In unserem letzten Artikel haben wir die grundlegenden Informationen und regulatorischen Aspekte rund um Balkonkraftwerke behandelt. Jetzt tauchen wir tiefer in die Materie ein und befassen uns mit den technischen Komponenten, angefangen bei den Solarmodulen bis hin zum Wechselrichter. Außerdem zeigen wir, wie Sie Ihr Balkonkraftwerk sicher installieren und ans Stromnetz Ihrer Wohnung anschließen.
Wichtiger Sicherheitshinweis: Arbeiten am 230V-Stromnetz können lebensgefährlich sein. Wenn Sie keine elektrotechnische Ausbildung haben, sollten Sie solche Tätigkeiten unbedingt einem Elektriker überlassen.
Wechselrichter: Das Herzstück des Balkonkraftwerks
Balkonkraftwerke werden in der Regel mit Wechselrichtern von 300W bis 600W (in Zukunft auch 800W) betrieben. In einem zukünftigen Teil unserer Artikelserie gehen wir darauf ein, ob immer der größte Wechselrichter die beste Wahl ist und welche wirtschaftlichen Überlegungen eine Rolle spielen. Die meisten Balkonkraftwerke nutzen Modulwechselrichter, die direkt an der Rückseite eines Solarmoduls oder an dessen Halterung angebracht werden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit von zusätzlichen Solarkabeln. Alternativ dazu gibt es auch Stringwechselrichter, die jedoch nur sinnvoll sind, wenn alle Module die gleiche Ausrichtung haben. Diese werden in der Regel geschützt unter dem Dach oder im Schuppen montiert.
Wechselrichter für Balkonkraftwerke verfügen über Anschlüsse für ein (300W – 400W) oder zwei (600W) Solarmodule. Diese Anschlüsse sind mit verpolsicheren MC4-Steckern (Plus und Minus) ausgestattet. Auf der Wechselstromseite sind sie oft mit einem Betteri-Stecker versehen, der es ermöglicht, das Anschlusskabel mit dem gewünschten Einspeisestecker (Schuko oder Wieland) und der erforderlichen Länge direkt anzuschließen. Daneben kann es einen zweiten Betteri-Steckkontakt geben, der nur benötigt wird, wenn Sie mehrere Wechselrichter kaskadieren möchten. Dies kommt bei Balkonkraftwerken selten vor, daher sollte der offene Stecker immer wasserdicht verschlossen werden.
Es ist wichtig zu beachten, dass Balkonkraftwerke nur dann Strom ins Hausnetz einspeisen, wenn sie dort die richtige Netzspannung und Frequenz erkennen. Beim Ziehen des (Schuko-)Steckers sind die Kontakte stromlos. Balkonkraftwerke sind nicht als Notstromgeräte geeignet und funktionieren nicht bei Netzausfällen.
Auswahlkriterien für einen Wechselrichter
- Max. 600W für eine einfache Anmeldung in Deutschland (Upgradefähig auf 800W)
- Vorhandensein der erforderlichen Zertifikate (CE, Einheitenzertifikat, Zertifikat für NA-Schutz)
- Leistung, die zu deinem Grundbedarf passt (oder volle 600W bzw. optional 800W für die Zukunft)
- Passende Kompatibilität mit den Solarmodulen
Solarmodule: Die Energieproduzenten
Ein typisches Balkonkraftwerk besteht aus ein oder zwei Solarmodulen. Bei einer Ost-West-Ausrichtung können sogar vier Module sinnvoll sein, da die Ost- und Westmodule nie gleichzeitig voll von der Sonne beschienen werden. Ende 2022 sind Module mit einer Leistung von etwa 400W üblich, die eine Fläche von fast 2 m² und ein Gewicht von rund 20 kg haben. Seit 2023 finden sich auch immer öfter Module mit mehr als 400W, teilweise bis 500W, mit PERC oder bifazialen Zellen.
Die elektrischen Daten und Abmessungen der Solarmodule können erheblich zwischen verschiedenen Modellreihen und Herstellern variieren.
Auswahlkriterien für Solarmodule
- Größe, die zu deinen Aufstellmöglichkeiten passt
- Kompatibilität mit dem Wechselrichter, um Schäden zu vermeiden und den maximalen Ertrag zu erzielen
- Modulfläche bei Dachmontagen, die nicht mehr als 2 m² beträgt
- Bei der Verbindung mehrerer Module an einen Wechselrichtereingang sollten dringend baugleiche Solarmodultypen verwendet werden.
Der richtige Aufstellort für Ihr Balkonkraftwerk
Ein geeigneter Aufstellort ist einer der wichtigsten Aspekte bei der Installation von Solarmodulen. Dieser Ort sollte vor allem eines bieten: Sonneneinstrahlung, möglichst das ganze Jahr über, und keine Verschattung durch Bäume oder Gebäude. Eine teilweise Verschattung kann bereits zu erheblichen Leistungseinbußen führen. Die optimale Ausrichtung eines Moduls sollte dorthin gehen, wo die längste und stärkste Sonneneinstrahlung über den Tag zu erwarten ist, sowohl horizontal als auch vertikal.
