Solarstrom über ein Balkonkraftwerk für das Smart Home – Grundverbauch selbst produzieren

So ein SmartHome ist eine feine Sache. Ich habe mich vor vielen Jahren für ein Apple HomeKit-Zuhause entschieden. Egal, ob über das iPhone, iPad, den Mac, die Apple Watch, den Apple TV oder auch den HomePod: Geräte können immer gesteuert werden und Automationen kümmern sich automatisch um bestimmte Aufgaben. Doch all das bringt auch einen negativen Effekt mit sich. Smarte Geräte hängen oft durchweg am Strom und lassen den Grundverbrauch eines Haushaltes damit schnell steigen. Bedeutet, je smarter ein Haushalt wird, umso höher wird auch der Stromgrundverbrauch auf Dauer. Die Lösung ist das Abdecken dieses Grundverbauchs mit Hilfe von Solarstrom – und den kann jetzt jeder einfach selbst produzieren, damit Geld sparen und zugleich die Umwelt schützen. In diesem Beitrag zeige ich euch, wie ich den Grundverbrauch meines SmartHomes mit Solarstrom abdecke.

Was ist der Grundverbrauch?

Ein SmartHome spart auf der einen Seite Energie ein. Das beste Beispiel wären hier LED-Leuchtmittel, welche sehr energiesparsam arbeiten. Das smarte an ihnen ist in diesem Fall, dass sie automatisch ausgeschaltet werden können, wenn man das Haus verlässt. Mein Apple HomeKit-Zuhause macht das seit Jahren schon und somit wird kein Leuchtmittel vergessen auszuschalten und immer Energie eingespart. Zwischenstecker sind hier ebenfalls ein gutes Beispiel, denn sie schalten eingesteckte Geräte aus und lassen Strom sparen. Doch es gibt den unsichtbaren Standbyverbrauch und dieser ist ein stetiger Grundverbrauch – ob man zu Hause ist oder nicht.

Der Grundverbrauch eines Haushaltes ist die Grundlast, welche immer anliegt. Im Klartext ist sie die Summe aller Geräte, die immer eingeschaltet oder im Standby sind. Das beste Beispiel wäre hier der Router im Haushalt. Dieser läuft 24/7 und ist damit immer ein aktiver Stromverbraucher. Auch ein Kühlschrank oder eine Kühltruhe sind ein permanenter Stromverbraucher. Selbst ein Backofen, der nicht aktiv läuft, aber eine Uhr über ein Display anzeigt, zählt als ständiger Verbraucher und zur Grundlast.

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Alles, was in der Steckdose eingesteckt ist, ist ein Stromverbraucher – selbst wenn ausgeschaltet. Auch ein smarter Zwischenstecker, der ein eingestecktes Gerät ein- und ausschalten kann, hat einen Standbyverbrauch von bis zu 0,4 Watt. Jede smarte Glühbirne braucht Strom und auch dann, wenn sie selbst nicht eingeschaltet ist. Summiert man all diese Verbraucher, kommt man auf seine Grundlast. Und je mehr Geräte man eingesteckt hat und zu einem SmartHome bündelt, desto höher ist der Grundverbrauch und damit auch die Stromrechnung pro Monat. 

Wie kann man den Grundverbrauch senken?

Zum einen könnte man Geräte einfach aus der Steckdose ziehen. Allerdings macht das niemand und unsinnig ist es am Ende des Tages auch. Gerade beim Thema SmartHome müssen Geräte am Strom hängen und erreichbar sein. Man muss sich also zum einen über die Sinnhaftigkeit mancher eingesteckten Geräte bewusst werden und auch abwägen. Ich habe eine andere Lösung eingeschlagen, um den Grundverbrauch abzudecken und zugleich Geld zu sparen. Ich setze auf ein Balkonkraftwerk und somit auf Solarstrom, um den Grundverbrauch meines SmartHomes abzudecken.

