die Frage geklärt haben, wo du die Paneele aufhängst und durch welche Steckdose du den Strom einspeisen wirst. Jedoch spätestens bei der Montage ist es wichtig, dass du dir etwas mehr Zeit nimmst für die richtige Positionierung, um möglichst viel Strom zu produzieren.

Zunächst erstmal zur Theorie: Je mehr Sonne eine Solaranlage abbekommt, um so mehr Strom produziert sie. Die Menge ist hier abhängig von der Verschattung und der Ausrichtung, da wir ja bereits in der Schule lernen, dass im Norden die Sonne nie steht. Daraus schließt sich, dass eine Ausrichtung nach Süden optimaler ist als nach Norden.

Jedoch sei hier bereits angemerkt, dass moderne Anlagen auch aus indirektem Licht und leichter Verschattung noch einigen Strom herausholen können. Eine Anschaffung eines Balkonkraftwerks kann sich auch dann noch lohnen.

So richtest du das Balkonkraftwerk am besten aus

Bei der Ausrichtung von Balkonkraftwerken gibt es zwei Faktoren, welche den Wirkungsgrad der Gesamtproduktion beeinflussen:

• die Himmelsrichtung, in die das Panel ausgerichtet wird und
• die Neigung, also der Winkel zwischen Boden und Panel.

Für Deutschland empfehlen verschiedene Expert:innen für die Maximierung der Gesamtproduktion, eine Ausrichtung direkt nach Süden. Das Panel sollte ihnen zufolge nicht senkrecht angebracht werden, sondern um 30 bis 40 Grad geneigt sein.

Jedoch ist das in der Praxis oft schwer umzusetzen, wenn dein Balkon oder deine Hauswand, an der du das Balkonkraftwerk anbringen willst, nicht perfekt ausgerichtet ist. Stellst du die Paneele jedoch auf einem Flachdach oder im Garten auf, sollten die Halterungen vom Hersteller und zum Beispiel der Kompass im Smartphone genutzt werden.

Auf die Gründe, warum Süden jedoch nicht für jede:n die beste Ausrichtung ist, gehen wir später nochmal ein.

Verschattung vermeiden oder Orientierung beachten

Bei der Verschattung scheint es erstmal offensichtlich, dass keine Verschattung immer besser ist. Das stimmt auch, ist jedoch nicht in jeder Situation machbar und nicht der einzige Faktor. Sollte eine Verschattung des Balkonkraftwerks nicht verhindert werden können, kann die Wahl der Paneele und vor allem die Orientierung der Module entscheidend sein.

Aber auch hier wirst du gegebenenfalls an Grenzen der Machbarkeit stoßen. Lass dich davon nicht verunsichern. Kurz gesagt: Kein Schatten ist am besten. Bei klaren Schatten, zum Beispiel von einem Schornstein oder Fahnenmast, lohnt es sich auf die Orientierung und die Anzahl der Bypass-Dioden zu achten. Dazu im folgenden Abschnitt mehr.

Wie Bypass-Dioden bei Teilschatten helfen

Zunächst ein Mal zur Theorie: Ein Paneel besteht aus einzelnen Zellen, welche oft als einzelne blaue Quadrate durch die obere Glasschicht erkennbar sind. Jede einzelne Zelle produziert abhängig von der auf sie einfallenden Sonne Strom. Um den Strom der einzelnen Zellen zu sammeln, werden diese hintereinander verbunden. Produziert eine einzelne Zelle durch lokale Verschattung, Verschmutzung oder eines Defektes weniger Strom, muss der Strom der anderen Zellen weiterhin durch sie hindurch fließen. Das führt zu Verlusten in Form von Wärme und reduziert so die Gesamtleistung eines Paneels.

Anschaulich am Bild einer Eimerkette. Die einzelnen Zellen sind die einzelnen Personen, welche in einer Reihe den Strom beziehungsweise das Wasser weiter reichen. Ist nun eine Person langsamer als die anderen in der Reihe, stauen sich dort die Eimer und die Gesamtleistung der Kette ist durch die einzelne Stelle reduziert. Auch wenn andere Teile mehr arbeiten könnten, können auch sie nicht mehr ihre vollständige Leistung zur Gesamtleistung beitragen.

Um diesen Effekt entgegenzuwirken, verbauen Hersteller von Solarpaneelen Bypass-Dioden. Diese ermöglichen es, dass Strom an verschatteten, verschmutzen oder defekten Zellen vorbeifließen kann und so die Gesamtleistung nur noch um den Leistungsverlust der einzelnen Zelle reduziert wird. Die Anzahl der Bypass-Dioden bestimmt hier, ob Strom an jeder einzelnen Zelle vorbeifließen kann oder Zellen zu Gruppen gebündelt werden. Aus Kostengründen werden weniger Dioden als Zellen verbaut, wodurch jedoch einzelne Zellen noch Einfluss auf die Gesamtleistung ihre Gruppe haben, jedoch nicht mehr auf die des Paneels.