In der Praxis ist die Ausrichtung oft durch das Balkongeländer vorgegeben. Bei einer Flachdach- oder Garteninstallation hat man mehr Spielraum, um eine optimale Ausrichtung zu erreichen. Eine Südausrichtung erzielt in der Regel den höchsten Ertrag, aber für Balkonkraftwerke muss das nicht immer die beste Wahl sein. Eine Ost-West-Ausrichtung, bei der Module nach Osten und Westen ausgerichtet sind, verlängert die tägliche Energieernte und kann den Grundbedarf über einen längeren Zeitraum decken. Die Planung eines Balkonkraftwerks sollte daher auch eine Ost-West-Ausrichtung in Betracht ziehen. Wer die freie Wahl hat, kann sogar über ein Ost-Süd-West-Balkonkraftwerk nachdenken.
Beschaffung deiner Balkonkraftwerkskomponenten
Wenn Sie sich keine Gedanken darüber machen möchten, welche Solarmodule zu welchem Wechselrichter passen, können Sie ein fertiges Balkonkraftwerk-Set erwerben. Diese Sets enthalten in der Regel den Wechselrichter, ein oder zwei passende Solarmodule, ein fertiges Anschlusskabel und manchmal auch Befestigungselemente für das Balkongeländer.
Wir ermutigen Sie jedoch, Ihr eigenes Balkonkraftwerk zu planen. Unsere zukünftigen Teile der Serie bieten hilfreiche Informationen zur Planung. Oft können Sie beim separaten Kauf der Komponenten sogar Geld sparen, im Vergleich zu einem fertigen Set.
Wo kaufe ich Solarmodule?
Die richtige Einkaufsquelle für die Solarmodule ist schwer zu finden. Stand 2023 gibt es auf Amazon eine umfangreiche Auswahl an Solarmodulen. Ein Blick auf eBay bzw. Kleinanzeigen kann nicht schaden, viele kleinere regionale Händler bieten dort Module an. Sie können auch direkt den Fachhandel vor Ort ansprechen. Die Module dort sind teilweise teurer. Wenn Sie die Module lokal abholen können, sparen Sie oft Geld im Vergleich zum Versandhandel. Bitte messen Sie vor dem Transport im eigenen Auto die Maße der Module aus, um sicherzustellen, dass sie hineinpassen. Bei größeren Modulen kann ein Miet-Transporter die bessere Wahl sein.
Montage deiner Solarmodule
Die Befestigung der Solarmodule erfolgt entweder durch Schrauben oder Klemmen. Die meisten Solarmodule verfügen über vier Löcher zur Schraubbefestigung auf einer Unterkonstruktion. Modulklemmen sind eine Alternative und werden auf Nutenschienen am Modul angebracht.
Es ist wichtig, die Solarmodule sturmsicher zu verankern. Auf dem Balkon gelingt dies durch Haken und zusätzliche Verschraubungen oben und unten am Geländer. Bei Aufständerungen auf Flachdächern oder im Garten können Betonplatten als Gewicht verwendet werden. Falls Sie unsicher sind, sichern Sie das Modul zusätzlich mit einem Stahlseil gegen Absturz oder Wegfliegen.
Sturmsichere Verankerung für Ihr Balkonkraftwerk
Die sturmsichere Verankerung deines Balkonkraftwerks ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass Ihre Solarmodule selbst bei starkem Wind sicher und fest an ihrem Platz bleiben. Hier sind einige Tipps zur sicheren Verankerung:
1. Befestigung am Balkongeländer:
- Verwende spezielle Haken oder Klammern, die für die Montage von Solarmodulen am Balkongeländer geeignet sind. Diese sollten stabil und wetterfest sein.
- Zusätzlich zur Befestigung am Geländer sollten Sie sicherstellen, dass die Halterungen oben und unten zusätzlich verschraubt sind, um ein Wackeln oder Lockern zu verhindern.
2. Gewicht auf dem Rahmen:
- Wenn Sie Ihre Solarmodule auf einem Rahmen oder einer Aufständerung auf dem Balkon plazieren, können Sie zusätzliches Gewicht verwenden, um die Stabilität zu erhöhen.
- Betonplatten oder Betonsteine können als Gewicht auf dem Rahmen dienen und sicherstellen, dass die Solarmodule selbst bei starkem Wind nicht weggeblasen werden.
3. Stahlseil gegen Absturz oder Wegfliegen:
- Zur zusätzlichen Sicherheit können Sie ein Stahlseil verwenden, um die Solarmodule am Balkongeländer oder an der Aufständerung zu sichern.
- Das Stahlseil sollte fest mit den Halterungen oder dem Rahmen verbunden sein und sicherstellen, dass die Solarmodule selbst bei extremen Bedingungen an ihrem Platz bleiben.
Denke daran, dass die spezifischen Anforderungen an die Verankerung je nach örtlichen Windbedingungen variieren können. Wenn Sie in einer Region mit häufig starkem Wind leben, ist es besonders wichtig, die Sturmsicherheit Ihrer Solarmodule zu gewährleisten.
