05.01.2022

Erfahrungsbericht "Balkonkraftwerk Bürgerenergie-Stadtbergen 1"

Eine Idee mit vielen Namen: Balkonkraftwerk, Steckdosen-Solaranlage, Guerilla-PV, mini-Solaranlage, micro-Solaranlage, Plug-In Solaranlage, usw.

Am Beispiel einer 630 Wp Anlage auf einem leicht geneigten Dach in Leitershofen will ich zeigen, dass der Betrieb einer kleinen Stromerzeugungsanlage nicht kompliziert ist. Und für diejenigen, die selbst einfach mal bei sich "vor der Haustüre" Strom zum Eigenverbrauch erzeugen wollen, stellen wir von der Bürgerenergie Stadtbergen sogar eine Demonstrationsanlage zum Ausprobieren zur Verfügung.

Intention

Von Photovoltaikanlagen hat wohl jede*r schon gehört. Mein Entschluss, eine kleine Anlage zum Ausprobieren aufzustellen, um erste Erfahrungen zu sammeln, ließ ich dann im Herbst 2021 Taten folgen. Vorweg: Obwohl manche Tage aus PV-Sicht sehr ernüchternd waren, so gab es aber auch Tage, an denen trotz suboptimaler Aufstellung für den herbstlichen/winterlichen niedrigen Sonnenstand, nennenswerte Erträge über mehrere Stunden am Tag gab.

Mit einem Balkonkraftwerk, das an den '"normalen" Stromkreis angeschlossen wird und deshalb auf eine Leistung von 600W begrenzt ist, kann man natürlich keine Waschmaschine oder Spülmaschine autark betreiben, da zum Aufheizen von Wasser ein Vielfaches der Leistung benötigt wird. Der Grundverbrauch, den wir tagsüber haben, lässt sich aber je nach Sonneneinstrahlung decken, oder es wird etwas Strom in das Netz eingespeist.

Da man für den eingespeisten Strom nichts bekommt, steht der Eigenverbrauch im Vordergrund. Und da ist es schön, wenn man sich streckenweise selbst versorgt, z. B. tagsüber im Homeoffice.

Ein wichtiger Nebeneffekt ist sicherlich, dass man sich nochmal mit dem Stromverbrauch in Wohnung oder Haus auseinandersetzt und ein Gefühl dafür bekommt, wie viel Strom man überhaupt verbraucht, welche Geräte wie viel Strom ziehen und an welcher Stelle man noch optimieren kann.

Beschaffung

Plug-In Anlagen gibt es von etlichen Anbietern als komplettes Set, oder man stellt sich seine Anlage individuell zusammen. Meine Wahl fiel auf eine 630Wp-Anlage von Alpha Solar. Zwei 315Wp Module (knapp 2m x 1m) und ein Wechselrichter und eine WLAN-Steckdose, um den Stromertrag zu messen. Die WLAN-Steckdose habe ich nicht verwendet, da sie nur über eine Cloud und Handy-App den Stromertrag anzeigt. Da gibt es besseres und ich habe vorerst eine AVM Fritz! DECT 210 Steckdose verwendet, welche mir zusätzlich zur aktuellen Leistung der PV-Anlage auch die Erträge pro Tag/Monat/Jahr anzeigt.

PV Module Testaufbau
PV Module Testaufbau

Das Montagematerial für die Installation auf dem Dach hat Jürgen bei der R. Häring Solar GmbH abgeholt und mir mitgebracht.

Um zu ermitteln, wie viel Strom aus dem Netz bezogen wird, musste ich noch etwas basteln. Eine IR Leseschreibkopf Platine habe ich bei Hicham Belmadani über ebay bezogen, das Gehäuse hat ein Bekannter mit seinem 3D-Drucker beigesteuert, und nach abendfüllender Bastelei mit einem ESP6288-Mikrocontroller kann ich jetzt per WLAN den aktuellen Zählerstand und Stromverbrauch bzw. die PV-Einspeisung über eine lokale Website ablesen. Somit habe ich im Blick, wie viel Energie die Sonnen zum Hausverbrauch beisteuert.

