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Energiewende von unten: Balkon-Photovoltaik zum Selbermachen

© Infinitum Energie [1]

Wie wäre es, wenn sich einfach jeder zum Beispiel im Baumarkt ein paar Photovoltaikmodule kaufen und diese in die Steckdose stecken könnte, um damit seinen eigenen Solarstrom zu produzieren – so ohne Fremdhilfe und viel Aufwand?

Was auf den ersten Blick sehr ungewöhnlich erscheint, ist auch heute schon möglich!

In diesem Blogbeitrag möchte ich euch den Weg zu eurer eigenen (Mini-) Photovoltaikanlage aufzeigen und euch damit ermutigen, ein Teil der Energiewende von unten zu werden.

Leider sind bei der ganzen Sache ein paar Fallstricke zu beachten, die vermutlich mehr oder weniger absichtlich von den Netzbetreibern und dem VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.) eingeführt wurden, um eine Solarstromerzeugung in Eigenregie zu unterbinden und damit die Energiewende von unten im Keim zu ersticken.

Die folgenden Informationen stammen unter anderem aus den FAQs der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie [DGS18], von der Verbraucherzentrale [Ver20] sowie den FAQs der Firma Yuma [Yum21].

Los geht’s:

Was ist mit Balkon-Photovoltaik gemeint?

Eine Balkon-Photovoltaikanlage (Balkon-PV) – oft auch als Stecker-Solargerät, Stecker-PV, Mini-Solaranlagen, Plug & Play-Solaranlage oder Guerilla-PV bezeichnet – besteht aus einem Photovoltaikmodul und einem Wechselrichter, der den vom PV-Modul erzeugten Strom in den üblichen Wechselstrom mit 230 V umwandelt. Dieser Strom kann dann zum Beispiel über eine Steckdose ins Hausnetz eingespeist werden. Der Strom aus der Guerilla-PV fließt beispielsweise in die Steckdose am Balkon und von dort zu Fernseher, Kühlschrank und Waschmaschine, die an anderen Steckdosen in der Wohnung angeschlossen sind. Durch die PV-Stromerzeugung dreht sich der Stromzähler langsamer. Reicht der Strom vom Balkon nicht für den alleinigen Betrieb der Haushaltsgeräte aus, fließt einfach Strom vom Versorger aus dem Netz dazu [Ver20]. Wenn die Guerilla-PV mehr Strom produziert, als im Haushalt verbraucht wird, wird der überschüssige Strom ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Diese mögliche Einspeisung, auch wenn sie noch so klein ist, führt leider zu ein paar regulatorischen Hürden, auf die später noch eingegangen wird.

Ohne Netzanschluss produzieren die Stecker-Solargeräte keinen Strom [Ver20]. Die Wechselrichter müssen die Spannung am Stecker abschalten, sobald man den Stecker aus der Steckdose aussteckt, da sonst eine lebensgefährliche Spannung an den Kontakten des Steckers anliegen würde. Die Stecker-Solargeräte sind nicht zu verwechseln mit den aus dem Camping-Bereich oder aus dem Schrebergarten bekannten Inselsystemen, die in Kombination mit einer Batterie einzelne Verbraucher autark versorgen können. Für Inselsysteme kommen andere Wechselrichter – sogenannte Inselwechselrichter – zum Einsatz. Diese Inselwechselrichter kann man aber nicht an das Hausnetz anschließen, um dort angeschlossene Verbraucher zu versorgen. Andersherum können die Stecker-Solargeräte mit dem mitgelieferten Wechselrichter keine einzelnen Verbraucher autark versorgen. Sie brauchen immer die vorgegebene Netzfrequenz von 50 Hertz aus dem öffentlichen Stromnetz.

Für wen eignet sich Stecker-PV?

Stecker-PV eignet sich für jeden, der Strom aus dem öffentlichen Stromnetz verbraucht. Im Gegensatz zu größeren PV-Anlagen können auch Mieter solche Stecker-Solargeräte kaufen und z.B. auf ihrem Balkon oder an der Fensterbrüstung installieren. Mieter brauchen dazu allerdings in der Regel das Einverständnis des Vermieters. Wenn man umzieht, kann man die Balkon-PV Anlage einfach mitnehmen [Ver20].

Brauche ich einen Elektriker zum Anschluss der Stecker-PV?

Die einen sagen so, die anderen sagen so.

Die DGS sagt: „Nein, mit der Änderung der DIN VDE 0100-551-1:2016-09 ist der Anschluss durch den Laien in Endstromkreisen zugelassen“ [DGS18].