Solarstrom für das SmartHome

Das Gewinnen von Energie durch die Sonne ist eine uralte Sache, die sich in gewissen Bereichen durchgesetzt hat und seit geraumer Zeit wieder populärer wird. In den letzten Jahrzehnten wurde die Technologie der Solarzellen immer besser. Heute sind sie so effektiv, dass sie auch mit diffusem Licht etwas anfangen und dadurch Strom erzeugen können. Seit zwei Jahren bin ich nun sehr nah an und mit diesem Thema unterwegs. Es ist schlicht die einfachste, sauberste und coolste Erzeugung von Strom – vor allem auf eine lange Laufzeit gerechnet. Es gibt bis heute allerdings noch die Stammtischweisheiten, dass Solarenergie eine Milchmädchenrechnung sei, wenn man sich die Produktion der Panels, den dadurch anfallenden CO2-Wert und den Kaufpreis von alledem betrachtet. Allerdings fahren diese Stammtischweisheiten auch in ihrem V8-Motor durch Naturschutzgebiete und regen sich über angeblich laute Windräder auf und sind bis heute auch der Meinung, dass ein Elektroauto deutlich umweltschädlicher als ein Verbrennungsmotor ist. Mit solchen Leuchten kann man nicht normal reden und möchte man auch nicht.

Es gilt diese Welt ein bisschen besser zu machen …

… und hier kann jeder vor der eignen Haustür kehren und mitwirken. Der Grundverbrauch meines SmartHomes wird daher über Tag komplett durch selbst erzeugten Solarstrom abgedeckt. Damit lebe ich tagsüber CO2-neutral, was den kompletten Grundverbrauch meines Haushaltes angeht.

• 1 kWh Solarenergie spart 0,7 kg CO2 ein (im Vergleich zu Strom durch Kohlekraftwerke).
• Hohe Rendite durch eigenes Kapital (Ersparnis/Amortisierung).
• Strom wird in den nächsten Jahren nicht billiger (Denkbar sind teilweise 0,50 € pro kWh).

Das sind die drei großen Kernpunkte, die ich immer wieder erwähne, wenn es um die Erzeugung von Strom durch Photovoltaik geht. Nie hat man für sein Geld eine höhere Rendite bekommen. Man setzt Geld für etwas ein, das sich selbst abbezahlt und danach durchweg weiterhin Geld bringt. Geld ist rechnerisch nie besser angelegt, als wenn man sich damit unabhängig macht. Das versteht jeder, der einmal selbst nachrechnet. Daher fand bei mir in diesem Jahr die Investition eines sogenannten Balkonkraftwerkes statt, das auf dem Garagendach aufgebaut ist und dort seine Arbeit stumm verrichtet. Solarstrom für ein SmartHome kann ganz einfach sein. Ob Eigenheim oder auch Mietwohnung.

So einfach erklärt wie möglich

Ich habe mich für eine fertige Variante entschieden, da sie für mich am sinnvollsten wirkte und bis heute wirkt. In diesem Fall habe ich mich für das selfPV Easy Solar Kit (⇒LINK) entschieden, welches ich bei GreenAkku (⇒LINK) bestellt habe, es dort aktuell aber nicht verfügbar ist. Man kann sich das alles noch viel günstiger zusammenschrauben, stecken und aufstellen – das werden die bastelfreudigen Profis nun sicherlich gleich denken. Es muss also nicht mein Modell sein, sondern kann auch ein Panel mit einer eigenen Aufständerung sein. Der Effekt ist am Ende der selbige.

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Allerdings geht es um den Laien und der soll es so einfach haben wie möglich. Die Solarpanels haben eine Spitzenleistung (Peek) von 340 Watt. Sie sind fest auf einer Aufständerung aus Aluminium aufgeschraubt, deren Winkel zur Ausrichtung angepasst werden kann. Jedes Panel besitzt einen eigenen Mikrowechselrichter, der den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt.

Der Aufbau

Man kann ein, zwei oder mehr selfPV Easy Solar Kits miteinander verbinden und damit in Reihe schalten. Das habe ich auf dem Garagendach exakt so gemacht. Alle Panels sind nebeneinander aufgestellt und über ein Verbindungsstecker – den man extra dazukaufen muss – miteinander verbunden. So verbindet man Mikrowechselrichter mit Mikrowechselrichter und bildet eine Verkettung. Am Ende arbeitet jeder Mikrowechselrichter weiterhin nur für sein Solarpanel, allerdings synchronisiert er sich über die anderen dann mit dem Stromnetz des Haushaltes.

