Balkonkraftwerke und Blackout – unabhängig bei Stromunterbrechungen?

Kategorie(n): Balkonkraftwerk-Wissen, Energiemanagement

Hilft ein Balkonkraftwerk bei einem Blackout? Die Beliebtheit von heimischen Balkon-Solarkraftwerken zur Gewinnung von Energie durch Sonnenkraft nimmt zu. Kein Wunder, denn durch die Nutzung des produzierten Stroms können die persönlichen Energiekosten erheblich gesenkt werden.

Gleichwohl stellt sich bei möglichen Energieknappheiten immer wieder die Frage, ob diese kompakten Balkonkraftwerke auch während eines Blackouts nützlich sind und den Haushalt kontinuierlich mit Elektrizität versorgen können. Leider lautet die Antwort darauf: nein.

Warum hilft ein Balkonkraftwerk nicht bei einem Blackout?

Das deutsche Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK) identifiziert in einer Studie zur autarken Notstromversorgung für die Bevölkerung fünf wesentliche Bereiche, in denen eine Notstromversorgung bei einem Stromausfall unerlässlich ist:

• Die Beleuchtung
• Die Kommunikation
• Das Kochen
• Die kühle Lagerung und Aufbewahrung von Lebensmitteln
• Die Heizung

Dazu kommt etwa noch der Betrieb wichtiger medizinischer Geräte.

Das Problem bei einem Blackout ist der Wechselrichter des Balkonkraftwerks

Balkonkraftwerke sind kompakte Anlagen, die aus nur wenigen Bauteilen bestehen. Eines davon ist der Wechselrichter. Dieser wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hertz um. So kann der Strom über die Steckdose ins häusliche Stromnetz eingespeist und dort verwendet werden.

Jedoch kann der Wechselrichter die Schwingungsfrequenz von 50 Hertz nicht selbstständig erzeugen. Seit 1995 sind alle Geräte so konzipiert, dass sie die Netzfrequenz als Referenz für ihre eigene Frequenzerzeugung verwenden. Im Falle eines Stromausfalls fehlt daher dieser Referenzpunkt. Deswegen kann der Wechselrichter die Frequenz nicht erzeugen und damit auch keinen Strom in das Hausnetz einspeisen.

Dieser Netz- und Anlagenschutz, abgekürzt NA-Schutz, ist gemäß der VDE-Norm AR-N 4105:2018-11 gesetzlich vorgeschrieben und darf nicht umgangen werden.

Doch es gibt Möglichkeiten, das Balkonkraftwerk auch bei einem Blackout zu verwenden

Der Mensch wäre nicht erfinderisch, hätte er nicht für genau diesen Fall eine Lösung entwickelt. Das wäre zum einen ein extra Solarspeicher für die Mini PV Anlage. Oder ein Solargenerator, der über die Module betrieben werden kann.

Wie teuer ist ein Balkonkraftwerk mit Speicher?

Im Allgemeinen belaufen sich die Kosten für ein Speichersystem bei Photovoltaik- oder Balkonkraftwerken auf etwa 2.500 Euro pro kWh Speicherkapazität. Das sind beträchtliche Investitionskosten, insbesondere wenn man bedenkt, dass das Balkonkraftwerk selbst nur rund 1.000 Euro pro kWp (Kilowatt Peak) kostet. Beim führenden Anbieter für Stecker-Solar-Speichersysteme, EET, liegt der Preis für den SolMate Naked bei 2.574 Euro plus 49 Euro Montagekosten. Dieses Produkt kann aktuell vorbestellt werden und wird voraussichtlich im dritten Quartal 2023 ausgeliefert. Testberichte stehen momentan noch nicht zur Verfügung.

Alternativ gibt es Powerstationen oder Solargeneratoren, die ebenfalls überschüssige Energie aus dem Balkonkraftwerk abspeichern können. Hier liegen die Kosten allerdings auch etwa bei 1.600 Euro pro kWh Speicherkapazität. Zudem sind diese Geräte nicht darauf ausgelegt, sich selbst zu refinanzieren. Hierzu ist ihre Lebensdauer von lediglich 10 Jahren oder 3.000 bis 6.000 Ladezyklen bis zu einem Leistungsabfall von 50 % zu niedrig angesetzt.

Welche Stromspeicher gibt es?

Zu den Top bewerteten Produkten gehören derzeit:

• Anker PowerHouse 757
• Jackery Explorer 1000 Pro
• EcoFlow Delta Pro

Wichtig: Möchtest Du eine Powerstation für das Balkonkraftwerk kaufen, um im Falle eines Blackouts autark zu sein, musst Du auf die Ausgangsleistung (in Watt) achten. Ist diese zu gering, können leistungsstärkere Geräte, wie etwa der Herd nicht betrieben werden.