Der VDE sagt: „Ja. Wenn ein vorhandener Stromkreis genutzt werden soll, muss eine Elektrofachkraft prüfen, ob die Leitung für die Einspeisung ausreichend dimensioniert ist. Evtl. muss hier die vorhandene Sicherung gegen eine kleinere Sicherung getauscht werden, um den Stromkreis vor Überlastung und vor Brand zu schützen. Der normativ geforderte Austausch der Haushaltssteckdose (Schutzkontaktsteckdose) gegen eine spezielle Energiesteckdose, aber auch eine feste Installation muss durch eine Elektrofachkraft ausgeführt werden“ [VDE20]. Auf die Energiesteckdose wird später noch eingegangen.

Leider sind die Normen des VDE nicht kostenlos einsehbar. Auch den Universitäten ist kein kostenloser Zugang möglich. Deshalb ist es mir leider nicht möglich, selbst nachzulesen, was in den Normen tatsächlich gefordert wird.

Entscheidend ist aber, dass der Wechselrichter die Norm VDE-AR-N 4105 einhält. Diese stellt unter anderem sicher, dass der Wechselrichter die Spannung abschaltet, sobald man die Anlage vom öffentlichen Stromnetz trennt oder die Sicherung im Sicherungskasten rausfliegt [DGS21].

„Damit die Stecker-Solaranlage vom Endverbraucher auch ohne Elektriker in einen bestehenden Stromkreis eingesteckt werden darf, darf die Grenze von 600 Watt Wechselrichterleistung nicht überschritten werden. Es ist kein Problem, wenn die Peakleistung der Solarmodule die 600 Watt übersteigt, maßgeblich ist die Leistung des Wechselrichters (AC-Leistung). Bis zu dieser Grenze kannst du die Anlage selbst anschließen und auch anmelden“ [Yum21]. Die Wechselrichterleistung (AC-Leistung), häufig auch als Wechselrichternennleistung bezeichnet, ist die Wechselrichterscheinleistung und hat deshalb eigentlich die Einheit VA und nicht Watt. Der Einfachheit halber werde ich auch in diesem Artikel die Einheit Watt verwenden. Es sei an dieser Stelle nur darauf hingewiesen, dass es in den Datenblättern der Wechselrichter verschiedene Angaben dazu geben kann. Der VDE bestätigt die Aussage, dass die Wechselrichterleistung entscheidend ist: „Ausschlaggebend ist laut VDE-AR-N 4105 Abschnitt 5.5.3 die maximale Scheinleistung SAmax der Erzeugungsanlage, die in VA (Voltampere) angegeben wird, nicht die maximale Modulleistung in Wp (Watt peak)“ [VDE20]. Übersteigt die Nennleistung der Solarmodule die Wechselrichterleistung, begrenzt der Wechselrichter die Leistung automatisch auf maximal 600 W. Im Teillastbetrieb, wenn die Sonne nicht so stark scheint, wird trotzdem die gesamte Leistung der Module verwendet. Nur wenn die Erzeugungsleistung der Module die 600 W übersteigt, wird die Leistung durch den Wechselrichter gedeckelt.

Möchte man mehrere Stecker-Solargeräte in einem Haushalt anschließen, kann man das bis zu einer Summe der Wechselrichterleistungen (AC-Leistungen) von 600 W selbst tun. Bei höherer Leistung muss ein Elektriker hinzugezogen werden. Diese 600 W-Grenze ist eine sicherheitstechnische Grenze, die in jedem Fall eingehalten werden sollte. Außerdem sollte geprüft werden, ob die Kabel und Sicherungen in der Wohnung für die Verwendung von Guerilla-PV geeignet sind. Wenn Sicherungsautomaten vorhanden sind, können in Deutschland pro Haushalt maximal 2,6 Ampere (600 Watt, meist zwei Module mit insgesamt ca. 3m² Fläche) an Erzeugungsleistung eigenständig ohne Elektriker an den Haushaltsstromkreis angeschlossen werden. [DGS18] Bei höherer Leistung muss ein Elektriker die Erzeugungsanlage anschließen. In der Regel sind bereits Sicherungsautomaten im Sicherungskasten verbaut. Ein Blick in den Sicherungskasten kann da auf jeden Fall nicht schaden. Sicherungsautomaten sind die allgemein bekannten Sicherungen mit Kippschalter.