Im Bild der Eimerkette würde das bedeuten, dass die lange Reihe an Personen aufgeteilt wird und die einzelnen Gruppen das Wasser mit den Eimern nun die Strecke transportieren. Langsame Personen haben so nur noch einen Einfluss auf ihre Gruppe und nicht mehr auf alle Beteiligten. Schnell wird klar, dass es sinnvoll ist, wenn nicht in jeder Gruppe eine langsame Person ist, die alle aufhält. Sondern es besser ist, wenn alle Langsamen in einer Gruppe sind und die Schnellen ungestört für sich arbeiten können.

Bei der Montage der Paneele ist es also sinnvoll, dass verschattete Zellen aus einer Gruppe stammen und so die unverschatteten ungestört weiter Strom produzieren können. Wie diese Gruppen aufgeteilt sind, steht in den Datenblättern und kann anhand der silbernen Linien auf den Paneelen erkannt werden. Ebenfalls im Datenblatt ist aufgeführt, wie viele Dioden verbaut sind, was du bereits beim Kauf des Balkonkraftwerks berücksichtigten kannst. 

Balkonkraftwerk im laufenden Betrieb optimieren

Neben der Verschattung durch Bäume, Gebäude oder Wolken können auch Verschmutzungen auf dem Paneel zu einer Reduzierung des Ertrags führen. Vor allem größere Verschmutzungen wie Blätter oder der Kot von Vögeln können hier einen Unterschied von bis zu 30 Prozent machen. Diese sollten möglichst schnell entfernt werden. Aber Achtung, wer hier übereifrig zur Tat schreitet, kann dauerhafte Schäden am Balkonkraftwerk verursachen.

Wenn du die Solaranlage regelmäßig reinigst, dann erhöhst nicht nur den Ertrag, sonders verlängerst auch deren Lebensdauer.

Kühlung optimiert den Stromertrag

Ein Punkt, der ebenfalls die Produktivität eines Balkonkraftwerks steigert, ist die Kühlung der Paneele. Diese ist meistens jedoch nur schwer oder teuer umzusetzen. In den Zellen ist Silizium verbaut, welches mit steigender Temperatur seine Leitfähigkeit verliert. Wird eine Zelle also warm, reduziert sich die Gesamtleistung des Paneels. Auch wenn dadurch der Wirkungsgrad des Balkonkraftwerks reduziert wird, lohnt es sich finanziell meistens nicht, Kühlanlagen ein- oder aufzubauen.

Achte deshalb bei der Montage darauf, dass sich unter den Paneelen keine Hitze stauen kann. Halte außerdem Abstand zu Wärmequellen, wie zum Beispiel dem Außengerät der Klimaanlage ein. Du solltest aber nicht versuchen, das Paneel mit Wasser oder sogar Eis abzukühlen. Gerade bei Hitze im Sommer kann der lokale oder plötzliche Temperaturunterschied zu Schäden führen.

Optimierung deines Stromverbrauchs

Balkonkraftwerke punkten durch ihre unkomplizierte, einfache und schnelle Installation. Jedoch haben sie im Vergleich zu angemeldeten großen Anlagen einen Nachteil: Der ins Netz eingespeiste Strom wird nicht vergütet. Erzeugt die PV-Anlage also mehr als der eigene Haushalt verbraucht, fließt der Strom einfach ins Stromnetz und wird so an den Netzbetreiber verschenkt. Dafür ist ausschlaggebend, dass Erzeugung und Verbrauch gleichzeitig stattfinden. Um das zu vermeiden und möglichst viel Strom selbst zu verbrauchen, helfen folgende Ansätze:

• Verbrauch an die PV-Anlage anpassen
• PV-Anlage an den Verbrauch anpassen
• Passende Kombination für den Alltag
• Balkonkraftwerk mit Akku

Deinen Verbrauch an die PV-Anlage anpassen

Optimal ist, wenn du den Strom verbrauchst, wenn das Paneel ihn gerade produziert. Wählst du wie oben vorgestellt eine Ausrichtung, die auf die Gesamtleistung optimiert ist, produziert das Balkonkraftwerk mittags am meisten Energie.

Wenn du zu Hause bist, kannst du versuchen zu diesem Zeitpunkt Geräteakkus zu laden, zu kochen oder andere Aktivitäten auf diese Zeit zu verlegen. Bist du jedoch nicht zu Hause, kannst du versuchen, Timer von Geräten zu nutzen. So bieten die meisten Waschmaschinen und Staubsaugerroboter die Möglichkeit, Programme mittags mit eigenem Solarstrom laufen zu lassen. Geräte ohne Timer können mit Zeitschaltuhren oder Smarten-Steckern nachgerüstet werden. Gerade letztere lassen sich oft auch mit den PV-Anlagen verbinden und aktivieren sich ab einer gewissen Leistung.

Hier gibt es viele Möglichkeiten und es lohnt sich auszuprobieren, was persönlich am besten in deinen Alltag passt. Utopia-Redakteur Michael Schlump beschreibt in seinem Erfahrungsbericht zu seinem Balkonkraftwerk, wie er versucht, den Verbrauch optimal zu timen.