Verbindungskabel werden einfach nur eingesteckt und ein wohltuender Klick bestätigt den richtigen Sitz. Das ist absolut easy zu handhaben und man kann nichts falsch machen. Es ist übrigens nirgends Strom vorhanden. Auch dieses Märchen darf man nicht glauben. Strom fließt erst, wenn das ganze Balkonkraftwerk mit dem Hausnetz verbunden ist. Mikrowechselrichter kappen sofort den Stromfluss, wenn sie nicht mit dem Stromnetz synchronisiert sind. Das passiert direkt beim Ausstecken aus der Steckdose. Sorry, aber es laufen leider wirklich viele Stammtischweisheiten durch die Landschaft.

Nach dem Aufstellen und verketten der Panels gilt es den Neigungswinkel einzustellen. Bei uns in Deutschland steht die Sonne so, dass ein Winkel von 25 Grad am effektivsten ist. In diesem Winkel tritt die Sonne am stärksten auf die Solarpanels und ermöglicht somit die höchste und beste Ausbeute. Allerdings kann je nach Ausrichtung auch 30 Grad sehr ideal sein. Meine Solarpanels besitzen eine Ausrichtung zwischen Südwest und Süden.

Damit fallen schon ab dem Morgen …

… Sonnenstrahlen auf die Panels. Zum Mittag hin ist die komplette Sonnenausbeute vorhanden und bis in den Abend präsent. Jedes selfPV Easy Solar Kit hat ein Eigengewicht von 35 kg. Man sollte solche Dinge aber dennoch immer zusätzlich beschweren. Daher sind pro Panel insgesamt 60 kg in Form von alten Gehwegplatten eingelegt worden.

95 kg werden von keinem Wind oder Sturm so leicht verrückt. Zumal des Gewicht nach unten drückt und der Körper durch seine Form und seine schräge Ausrichtung keine große Angriffsfläche bietet. Bisher lag noch kein Schnee auf den Panels. Allerdings kam mir zu Ohren, dass Schnee bei einer Ausrichtung von 30 Grad schneller herunterrutscht als bei einer Ausrichtung von 25 Grad. Gilt es im Winter selbst zu beobachten. Klingt allerdings plausibel.

Die Erdung

Prinzipiell müsste man es nicht tun, aber ich habe es dennoch getan. Über den Stromstecker sind Geräte schon direkt beim Einstecken in der Regel geerdet. Ich habe die verketteten Solarpanels aber nochmals zusätzlich geerdet. Dafür findet man im Baumarkt  oder auch online Erdungskabel und die passenden Schrauben mit Unterlegscheiben, um ein Erdungskabel am Panelrahmen befestigen zu können.

Ich habe immer ein Kabel von Rahmen zu Rahmen gelegt. Das letzte Panel in der Kette ist mit einem Erdspieß verbunden, der dann die Erdung der ganzen Verkettung gewährleistet. Sicher ist sicher und Aufwand ist es ebenfalls keiner. Die ganze Arbeit der Erdung war in 30 Minuten erledigt. Kleine Balkonkraftwerke für Mietwohnungen muss man übrigens nicht erden – ich habe dies hier nur als zusätzlichen Schutz durchgeführt. Weil es geht.

Am Ende der verketteten Solarpanels ist ein Schukostecker für die ganz gewöhnliche Steckdose vorhanden. Und ab diesem Punkt streiten sich die Geister.

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Fakt Nummer 1 ist, dass jegliche Elektronik dieser Art geprüft werden muss, bevor sie in Deutschland überhaupt vertrieben und verkauft werden darf. Dafür müssen Solarpanels und Mikrowechselrichter feste Normen erfüllen. Erfüllen sie diese nicht, dürfen sie nicht vertrieben werden. Bedeutet: Alles, was ihr in Deutschland direkt an Balkonkraftwerken kaufen könnt, ist geprüft und abgesegnet. Für sein gekauftes Balkonkraftwerk erhält man beim Verkäufer oder Hersteller immer alle Unterlagen und Zertifikate. 

