Balkonkraftwerk und Speicher – ergibt das Sinn?

Viele Kunden fragen uns nach der Sinnhaftigkeit eines Speichers für Balkonkraftwerke. Wir möchten in diesem Artikel eine kurze Einschätzung geben, wann und wie ein Speicher für ein Balkonkraftwerk sinnvoll sein kann. So viel vorab: bei einer rein wirtschaftlichen Betrachtung und einem gut auf den Eigenverbrauch ausgelegten Balkonkraftwerk ist ein Speicher kein gutes Investment.

Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk und wie sollte es eingesetzt werden?

Balkonkraftwerke sind kleine Solaranlagen, die aus einem oder mehreren Solarmodulen, einem oder mehreren Mikro-Wechselrichtern und einem Anschlusskabel hin zu einer (Einspeise-)Steckdose bestehen. Ein Balkonkraftwerk darf in Deutschland eine max. Anschlussleistung (d.h. die maximale Dauerausgangsleistung des Wechselrichters) von 600W haben. Dieser Wert entspricht in etwa der Leistungsaufnahme von einem kleinen Staubsauger oder der Hälfte bis einem Drittel der Leistungsaufnahme eines Föns. Dieser Vergleich zeigt: die maximale Leistung eines Balkonkraftwerks wird in vielen Fällen bereits durch den Betrieb ganz normaler Haushaltsgeräte verbraucht. Zusätzlich gibt es im Haus viele Verbraucher, die (fast) permanent laufen und eine Grundlast darstellen:

• Kühl- und Gefrierschrank: läuft phasenweise zum Herunterkühlen mit ca. 80 – 150 W
• Heizungspumpe: je nach Bauart und Größe 15 – 50 W
• Zirkulationspumpe für Warmwasser: je nach Bauart und Größe 5 – 30 W
• Gegensprechanlage: 5 – 25 W
• Enthärtungsanlage: 5 – 10 W
• WLAN Router: 4-10 W

Direkt selbst verbrauchter Strom eines Balkonkraftwerks ergibt die bestmögliche finanzielle Einsparung, da direkt je nach Strompreis 35-45 Cent je kWh gespart werden. Im Umkehrschluss bedeutet das zunächst: Ohne Speicher sollte ein Balkonkraftwerk in der Größe genutzt werden, mit der man einerseits möglichst viel des erzeugten Stroms selbst verbraucht, aber andererseits eben auch möglichst viel Strom erzeugt, der dann selbst verbraucht werden kann. Das heißt, es muss der richtige Kompromiss zwischen ausreichend großer Erzeugungsleistung aber nicht zu viel Überschuss, der quasi “verschenkt” wird, gefunden werden.

Grundsätzlich empfehlen wir unseren Kunden ein Balkonkraftwerk Heldenpaket Mini für einen 1-2 Personenhaushalt und ein Balkonkraftwerk Heldenpaket Midi für einen 3-4 Personenhaushalt. Das stellt nur eine Richtgröße dar und kann mit unserem Ertragsrechner gut geprüft werden:

Trotzdem gibt es Situationen, in denen auch mit einem gut ausgelegten Balkonkraftwerk wertvoller selbst erzeugter Strom verschenkt wird: Wenn der Eigenverbrauch gerade gering ist und die Leistung bei schönem Wetter sehr hoch fließt der Strom umsonst an den Netzbetreiber.

Der beste Weg, um möglichst viel aus dem eigenen Balkonkraftwerk herauszuholen ist, den eigenen Stromverbrauch – soweit es geht – in die Zeiten zu verlegen, in denen das Balkonkraftwerk auch einen hohen Ertrag bringt:

• Waschmaschinen tagsüber laufen lassen: teilweise haben Waschmaschinen einen Timer, mit dem man den Zeitpunkt einstellen kann, zu dem die Waschmaschine läuft
• Spülmaschinen tagsüber laufen lassen: auch Spülmaschinen können oftmals zeitlich gesteuert werden
• Kochen und Duschen tagsüber: Wenn Dein Herd mit Strom betrieben wird bzw. warmes Wasser mit Strom erzeugt wird, kannst Du eventuell beides eher in den Tag verlagern
• Akkus und Laptop tagsüber laden
• sonstige Verbraucher: grundsätzlich alle Verbraucher von Strom dahingehend überprüfen, ob die Nutzung eher tagsüber erfolgen kann

Wie viel Strom verschenke ich denn nun bei einem Balkonkraftwerk?

Der tatsächliche Verlust an erzeugtem Strom durch einen geringeren Verbrauch als Erzeugung hängt stark vom individuellen Verbrauchsprofil ab. Um den Effekt grob abzuschätzen, kann man das Standardlastprofil H0 des BDEW zu Grunde legen und die Erzeugung eines optimal ausgerichteten Balkonkraftwerks mit 600 Watt Anschlussleistung und 770 Watt Peak-Leistung simulieren.