In sehr alten Sicherungskästen sind womöglich noch Schraubsicherungen verbaut. In einem solchen Fall sollte man als Besitzer der Wohnung überlegen, die Sicherungen durch einen Elektroinstallateur gegen Sicherungsautomaten und Fehlerstrom-Schutzschalter (FI-Schalter) ersetzen zu lassen, unabhängig davon, ob man sich eine Stecker-PV kaufen möchte oder nicht. Als Mieter sollte man den Vermieter darauf aufmerksam machen, dass die Elektroinstallation nicht mehr dem Stand der Technik entspricht und ihn darum bitten, den Sicherungskasten erneuern zu lassen. Sollte er sich darauf nicht einlassen, solltet ihr bei Verwendung eines Stecker-Solargeräts die Sicherung desjenigen Stromkreises, in dem sich das Solar-Gerät befindet, durch die nächstkleinere Sicherung austauschen [DGS18].

Zusammengefasst: Aus (sicherheits-)technischer Sicht kann man Stecker-PV mit einer Wechselrichterleistung (AC-Leistung) von maximal 600 Watt selbst auch ohne Elektriker ohne Sicherheitsbedenken an einer üblichen Steckdose anschließen, wenn im Sicherungskasten bereits Sicherungsautomaten installiert sind. Voraussetzung ist, dass der Wechselrichter die VDE-AR-N 4105 Norm einhält (dies sollte bei der Produktbeschreibung des Wechselrichters aufgeführt ein). Der VDE und damit auch die Netzbetreiber fordern in der Regel eine Prüfung des Stromkreises durch einen Elektriker, sowie die Verwendung einer speziellen Energiesteckdose und wollen damit genau verhindern, dass jeder selbst Guerilla-PV installiert. Inwieweit diese Forderungen nach einem Elektriker rechtlich haltbar sind, darüber herrscht Uneinigkeit.

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  1. Torsten Maier

    Ich hab grad ein richtig gutes Video dazu gefunden. Dort kann jede:r sehen, wie einfach so ein Balkon-PV-Modul montiert und angeschlossen wird.
    Link:
    https://www.youtube.com/watch?v=iX1-uklAmwI&ab_channel=Sonnenw%C3%A4rmeDirektGmbH

  2. Julius

    Die Effektivität einer solchen Anlage hängt ja auch sehr von der Region ab, in der man lebt. Gibt es denn für Deutschland eine detaillierte Übersichtskarte, anhand der man die durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung an seinem Wohnort prüfen kann?

    • Kommentar des Beitrags-Autors

      Til Stricker

      Hallo Julius,
      Das ist richtig. Der Anlagenstandort ist einer von mehreren Einflussfaktoren auf den Anlagenertrag. Vom deutschen Wetterdienst werden Strahlungsdaten in einer Karte aufbereitet. Die jährliche Globalstrahlung in 2020 für Deutschland findest du hier: Link

      Die Globalstrahlung ist aber nur die Einstrahlung auf die horizontale Erdoberfläche. Für den Anlagenertrag spielen noch die Ausrichtung und Neigung der Module, sowie der Wirkungsgrad und die Verschattungssituation eine Rolle. Um den Ertrag einer Stecker-PV abzuschätzen, kann man besser folgende Karte mit dem spezifischen Anlagenertrag verwenden. Link: https://www.umwelt-campus.de/institute/institut-fuer-betriebs-und-technologiemanagement/aktuelles/neue-ertragsstudie-fuer-pv-dachanlagen-fuer-2020-veroeffentlicht
      Dieser dort dargestellte spezifische Ertrag gilt für eine optimale Ausrichtung nach Süden und 30° Neigung. Dieser Wert muss dann mit dem Korrekturwert der Abweichung von dieser optimalen Ausrichtung multipliziert werden. Den Korrekturwert kannst du hier ablesen: https://www.ac-solartechnik.de/solaranlagen-ausrichtung-wirkung.html

      Die Ausrichtung und Neigung hat einen deutlich größen Einfluss auf den Anlagenertrag als der geografische Standort. Deshalb kann man für Deutschland aus Daumenwert mit einem spezifischen Ertrag von 1000 kWh/kWp gut rechnen. Diese Annahme habe ich in meiner Wirtschaftlichkeitsberechung auch verwendet. Die Abweichung davon in der Realität wird nicht besonders groß sein.
      Und das zeigt, dass Stecker-PV in ganz Deutschland finanziell lukrativ ist, auch im Norden.

