Wie funktioniert eigentlich ein Balkonkraftwerk?
Mit dem eigenen Balkonkraftwerk Strom erzeugen – das funktioniert wunderbar. Doch wie arbeiten eigentlich derartige Anlagen? Und was ist bei der Montage zu beachten, damit die gesamte Leistung der Mini PV Anlage genutzt werden kann? Das alles erfährst Du in diesem Artikel.
Was ist ein Balkonkraftwerk?
Ehe wir uns mit der Funktion eines Balkonkraftwerks beschäftigen, sollte zunächst einmal geklärt werden, was ein Balkonkraftwerk eigentlich ist. Oft verwendete Synonyme dafür sind Mini PV Anlagen, Stecker Solaranlagen, Plug & Play Solaranlagen oder Mini Solaranlagen. Grundsätzlich handelt es sich bei einem Balkonkraftwerk um kleine Solaranlagen, die aus einem oder zwei Solar Paneelen bestehen, und den erzeugten Strom über eine Steckdose in das eigene Stromnetz einspeisen. Dieser wird in der Regel für den Eigenbedarf verwendet, wie zum Beispiel Fernseher, Waschmaschine oder Autobatterie.
Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk?
Wie ein Balkonkraftwerk funktioniert, ist schnell erklärt: Die eintreffenden Sonnenstrahlen werden durch die Solar Paneele in Energie, genauer gesagt in Gleichstrom umgewandelt. Mittels eines Wechselrichters wird der gewonnene Gleichstrom dann in Wechselstrom umgewandelt und über ein angestecktes Stromkabel ins Hausnetz eingespeist.
Die Funktionsweise eines Balkonkraftwerks im Detail
Natürlich sind die Abläufe im Inneren eines Balkonkraftwerks weit komplexer. Im Detail funktioniert ein Balkonkraftwerk wie folgt:
- Die eintreffenden Sonnenstrahlen erzeugen Photonen, welche von den Solarzellen des Balkonkraftwerks über negative Elektroden aufgenommen werden.
- Aus den negativ und positiv geladenen Teilchen entstehen frei bewegliche Ladungsträger. Nur mit ihnen entsteht letztlich Strom.
- Getrennt wird die entstandene Verbindung im p-n-Übergang. So wird eine elektrische Spannung zwischen den Teilchen aufgebaut. Daraufhin fließen die negativen Elektronen zum Ausgleich zum positiven Pluspol.
- So fließt der Strom durch die p-Basis über den Stecker vom Balkonkraftwerk in den Hausstrom.
- Die p-Basis stellt dabei immer die Weiterleitung der Elektronen während eines Stromverbrauchs sicher, beziehungsweise deren Verwahren, bei einem unterbrochenen Stromfluss.
- Damit der gewonnene Strom mit dem Stromnetz des Hauses kompatibel ist, muss der erzeugte Gleichstrom noch durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden.
Funktionieren Balkonkraftwerke anders als PV-Anlagen für das Dach?
Große Solaranlagen auf Dächern funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie Balkonkraftwerke. Auch diese wandeln das einfallende Sonnenlicht in Gleichstrom um. Der einzige Unterschied liegt aber in der Begrenzung der Wechselrichterleistung. Diese beträgt bei einem Balkonkraftwerk 600 Watt. Zudem ist der Wechselrichter bei einer großen PV Anlage im Haus installiert. Bei einem Balkonkraftwerk sind diese am Aufsteller unter dem PV Modul montiert. Außerdem besitzen Dach-Solaranlagen einen Einspeisezähler, der die eingespeiste Strommenge in das öffentliche Versorgernetz erfasst. Daneben zählt zusätzlich ein Bezugszähler den empfangenen Strom vom Netzbetreiber, ehe dieser im Stromnetz des Hauses oder einer Wohnung verbraucht wird. Anders funktioniert das bei einem Balkonkraftwerk. Dieses speist die gewonnene Sonnenenergie direkt über den Wechselrichter in eine Steckdose und damit in das hausinterne Stromnetz ein.
Aus welchen Einzelteilen besteht ein funktionierendes Balkonkraftwerk?
Ein funktionierendes Balkonkraftwerk besteht aus vier Bestandteilen:
- Einem PV Modul
- Dem Wechselrichter
- Dem Stromstecker
- Der Befestigungsvorrichtung.
Erweitert werden kann es mit einem zusätzlichen Batteriespeicher, zum Beispiel eine Powerstation, um nicht verbrauchten Strom aufzuspeichern.
Das Modul kann direkt auf dem Balkon aufgestellt werden oder es wird an einem Balkongeländer, der Hausfassade, einer Terrasse, einem Flachdach oder Schrägdach befestigt. Selbst ein auf einem Gartentisch aufgestelltes Balkonkraftwerk funktioniert einwandfrei – solange es von der Sonne bestrahlt wird. Demnach ist die Montage einer kleinen PV Anlage für den Privatgebrauch kein Hexenwerk. Lediglich bei der Dachmontage sollte eventuell eine Fachfirma zurate gezogen werden.
Wie viel Strom erzeugt ein funktionierendes Balkonkraftwerk?
Funktioniert ein Balkonkraftwerk richtig, kannst Du im süddeutschen Raum jährlich von einer Kilowattstunde pro Wattzahl der Nennleistung des Solarmoduls ausgehen. Je weiter Du Richtung Norden gehst, desto geringer wird der Wert. Wegen der geringeren Sonneneinstrahlung kann dieser bis zu 10 % niedriger ausfallen. Grundsätzlich könntest Du aber mit einer 300 WpWP Mini Solaranlage, mit Ausrichtung nach Süden und einem 30-prozentigen Neigungswinkel rund 300 kWh Strom im Jahr in Süddeutschland produzieren. Vorausgesetzt die Funktion des Balkonkraftwerkes wird nicht durch folgende Faktoren beeinträchtigt:
- Die Solarpaneele sind nicht richtig nach Süden ausgerichtet.
- Der Neigungswinkel ist zu steil.
- Die Sonneneinstrahlung wird durch Schattenwurf von anderen Gebäudeteilen oder Bewuchs verringert.
Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk?
Ein Balkonkraftwerk funktioniert nur in Verbindung mit Sonnenlicht und einem Wechselrichter. Je mehr Licht auf die Solarpaneele fällt, desto mehr Gleichstrom entsteht. Durch den verbauten Wechselrichter wird er in den benötigten Wechselstrom für das hausinterne Stromnetz umgewandelt. Mit einem zusätzlichen Speichermodul kann der zu viel erzeugte Strom für später abgespeichert werden. Damit wird beim Einschalten eines Verbrauchers immer erst der abgespeicherte Strom verbraucht. Ist der erzeugte Strom nicht ausreichend, wird automatisch Strom aus dem Netz des örtlichen Betreibers in das Hausnetz eingekauft. Ein Balkonkraftwerk funktioniert umso besser, je höher die Sonneneinstrahlung ist. So können in Süddeutschland damit bis zu 300 kWh Strom erzeugt werden. Das entspricht bei einem Strompreis von 30 Cent für eine Kilowattstunde immerhin ca. 100 Euro jährlich. Unter Berücksichtigung steigender Strompreise ein Grund mehr, sich mit dem Thema Balkonkraftwerk und wie es funktioniert auseinanderzusetzen.