Die folgenden drei Grafiken zeigen exemplarisch die Erzeugung des Balkonkraftwerks und das typische Verbrauchsprofil eines Privathaushalts mit einem Stromverbrauch von 2500 kWh pro Jahr.

Im oberen Bild zeigt sich, dass bereits an einem typischen Tag im Mai mit guten Ertragsbedingungen durchaus ein hoher Anteil des erzeugten Stroms selbst verbraucht wird. Zu beachten ist, dass es sich hier um einen durchschnittlichen Tag hinsichtlich der Stromerzeugung und um ein gemitteltes Verbrauchsprofil handelt. Das heißt, dass beim Stromertrag eine gewisse Wolkendecke und nicht perfekter Sonnenschein angenommen wird und beim Verbrauch über viele Tage gemittelt wird. Natürlich kann es auch Tage mit maximaler Spitzenleistung von 600W des Balkonkraftwerks über mehrere Stunden geben und Tage, an denen der Verbrauch zeitweise noch viel geringer ausfällt. An solchen Tagen wird entsprechend mehr erzeugte Energie nicht selbst verbraucht und geht verloren. Einen solchen sonnigen Junitag sehen wir im folgenden Diagramm:

An diesem sonnigen Tag mit guten Bedingungen für die Stromerzeugung mit einem Balkonkraftwerk sehen wir recht hohe Verluste an selbst erzeugtem Strom, der quasi dem Netzbetreiber geschenkt wird. Auch ist hier die Einspeisebegrenzung des Wechselrichters von 600W, dem Balkonkraftwerke in Deutschland unterliegen über die Mittagszeit gut zu erkennen.

An einem typischen Dezembersonntag mit teilweisem Sonnenschein wie im in diesem Diagramm dargestellt, gibt es kaum Konstellationen, in denen nicht der gesamte Stromertrag des 600W Balkonkraftwerks verbraucht werden kann. Der niedrige Sonnenstand und der tendenziell höhere Stromverbrauch im Winter sorgen dafür, dass der Verbrauch üblicherweise deutlich höher ist als die Erzeugungsleistung des Balkonkraftwerks.

Auch an einem wolkigen Tag im Oktober wie in diesem Diagramm dargestellt, überwiegt der Stromverbrauch die Erzeugungsleistung deutlich und es geht kein selbst mit dem Balkonkraftwerk erzeugter Strom verloren.

Alle dargestellten Diagramme bilden nur Einzelbeispiele und geben noch keine Antwort auf die Frage, welcher Anteil an Strom eigentlich im Mittel pro Jahr verloren geht. In der folgenden Tabelle stellen wir dies auf Basis des Standardlastprofils für ein unverschattetes optimal nach Süden im 35° Winkel ausgerichtetes Balkonkraftwerk mit 600W Anschlussleistung dar:

Es ist zu sehen, dass bereits ab einem Verbrauch von knapp 1500 kWh mehr als 50% des erzeugten Stroms auch tatsächlich selbst verbraucht werden. Bei noch höherem Jahresverbrauch ab 2500 kWh werden bereits über 75% selbst verbraucht und mit steigendem Stromverbrauch steigt natürlich die Eigenverbrauchsquote noch weiter.

Zusammenfassend kann man festhalten, dass der Verlust an erzeugter Energie bei einem gut ausgelegten Balkonkraftwerk (600W Balkonkraftwerk für Verbrauch ab ca. 2000-2500 kWh pro Jahr und 300W Balkonkraftwerk für geringere Verbräuche) relativ gering ausfällt. Je nach Strompreis kann man mit jährlich “verlorener” Energie im Wert von max. 50 – 100 EUR bei einem 600W Balkonkraftwerk rechnen (bei einem Strompreis von 0,40 EUR / kWh).

Typen von Speichern für Balkonkraftwerke und Solaranlagen im Allgemeinen

Um trotz der relativ geringen Verluste, eine Aussage zu der Wirtschaftlichkeit von einem Speicher für ein Balkonkraftwerk zu treffen, sehen wir uns zunächst die unterschiedlichen Arten von Speichern an:

• AC- bzw. wechselstromgekoppelter Speicher
  Ein AC-gekoppelter Speicher wird auf der Wechselstromseite des Wechselrichters verbaut. Das bedeutet, dass zunächst der (Mikro-)Wechselrichter Wechselspannung aus der gewonnenen Solarenergie erzeugt, die dann ein Batterie-Wechselrichter zum Laden des Speichers wieder in Gleichspannung umwandelt. Beim Entladen wird dann wieder vom Batterie-Wechselrichter Wechselspannung erzeugt und eingespeist.
  Vorteil: einen AC gekoppelten Speicher kann man einfach in ein bestehendes System nachrüsten, ohne etwas am bestehenden Wechselrichter ändern zu müssen
  Nachteil: die insgesamt drei Umwandlungen von Gleich- und Wechselspannung und umgekehrt führen zu einem Verlust in Höhe von ca. 10 % der erzeugten Energie (je nach System auch etwas mehr oder weniger)