Die Vor- und Nachteile der Stromspeicher für ein Balkonkraftwerk im Überblick

Balkonkraftwerk gegen Blackout: Speichersystem oder Direkteinspeisung ins Hausnetz?

Photovoltaikanlagen mit Speicher sind ideal für eine effizientere Nutzung des produzierten Solarstroms. Im Jahr 2019 war bei jeder zweiten größeren PV-Anlage ein Stromspeicher integriert. So kann die überschüssige Energie, die tagsüber nicht genutzt wird, darin gesammelt werden. Abends, nach Sonnenuntergang, kann der darin abgespeicherte Solarstrom verwendet werden.

Zurück zur Mini PV-Anlage für die Steckdose: Diese Geräte erzeugen im Schnitt rund 4 kWh Strom. Dabei sollte es Dein Ziel sein, so viel wie möglich davon selbst zu verbrauchen. Demnach ist ein Balkonkraftwerk mit Speicher also ein attraktiver Ansatz – auch im Falle eines Blackouts.

Doch ehe Du Dir einen Solarspeicher kaufst, solltest Du Dir folgende Fragen stellen:

• Wie lange kannst Du den Speicher ohne Leistungsverlust verwenden?
• Wie lange dauert dessen Amortisation?
• Sind Dir die hohen Zusatzkosten für die Autarkie bei einem möglichen Blackout wichtig?
• Wie viel Energie kannst Du speichern?
• Wie lang ist die Herstellergarantie?

Balkonkraftwerk mit Speicher für einen Blackout: Wann hat sich die Anlage amortisiert?

Zum besseren Verständnis hier einmal ein Rechenbeispiel:

Nehmen wir an, Du hast ein 600-Watt-Balkonkraftwerk für rund 600 Euro gekauft. Der extra Solarspeicher kostet weitere 2.500 Euro, bei einer Kapazität von 1000 Wh. Das macht 3.100 Euro Anschaffungskosten insgesamt.

Bei einer Südausrichtung mit 90° Neigungswinkel und minimaler Verschattung, kann Deine Anlage circa 414 kWh Strom im Jahr erzeugen. Durch den angeschlossenen Speicher könntest Du damit rund 94 % selbst nutzen. Das entspräche einer Kosteneinsparung von 250 Euro pro Jahr – mit einem angesetzten Strompreis von 42 Cent/kWh.

Infolgedessen amortisieren sich die Kosten des Balkonkraftwerks mit Speicher erst nach etwa 12,4 Jahren. Während sich das Balkonkraftwerk ohne Speicher bereits nach 2,5 Jahren amortisiert.

Nicht berücksichtig wurde in dieser Rechnung die Lebensdauer des Speichersystems. Selbst hochwertige LiFePO4-Batterien haben nur 10 Jahre Lebensdauer bzw. 3.000 Ladezyklen. Daher müssen bei der Kalkulation auch mögliche Ersatzkosten für einen neuen Speicher berücksichtigt werden.

Wie autark ist ein Balkonkraftwerk mit einem zusätzlichen Solarspeicher wirklich?

Ob ein Solarspeicher in Verbindung mit einem Balkonkraftwerk wirklich bei einem Blackout helfen kann, lässt sich am besten beantworten, wenn wir hier einige Beispielszenarien betrachten:

Beispiel 1:

Beispiel 2:

Es zeigt sich deutlich, dass der Eigenverbrauch durch ein Speichersystem in Verbindung mit einem Solarmodul gesteigert werden kann. Allerdings reicht die begrenzte Leistung der Balkonkraftwerke nicht aus, um eine vollständige Energieunabhängigkeit bei einem Blackout zu erreichen. Trotzdem kann ein solches System im Falle eines kurzfristigen Stromausfalls ausreichen, um den Haushalt mit Strom zu versorgen.

Solargenerator für das Balkonkraftwerk im Falle eines Blackouts

Statt eines Solarspeichers gibt es auch Solargeneratoren.

Was ist ein Solargenerator?

Ein Solargenerator erzeugt aus Sonnenlicht Energie. Er besteht aus mehreren, miteinander verbundenen Solarmodulen. Diese wandeln das Sonnenlicht in Gleichstrom um, der dann von einem Wechselrichter in den erforderlichen Wechselstrom umgewandelt wird.

Solargeneratoren können als Alternative zu herkömmlichen Stromquellen wie Generatoren oder Batterien verwendet werden. Sie sind besonders nützlich in abgelegenen Gebieten, in denen keine Stromversorgung vorhanden ist, oder in Situationen, in denen eine mobile Stromversorgung benötigt wird, wie z. B. beim Camping oder während eines Stromausfalls. Solargeneratoren sind auch eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Stromquellen, da sie erneuerbare Solarenergie nutzen, anstatt fossile Brennstoffe zu verbrennen.

Kann eine Powerstation an ein Balkonkraftwerk zum Schutz vor einem Blackout angeschlossen werden?