  3. Helen

    Hallo,
    das ist ein sehr informativer Artikel, verständlich und locker geschrieben und ein hilfreicher Weg, um Leute, die sich nicht alltäglich damit befassen, über solche Möglichkeiten zu informieren und zu ermutigen. Tatsächlich war mit der Begriff “Guerilla-PV” zuvor nicht geläufig.
    Am besten gefällt mir euer Einleitungssatz: “Wie wäre es, wenn sich einfach jeder zum Beispiel im Baumarkt ein paar Photovoltaikmodule kaufen und diese in die Steckdose stecken könnte, um damit seinen eigenen Solarstrom zu produzieren – so ohne Fremdhilfe und viel Aufwand?”
    Die Betonung liegt auf einfach, ohne Fremdhilfe und viel Aufwand. ; )
    Ich bin offen dafür, in Eigenregie selbst einen Beitrag zur Energiewende beitragen zu können. Die Frage ist oft, wo fängt es an und wo hört es auf?
    Es ist sehr bemerkenswert, dass ihr in eurem Artikel sozusagen die Bauanleitung für die Installation einer Mini-PV-Anlage sehr ausführlich und recht allumfassend erklärt und auch belegt, sodass man gefühlt als nächstes sich Online so ein Ding bestellen möchte und loslegen will. Doch so “einfach” finde ich das dann doch alles nicht. Ich als Amateur in E-Technik und Co. traue es mir nicht zu, einfach so eigenverantwortlich in das Stromnetz einzugreifen und all diese Bestimmungen und Regulatorien zu überblicken (und die technischen Voraussetzungen). Denn ich finde am Ende sollte das schon alles rechtmäßig und legal! vonstatten gehen. Daher hier meine Überlegung, diese Installation der Mini-PV-Anlage einfach zukünftig als Dienstleistung anzubieten für Leute, die sich dafür interessieren und begeistern (und da gibt es glaube ich eine Menge) es sich nur nicht trauen, selbst in die Tat umsetzen.
    Ich kann es vollkommen nachvollziehen, dass sich die Netzbetreiber xy auch nur ungern in ihr “Handwerk pfuschen” lassen wollen. Daher finde ich es vollkommen legitim, dass es für den Ottonormalverbraucher zumindest gewisse Richtlinien gibt, an die er sich halten soll, damit eben nicht jeder, der sich ggf. auch selbst überschätzt, sich einfach so an einer Mini-PV-Anlage (o.ä.) und besonders! im Stromnetz zumeist einer Hausgemeinschaft, austoben kann (Brandgefahr und Co).
    Mir ist noch aufgefallen, dass ihr in dem Artikel für meinen Eindruck vglw. viele Unterstellungen aufgebt, wie z.B. “Energiewende von unten im Keim ersticken” oder “Betonklötze ans Bein gebunden, um die Energiewende von unten zu verhindern” u.a.. Ich finde das sind reine Mutmaßungen und leiten die Stimmung im Artikel manchmal zu einem passiv-aggressiven Unterton. Na klar sollte in Deutschland viel mehr angegangen werden, was die Umsetzung der Energiewende anbelangt, aber deswegen stets nicht belegte Aussagen zu treffen finde ich unpassend. Vielleicht gibt es eben auch diese vielen Richtlinien, da wir nun mal in Deutschland leben und weil so etwas wie selbst etwas ins Stromnetz einspeisen und weiteres bisher einfach noch nicht zur Sprache kam und einfach keine gängige Praxis ist. Und ja, jeder hat nunmal zunächst Bedenken vor Veränderung. Ich fände es viel besser, wenn es “von oben” einfach Reglungen gäbe bspw. für Vermieter der Häuser (warum muss jeder Mieter selbst tätig werden und sich so ein Ding an den Balkon basteln). Natürlich steht die Verantwortung auch bei jedem einzelnen, nur finde ich sind das doch oft nur Tropfen auf einen heißen Stein, zumindest wenn man der Meinung ist – nur weil ich jetzt eine Mini-PV-Anlage an meiner Wohnung installiert habe, kann ich jetzt sagen, ein effektiven Beitrag zur Energiewende beizutragen- ich weiß, dann kommt das Argument, wenn es aber nicht nur einer macht, sondern dann eben mehrere, hat das doch bereits eine viel größere Auswirkung. Das mag stimmen. Solange es von Seiten der Politik (und die wird ja von der Gemeinschaft gewählt, also sind am Ende auch wieder wir und der einzelne Bürger daran beteiligt) allerdings keine allumfassenden Auflagen gibt, sehe ich das alles zwar für einen kleinen Teil der Bevölkerung ganz schön und gut. Am Ende wird meiner Meinung nach davon aber auch nicht die Welt gerettet. Natürlich kann jedermann (und jedefrau) sich als Bestreiter der Energiewende sehen, das wird aber auch nichts daran ändern, dass es einfach zu viele Menschen auf der Welt gibt. Und wie viele davon, außer in den Industrienationen, können es sich leisten sich individuell am Balkon eine Mini-PV-Anlage anzubauen?
    Ich bemerke gerade, dass mein Kommentar etwas vom Text abgeschweift. Aber im Endeffekt ist genau das meine Meinung.
    Es ist super schön, wenn der Zugang zu erneuerbaren Energien weiterhin ausgebaut wird und wenn es Menschen gibt, die für sich selbst das Ziel haben möglichst “klimaneutral” zu leben und dafür brennen. Aber am Ende muss man halt auch über seinen eigenen Tellerrand hinausblicken und sehen, dass Deutschland als wohlhabendes Industrieland mit Zugang zu solchen Techniken, Bildung und Co. nur einen verschwindend geringen Teil an der Weltbevölkerung ausmacht und somit auch zur “Verbesserung” des Klimas.