• DC- bzw. gleichstromgekoppelter Speicher
  Ein DC-gekoppelter Speicher befindet sich auf der Gleichspannungsseite einer Photovoltaik-Anlage, d.h. der Speicher wird direkt mit der Gleichspannung der Solarmodule (mit einem zwischengeschalteten Laderegler) geladen. Bei der Entladung wird dann der Gleichstrom aus dem Speicher über den Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Meistens werden bei größeren Anlagen direkt Hybrid-Wechselrichter eingesetzt, die sowohl direkt “Solarstrom” vom Dach einspeisen können, als auch “Batteriestrom” aus dem Speicher. Zusätzlich haben diese den Laderegler für das Laden des Speichers bereits integriert.
  Vorteil: ein DC gekoppelter Speicher wandelt nur einmal von Gleich- in Wechselstrom um und hat damit geringere Verluste
  Nachteil: ein Nachrüsten ist meistens nur mit einem anderen Wechselrichter möglich bzw. erfordert einen etwas komplizierteren Umbau des PV-Systems

• Tragbare Speicher
  Eine für Balkonkraftwerke ggf. interessante Form der Stromspeicher sind die mobilen Speicher, die verstärkt auf den Markt kommen. Diese können an der heimischen Steckdose geladen werden und verfügen – wie eine sehr große Powerbank – über eine reguläre 220V Steckdose, mit der Geräte mit bis zu 1000-1500W betrieben werden können. Wenn man sich die Mühe machen will, kann man hiermit ganz manuell zu Zeiten wo besonders viel Sonnenstrom vom Balkonkraftwerk erzeugt wird, und gleichzeitig wenig Verbraucher aktiv sind, den tragbaren Speicher aufladen und kann so etwas von der ansonsten verschenkten Energie noch sinnvoll nutzen. Besonders komfortabel ist das nicht, aber eine kostengünstige Option, wenn bereits ein solcher Speicher im Haushalt existiert.

Für ein bereits installiertes Balkonkraftwerk mit einem üblichen Mikro-Wechselrichter kommen die inzwischen verfügbaren DC-gekoppelten Speicher von Zendure oder tragbare Speicher in Frage. Im nächsten Abschnitt wollen wir die Wirtschaftlichkeit eines Speichers in Verbindung mit einem Balkonkraftwerk näher betrachten wollen. Ein DC-gekoppelten Speicher von Zendure kann eine gute Alternative sein, wenn der größte Stromverbrauch bei Dir zuhause vor allem früh morgens, abends und nachts entsteht und nicht dem typischen, unterstellten Haushaltsprofil H0 entspricht.

Lohnt sich ein Speicher bei einem Balkonkraftwerk?

Die Frage, ob sich ein Speicher in Verbindung mit einem üblichen 600W Balkonkraftwerk lohnt, kann man kurz mit “eher nicht” beantworten – zumindest wenn man folgende Punkte voraussetzt:

• Das Balkonkraftwerk ist sinnvoll ausgelegt: 600W Anschlussleistung für Jahresverbräuche von mehr als 2000-2500 kWh, 300W für geringere Jahresverbräuche
• Wir betrachten nur, ob es ein Speicher wirtschaftlich sinnvoll ist
• Das Verbrauchsprofil entspricht in etwa dem Standardprofil eines Privathaushalts
• Der Speicher wird zu marktüblichen Konditionen gekauft

Um die Frage etwas ausführlicher zu beantworten nehmen wir folgende Voraussetzungen an:

• Preis des Balkonkraftwerks: ca. 550 EUR netto für 600W Anschlussleistung
• Strompreis: ca. 0,40 EUR brutto / kWh
• Kosten Speicher inkl. Laderegler: 839 EUR netto für 1 kWh
• Jahresstromverbrauch: 3000 kWh

Die maximale Ersparnis bei diesen Werten beträgt 163 kWh * 0,40 EUR = 65,2 EUR. Die 163 kWh an möglicher Einsparung hatten wir weiter oben im Artikel für einen Jahresverbrauch von 3000 kWh als durchschnittlichen Verlust berechnet und wir nehmen hier an, diesen komplett über einen Speicher in Eigenverbrauch umwandeln zu können. Der Speicher würde sich in diesem Fall frühestens nach 12,9 Jahren rentieren, wenn die Strompreise nicht steigen sollten. Selbst bei einem Jahresstromverbrauch von nur 2000 kWh und einem Strompreis von 0,50 EUR wäre die jährliche Ersparnis mit 138 EUR so gering, dass noch immer 6,4 Jahre bis zur Amortisation vergehen würden, mit einer relativ großen Unsicherheit, wie sich die Strompreise beim weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien verhalten werden.