Es ist ratsam, einen Fachmann zu konsultieren oder lokale Bauvorschriften zu überprüfen, um sicherzustellen, dass Ihre Verankerung den örtlichen Sicherheitsstandards entspricht. Die Sicherheit sollte immer oberste Priorität haben, wenn es um die Installation von Solarmodulen geht.
Selbstbau einer Modulhalterung
Wenn kommerzielle Halterungen zu teuer sind, können Sie ihre eigene Halterung bauen. Im Baumarkt finden Sie geeignetes Material wie Alu-Konstruktionsprofile, Alu-Solarprofile, C-Profilschienen oder Winkelprofile aus Stahl. Dies ermöglicht dir, eine individuelle Lösung zu schaffen.
Wenn Sie sich für den Selbstbau ihrer Modulhalterung entscheiden, haben Sie die Möglichkeit, Geld zu sparen und gleichzeitig eine maßgeschneiderte Lösung für ihr Balkonkraftwerk zu schaffen. Im Baumarkt finden Sie verschiedene Materialien und Profile, die für die Modulhalterung geeignet sind. Hier sind einige Anregungen:
1. Alu-Konstruktionsprofil 40 × 40 mm mit Nuten auf allen 4 Seiten
Diese Aluprofile bieten Stabilität und eine einfache Möglichkeit, Ihre Solarmodule zu befestigen. Die Nuten auf allen Seiten ermöglichen die Anbringung von Zubehörteilen wie Schrauben, Klemmen oder Montageelementen.
2. Alu-Solarprofil 40 × 40 mm mit Nuten auf 2 Seiten
Diese Profile sind ähnlich wie die Konstruktionsprofile, bieten aber Nuten auf nur zwei Seiten. Sie sind etwas kostengünstiger und immer noch geeignet, um Ihre Solarmodule sicher zu montieren.
3. C-Profilschiene Stahl verzinkt 27 × 18 mm aus dem Sanitärbereich, mit Nut auf einer Seite und Langlöchern auf der gegenüberliegenden
Stahlschienen können eine robuste Option für die Modulhalterung sein. Die Langlöcher auf einer Seite ermöglichen eine flexible Positionierung der Solarmodule, während die Nut auf der anderen Seite die Befestigung erleichtert.
4. Regalbau Winkelprofil 35 × 35 × 1,5 mm Stahl verzinkt mit Löchern und/oder Langlöchern auf beiden Schenkeln
Diese Winkelprofile bieten Stabilität und Flexibilität. Die Löcher und Langlöcher auf beiden Schenkeln ermöglichen verschiedene Befestigungsoptionen, während das verzinkte Stahlmaterial Korrosionsschutz bietet.
Bei der Auswahl des Materials für Ihre Modulhalterung sollten Sie die Größe und das Gewicht Ihrer Solarmodule berücksichtigen. Stelle sicher, dass das von dir gewählte Material stark genug ist, um die Module sicher zu tragen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Art von Halterung für Ihr Balkonkraftwerk am besten geeignet ist, können Sie sich an einen Fachmann wenden, um eine sichere und effiziente Lösung zu gewährleisten.
Denken Sie bitte daran, dass die Sicherheit und Stabilität ihrer Modulhalterung von entscheidender Bedeutung sind, um Schäden an den Solarmodulen und Unfälle zu vermeiden. Wenn Sie die Halterung selbst bauen, achten Sie darauf, alle notwendigen Sicherheitsvorkehrungen zu treffen und die örtlichen Bauvorschriften zu beachten.
Verkabelung Ihres Balkonkraftwerks
Die Gleichstromseite (DC) ist in der Regel unkompliziert. Schließe das Solarmodul oder die Module einfach mit den mitgelieferten MC4-Steckern am Wechselrichter an. Bei einer Reihen- oder Parallelschaltung von Modulen sind entsprechende Verbindungen erforderlich. Informationen können Sie der Installationsanleitung des Wechselrichters und den Solarmodulen entnehmen.
Auf der Wechselstromseite (AC 230V) sollten Sie prüfen, welches Zubehör mit ihrem Wechselrichter geliefert wird. Oft sind Anschlusskabel und der Blindstöpsel für den nicht genutzten Betteri-Stecker separat erhältlich. Achten Sie auf die Qualität des Kabels, da es im Freien auch bei Regen bestehen muss. Schwere Gummischlauchleitungen H07RN-F 3G in den Ausführungen 1,5 mm² oder 2,5 mm² sind empfehlenswert.
Mit diesen Informationen können Sie Ihr Balkonkraftwerk sicher und effizient installieren. In den nächsten Teilen unserer Serie werden wir die Planung eines Balkonkraftwerks ausführlicher behandeln, und uns mit der richtigen Abstimmung von Wechselrichter und Solarmodul befassen. Bleiben Sie am Ball, und bald werden Sie Ihre eigene saubere Energiequelle auf dem Balkon genießen können.