    Vielen Dank für den Artikel und euer Engagement, die Umsetzung der Energiewende unter das allgemeine Volk zu bringen!

    Viele Grüße

    • Kommentar des Beitrags-Autors

      Til Stricker

      Hallo Helen,
      Vielen Dank für deinen ausführlichen Kommentar. Da du mehrere Punkte ansprichst, möchte ich mich nun nacheinander dazu äußern.
      Punkt 1: “Amateur in E-Technik”:
      Im Grunde genommen könnte es ganz einfach sein: man kauft eine Stecker-PV mit fertigem Anschlusskabel, steckt diese in eine normale Steckdose wie jedes andere Haushaltgerät auch und ist fertig. Aus technischer Sicht ist das ja auch heute schon möglich. In Österreich ist das auch schon “legal” möglich. Nur werden in Deutschland regulatorische Vorgaben gemacht (die aus technischer Sicht nicht notwendig wären), um genau das zu verhindern.
      Punkt 2: “Stecker-PV als Dienstleistung”:
      Natürlich geht das auch heute schon. Du kannst jeden Elektrofachbetrieb darum bitten, dir eine Stecker-PV z.B. am Balkon zu installieren. Das ist dann in jedem Fall “regelkonform”, da dieser dann auch die spezielle Einspeisedose installiert und die nötigen Anmeldungen vornimmt. Allerdings lässt er sich das wahrscheinlich gut bezahlen, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Anlage deutlich leiden wird. Wenn es dir aber nicht ums Geld geht, sondern primär um Klimaschutz, dann empfehle ich jedem diesen Weg.
      Punkt 3: “Legalität”:
      Natürlich wäre es mir auch lieber, wenn die Stecker-PV ohne spezielle Einspeisedose und ohne Anmeldung auch in Deutschland ohne rechtliche Unsicherheiten “legal” wäre. In europäischen Nachbarländern wie den Niederlanden, Österreich und in der Schweiz ist es das bereits. Man müsste in Deutschland nur mal endlich die EU-Richtlinien umsetzen.
      Punkt 4: “passiv-agressiver Unterton”:
      Natürlich sind diese Außerungen mehr oder weniger Mutmaßungen und überspitzte Formulierungen. Kein Netzbetreiber würde das öffentlich so direkt behaupten. Dafür ist es ja auch ein Blogbeitrag und kein Artikel in einer Fachzeitschrift. Aber der Vergleich der aktuellen deutschen Regelungen zu denen anderer europäischer Nachbarländer zeigt, dass die Grundaussagen der überspitzten Darstellungen der Realität entsprechen. Die Energiewende von unten kann nicht stattfinden. Das sagst du ja auch selbst. Wenn es die Regularien erlauben würden, würden sich viel mehr Leute eine Stecker-PV kaufen und damit die Energiewende voranbringen.
      Punkt 5: “Tropfen auf den heißen Stein”:
      In dem Punkt bin ich voll deiner Meinung. Mit Stecker-PV kann nicht die Welt gerettet werden. Dazu gehört noch so viel mehr. Aber es ist ein Beispiel, wie auch Mieter an der Energiewende teilhaben können. Welt retten geht halt nicht nur von oben herab. Es muss jeder mitmachen, damit sich viele kleine Stücke zu einem großen Ganzen zusammenfügen. Und Stecker-PV ist da ein winziger Beitrag, der aber immernoch mehr bringt, als nichts zu tun und auf die großen Retter in der Politik zu warten. Aber das führt jetzt zu einer Grundsatzdiskussion, die ich hier nicht anstoßen möchte.
      Es freut mich, dass mein Blogartikel dich derart mitgerissen hat, dass du dir die Zeit genommen hast, einen sehr ausführlichen Kommentar zu hinterlassen. Das zeigt mir, dass ich mit dem Thema scheinbar einen Nerv getroffen habe 😉

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