Fakt Nummer 2 ist, dass es einer Steckdose komplett egal ist, ob aus ihr Strom genommen oder Strom hineingeführt wird. Das Einstecken eines Schukosteckers in eine Schukosteckdose ist eine reine Kontaktierung.

Fakt Nummer 3 ist, dass man für eine derartige Installation keine VDE-konforme Einspeisesteckdose braucht. Es wird immer wieder erzählt, dass nur eine sogenannte Wielandsteckdose (Einspeisesteckdose) und ein Wielandstecker (Einspeisestecker) auf Dauer für eine solche Stromlast ausgelegt sind. Das sind ebenso Stammtischweisheiten. Produziert ein Balkonkraftwerk also 600 Watt Strom und führt diesen in den Hausstromkreis über die Steckdose ein, dann ist das weniger Strom als ein Staubsauger mit 1300 Watt aus der Steckdose zieht. Bürokratie macht Dinge unnötig kompliziert und am Ende verdienen nur Erfinder von solchen Weisheiten das wirkliche Geld.

Fakt Nummer 4 ist, dass man sein Balkonkraftwerk immer im Marktstammdatenregister (⇒LINK) eintragen lässt. Der Stromanbieter hat hier grundsätzlich nichts mitzureden, da der erzeugte Strom direkt verbraucht wird. Es handelt sich hier um eine kleine Anlage und keine Photovoltaikanlage auf einem kompletten Hausdach mit Einspeisevergütung und Co. – lasst dieses Fass also einfach zu. Den Stromanbieter zu fragen, ob man sich ein Balkonkraftwerk zum Senken seines Stromverbrauchs installieren soll, wäre so, als wenn ihr euren Metzger fragt, ob ihr Veganer werden sollt. Was man an seinem Hausnetz anschließt, ist Sache des Hauseigentümers oder Mieters.

Fakt Nummer 5 ist, dass es keinen Elektriker und keine elektrische Abnahme einer solchen Installation braucht. Aufbauen, einstecken und fertig. Man ändert dabei nichts an der Elektroinstallation eines Hauses.

Fakt Nummer 6 ist, dass man für den eigenen Haushalt 600 Watt mit Hilfe von Photovoltaik erzeugen kann.

Man steckt den Schukostecker eines Balkonkraftwerkes somit einfach in eine Schukosteckdose und fertig.

Ab diesem Punkt kommunizieren die Mikrowechselrichter mit dem Hausnetz. Sie synchronisieren sich somit auf die gleiche Frequenz und arbeiten dann mit dem Hausnetz mit 50 Hz. Das Synchronisieren ist ein permanenter Prozess. Mikrowechselrichter arbeiten somit durchweg. Aber auch nur so lange bis kein Licht mehr auf die Solarpanels trifft und somit kein Gleichstrom mehr anfällt. Dann schalten sich Mikrowechselrichter automatisch komplett aus. Erst wenn es wieder hell wird und Gleichstrom durch den Lichteinfall produziert wird, schalten sie sich wieder ein, synchronisieren sich mit dem Hausnetz und leiten den umgewandelten Wechselstrom in das Hausnetz.

Da das Schukokabel mit seinen zwei Metern …

… für mich etwas kurz war und nicht bis zur nächsten Steckdose ausreichte, habe ich es mit einem robusten Outdoorverlängerungskabel verlängert. Den Stecker und die Kupplung habe ich in einem wetterfesten Gehäuse verpackt, welches dann selbst wettergeschützt unter einem Solarpanel liegt. Feuchtigkeit hat hier keinerlei Chance und UV-Strahlung auf Dauer ebenfalls nicht.

Ich nutze solche verkapselten Stecker schon seit Jahren in Garten, Hof usw. und Camper werden diesen Steckerschutz sicherlich ebenso kennen und für gut erklären.

Das Aufzeichnen der Stromerzeugnisse

Tritt Licht auf die Solarpanels, so wird Gleichstrom produziert. Der Mikrowechselrichter wandelt diesen in Wechselstrom um, damit er auch korrekt verbraucht werden kann. Dieser Strom landet direkt über den Schukostecker im Hausnetz. Hier wird er direkt verbraucht. Exakt das ist der Effekt, den man haben möchte. Über Tag produziert man Solarstrom, leitet ihn in das Hausnetz und verbraucht ihn hier direkt. Alles, was zu diesem Zeitpunkt Strom verbraucht, verbraucht den in das Hausnetz eingespeiste Solarstrom. So einfach geht Solarstrom für ein SmartHome.