Um eine Powerstation mit einem Balkonkraftwerk zu verbinden, benötigst Du eine Powerstation mit integriertem Solargenerator und MPPT-Solarladegerät. MPPT bedeutet Maximum Power Point Tracking und sorgt dafür, dass das Ladegerät stets die Kombination aus Spannung und Strom sucht, die die höchste Leistung aus dem Solarmodul herausholt.

Das Solarmodul wird über einen Gleichstrom-Eingang (DC-Input) an das Solarladegerät angeschlossen. Hierfür benötigst Du einen Adapter von MC4 auf den DC-Stecker der Powerstation, welcher je nach Hersteller unterschiedlich sein kann.

Möchtest Du nun die Powerstation und das Balkonkraftwerk zusammenschalten, ist vor allem die Spannung der Mini PV-Anlage relevant. Ist diese höher als die der Powerstation, kann hier ein Schaden entstehen.

Hat also Dein Balkonkraftwerk eine Maximalspannung von 52 V, dann sollte die der angeschlossenen Station wenigstens 75 V betragen.

Wie groß sollte der Solargenerator sein, um bei einem Blackout die Arbeit des Balkonkraftwerks zu ersetzen?

Die benötigte Dauerleistung eines Stromerzeugers oder Solargenerators hängt davon ab, welche Geräte während eines Stromausfalls betrieben werden müssen. Die Größe des Haushalts, die Wohnfläche, die Anzahl der Personen im Haushalt und viele weitere Faktoren spielen dabei eine Rolle. Eine einfache Addition der wichtigsten Verbraucher, die während eines Stromausfalls benötigt werden, kann helfen, die Leistung zu bestimmen. In der Regel reichen etwa 5 Kilowatt Dauerleistung eines Generators für kürzere Stromausfälle aus.

Dauerleistung der üblichen Haushaltsgeräte

Im Folgenden findest Du eine Tabelle mit einigen Beispielen für den Betrieb typischer Haushaltsgeräte sowie die Leistung, die ein Stromerzeuger oder Solargenerator bereitstellen sollte:

Wichtig: Diese Werte sind lediglich Richtwerte, die je nach Modell und Hersteller variieren können. Möchtest Du die benötigte Leistung für Deinen Haushalt bestimmen, solltest Du eine Liste der Geräte erstellen, die während eines Stromausfalls betrieben werden müssen, und deren Dauerleistung und Anlaufstrom berücksichtigen. Es wird empfohlen, bei der Wahl eines Stromerzeugers oder Solargenerators eine Reserve von etwa 25 Prozent einzuplanen, um einen reibungslosen Betrieb der Geräte zu gewährleisten.

Wie lange ist die Laufzeit eines Solargenerators

Wie lange Du mit einem Solargenerator einen Blackout und damit einen Ausfall Deines Balkonkraftwerks überbrücken kannst, hängt von Deinem täglichen Stromverbrauch und der nachgeladenen Menge Strom durch die Solarmodule ab.

Werden beispielsweise zwei Bluetti PV350 Solarpanels an eine AC500 mit sechs Erweiterungsbatterien angeschlossen, kann das Balkonkraftwerk das Beispiel-Haus aufgrund der zusätzlichen Unterstützung durch Sonnenenergie neun Tage lang mit Strom versorgen.

Jedoch handelt es sich hierbei wieder nur um eine Schätzung. Wie lange die Laufzeit tatsächlich ist, hängt beispielsweise von der Sonneneinstrahlung, der Anzahl der angeschlossenen Solarmodule und der tatsächlichen Nutzung der angeschlossenen Geräte während eines Stromausfalls ab.

Möglichkeiten, ein Balkonkraftwerk auch bei einem Blackout zu nutzen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Balkonkraftwerke eine Reihe von Vorteilen bieten. Diese sind insbesondere für diejenigen interessant, die im Falle eines Stromausfalls nicht auf Dauerstrom angewiesen sind. Das sind etwa die Reduzierung der Energiekosten durch eine eigene Stromversorgung, die einfache Plug-and-play-Installation, die unkomplizierte Anmeldung und Registrierung, das sichtbare Zeichen zum Umweltschutz sowie die Eignung für Mieter und mobile Stromerzeugung. Allerdings solltest Du beachten, dass Balkonkraftwerke allein keine ausreichende Energieunabhängigkeit bieten und für längere Stromausfälle nicht geeignet sind. Um ein Balkonkraftwerk auch bei einem Blackout nutzen zu können, können Powerstations mit Solargenerator angeschlossen werden, die je nach Leistung und Kapazität mehrere Tage Strom liefern. Oder Du investierst in ein Balkonkraftwerk mit Solarspeicher. Da diese aber relativ teuer sind und ihr Lebenszyklus meist vor der Amortisierung endet, sollte diese Anschaffung wohl überlegt sein.