Die PV-Anlage an den Verbrauch anpassen

Wenn du deinen Alltag nicht nach dem Stand der Sonne anpassen willst oder kannst, solltest du versuchen, die Erzeugung auf den Zeitpunkt des Verbrauchs zu legen. Hierzu ist relevant, wann Strom im Haushalt verwendet wird. Wäschst du morgens Wäsche und Geschirr, kann es sich lohnen, die Paneele nicht wie oben beschrieben nach Süden auszurichten, sondern nach Südosten. Damit erzeugt das Balkonkraftwerk zwar insgesamt weniger Strom, jedoch gerade in den Stunden mehr, in denen der Eigenbedarf am größten ist. 

Ein anderes Szenario kann sein, dass ein dynamischer Stromtarif genutzt wird, bei dem mittags der Strom günstig ist, jedoch am Nachmittag die Preise stark ansteigen. Falls möglich könnte hier die Ausrichtung der Paneele nach Süd-Westen am besten sein, um dann am meisten Strom zu produzieren, wenn der Strompreis am teuersten ist.

Kurz gesagt: Es kann sich finanziell lohnen, weniger Strom zu produzieren, als mehr an den Netzbetreiber zu verschenken. 

Passende Kombination für den Alltag

Eine Kombination aus beiden Ansätzen ist ein Paneel nach Osten und das zweite nach Westen auszurichten. Dadurch flacht die Stromspitze mittags ab und es wird bereits früher und länger Strom produziert. Dieser Ansatz lohnt sich vor allem dann, wenn du das Balkonkraftwerk nutzen willst, um die Grundlast der immer angeschlossenen Geräte wie Kühlschrank oder Internet-Router zu decken.

Solltest du günstig an Komponenten kommen und Platz auf Carport oder im Garten haben, kannst du auch versuchen, mehr Paneele zu installieren. Durch mehr PV-Fläche kannst du dann den reduzierten Wirkungsgrad ausgeglichen, aber trotzdem die verteilte Produktion einer Ost-Westausrichtung mitnehmen. Hierbei solltest du nur die gesetzlichen Obergrenzen für die installierte Gesamtleistung des Balkonkraftwerks von 2 Kilowatt und einer Wechselrichterleistung von insgesamt bis zu 800 Voltampere beachten.

Balkonkraftwerk mit Akku

Wenn du bereit bist mehr Geld auszugeben, hast du die Möglichkeit, mit einem Akku die Zeit zwischen Erzeugung und Verbrauch zu überbrücken. Viele Hersteller bieten hier bereits fertige, geprüfte Steckerlösungen, die zwischen PV-Module und Wechselrichter gesteckt werden. Diese laden sich mittags, wenn die Solaranlage am meisten Strom erzeugt, auf und geben diese nach der Dämmerung an den Wechselrichter ab, welcher dann den Strom in das Hausnetz einspeist.

Gerade für Camper:innen kann sich eine solche Anschaffung lohnen, da viele Akkus ebenfalls als mobile Stromquelle genutzt werden können. Auch bei Stromausfällen kannst du mit einem solchen Akku deinen Kühlschrank betreiben oder dein Handy aufladen.

Fazit: So optimierst du dein Balkonkraftwerk

Auch wenn dieser Artikel viele Möglichkeiten der Optimierung aufzeigt, solltest du dich nicht abschrecken lassen. Ein Balkonkraftwerk ist inzwischen so einfach und günstig geworden, selbst ohne große Optimierung, Möglichkeiten und Erfahrung lohnt sich der Kauf finanziell und ökologisch. Setzt du dann noch auf gebrauchte Anlagen, kannst du nichts falsch machen. 

Ein kurzes, stark vereinfachtes Zahlenspiel mit einem 405W Refurbished Balkonkraftwerk für 200 Euro: Richtest du dies nach Süden aus, produzierst du ungefähr 20 Prozent deines jährlichen Strombedarfs selbst. Damit hat sich die Anlage nach weniger als zwei Jahren refinanziert.

Sollte bei dir eine Südausrichtung nicht möglich sein, weil dein Balkon im Norden liegt, kommst du je nach Rechner und Winkel auf vier bis fünf Jahre. (Hier gehen wir aber wirklich von den schlechtesten Umständen aus.) Das Balkonkraftwerk produziert so nur noch 40 Prozent seiner möglichen Leistung, was trotzdem noch Ersparnisse von ungefähr 50 bis 60 Euro pro Jahr sind.

Möchtest du selber nachrechnen, gerade auch, ob ein Akku sich lohnt, findest du online einige Berechnungstools.

Weiterlesen bei Utopia.de:

• Solaranlage am Balkon: Wann sich ein Balkonkraftwerk lohnen kann
• Kostenfalle Balkonkraftwerk? 6 Fehler, die teuer werden können
• Balkonkraftwerk in einer Mietwohnung: Das sind die Regeln

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