Exakt das ist auch die Rechnung, die man vor Augen hat. Denn diese Investition hat mindestens 30 Jahre Bestand. So lange arbeiten Solarpanels mit ihrer Effizienz. Erst nach dieser Laufzeit fällt die Effizienz auf ca. 80 % – was immer noch absolut okay ist. Mikrowechselrichter arbeiten im Schnitt 15 bis 20 Jahre ohne Probleme. Wer hier rechnet, wird schnell bemerken, dass man so einen Betrag X für 20 Jahre oder länger angelegt hat, sich alles von ganz alleine bezahlt und am Ende noch etliches an Geld und auch CO2 eingespart wird. Solch eine Anlage zahlt sich in ca. drei bis fünf Jahren ganz alleine ab, da man die anfallenden Stromkosten senkt und sich durch diese Ersparnis das Balkonkraftwerk amortisiert.

Ich zeichne den erzeugten Solarstrom für mein SmartHome über einen smarten Zwischenstecker auf. Somit habe ich den Solarstrom für mein SmartHome immer irgendwo im Blick – oder sogar zu Hand. Dieser wird einfach in die Steckdose gesteckt und nimmt schlicht den Schukostecker des Balkonkraftwerks auf. Über die App des Herstellers könnt ihr dann eure Stromkosten pro kWh eintragen – in meinem Fall sind es derzeit 0,29 € pro kWh. 

Die App …

… kann auf iPhone, iPad und auch der Apple Watch genutzt werden. Gerade auf der Apple Watch schaue ich gerne, was gerade an Solarstrom produziert wird und freue mich über jedes einzelne Watt. Die App summiert euch den erzeugten Solarstrom für jeden einzelnen Tag. In der Übersicht könnt ihr somit auch immer sehen, wie viel Solarstrom ihr schon für euer SmartHome erzeugt habt und was ihr zugleich nicht an Energie kaufen musstet. Ich habe zusätzlich aktiviert, dass der Zwischenstecker sich automatisch bei Sonnenuntergang ausschaltet und bei Sonnenaufgang einschaltet. Muss man nicht, da sich die Mikrowechselrichter sowieso automatisch abschalten. Ich mache es dennoch. Als zeitliches Fenster wird bei mir aber immer erst 60 Minuten nach Sonnenuntergang abgeschaltet und 60 Minuten vor Sonnenaufgang eingeschaltet.

Bei mir arbeitet dieses Balkonkraftwerk nun schon seit zwei Monaten stumm auf dem Garagendach und versorgt über Tag das ganze Haus mit seinem nötigen Grundstrom. Ich hatte allerdings auch diesen Platz frei, auf den immer die Sonne trifft. Für Hausbesitzer findet sich somit fast immer ein Platz, um ein Balkonkraftwerk dieser Art aufstellen zu können. Für Mieter gibt es andere Varianten, die einfach am Balkongeländer eingehängt oder aufgestellt werden können.

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Hier gilt es einfach den Vermieter kurz zu fragen, ob er dem Aufstellen eines Balkonkraftwerkes zustimmt. Wenn ja, steckt ihr es ebenfalls einfach via Schukostecker in die Außensteckdose auf eurem Balkon oder eurer Terrasse. Mittlerweile kann ich dieses Bild bei vielen Mietwohnungen sehen und finde den Effekt dahinter wirklich klasse. Würde jeder so etwas machen und so seinen Grundverbrauch abdecken, wäre der Effekt in Summe enorm.

Auch DAS ist Energiewende – und zwar im eigenen Zuhause. Und wer schon ein SmartHome besitzt, der sollte auch in Sachen Solarstrom aktiver werden.  Auch ich hätte hier schon vor Jahren einsteigen sollen – aber lieber spät als nie. Übrigens lässt sich mit Strom auch recht gut heizen (⇒LINK).

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