Test

Die Module musste ich natürlich gleich ausprobieren und habe sie provisorisch im Garten aufgebaut. Und siehe da, wenn Sonnenlicht auf Solarzellen fällt, fließt am Ende Strom. Auch die Auswirkungen des Walnussbaums im Nachbargarten konnte man sehr gut an der jeweiligen Modulleistung ablesen. Schatten mögen die PV-Module nicht so.

Durch die flexible Aufstellung konnte ich aber mit der Ausrichtung der Module experimentieren. Da im Herbst und Winter die Sonne niedrig steht, ist eine aufrechte Aufstellung sehr gut. Allerdings müsste man dann im Idealfall die Module im Tagesverlauf öfter nachführen, damit die Sonnenstrahlen von vorne auf die Solarzellen treffen. Systeme zur Nachführung gibt es, genannte Solartracker. Ich habe aber noch kein einfaches System gefunden, das sich z. B. für die Aufstellung von zwei Modulen im Garten und manueller Nachführung eignen würde, und nicht viel kostet. 

Installation

Platz haben die Module auf einem wenig geneigten Dachabschnitt in Westausrichtung gefunden. Die geringe Neigung erleichtert die Montage, da das Dach einfach begehbar ist. Dafür ist die Ausbeute vor allem im Winter geringer, da hier eigentlich eine fast senkrechte (ca. 60°) Aufstellung besser wäre.

Dachziegel und Haltewinkel, Jan 2022
Rückseite Dachziegel und Haltewinkel

 

Der Aufbau ist ganz einfach. Unter den Dachziegeln werden Halterungen befestigt, an denen dann Aluminiumprofile verschraubt werden. Auf diesen werden dann die Solarmodule festgeklemmt.

 

Haltewinkel unter Ziegel, Jan 2022
Haltewinkel unter Ziegel

Damit die Ziegel nicht hochstehen habe ich kleine Aussparungen eingebracht. So liegen die Ziegel normal auf.

Halterung PV Modul, Jan 2022
Halterung PV Modul

Die Module werden einfach an den Wechselrichter angesteckt, alle Kabel gibt es fertig zu kaufen oder werden bereits mitgeliefert.

Anmeldung

Die Anmeldung ist an zwei Stellen notwendig. Zum einen muss in meinem Fall die regional zuständige LEW Verteilnetz GmbH informiert werden, indem man eine "Steckerfertige Erzeugungsanlage" meldet. Das geht mit dem entsprechenden Formular.

Dann muss man sich noch beim Marktstammdatenregister anmelden. Zuerst registriert man sich als Marktakteur, um dann im zweiten Schritt die eigentliche Anlage zu melden. Die Meldungen macht man, bevor die Anlage angeschlossen wird.

Stromertrag

Natürlich kann man von einer kleinen Solaranlage keine Wunder erwarten, und jeder Haushalt verbraucht auch Strom, wenn keine Sonne scheint. Und im Herbst und Winter ist bei uns auch kein ideales PV-Wetter. Dazu kommt, dass die Module auf meinem Dach zu flach liegen, und dadurch nicht die maximale Sonneneinstrahlung bekommen.

Und trotzdem, die Haus-Grundlast von ca. 200W wird tagsüber gedeckt, sobald sich die Sonne zeigt. Und wenn keine oder nur wenig Wolken am Himmel sind, wird sogar überschüssiger PV-Strom ins Netz eingespeist. In drei Monaten waren das ca. 8 kWh, die wir nicht selber verbraucht haben. Das liegt aber hauptsächlich daran, dass wir an ein paar Sonnentagen nicht zu Hause waren.

Schenkt man der Auswertung aus der Strommessdose Glauben, so wurden von Oktober bis Anfang Januar im täglichen Durchschnitt 0,5 kWh Strom erzeugt, der zu über 80% selbst verbraucht wurde. Auf die Sonne ist Verlass. Energie-Ernte durch Nix-tun.

Ansicht Stromzähler über Webbrowser am Smartphone, Jan 2022
Ansicht Stromzähler über Webbrowser am Smartphone

Fazit und Ausblick

Die Anlage aufzubauen war nicht besonders schwer. Die größte Veränderung gab es bei mir selbst, den eigenen Stromverbrauch habe ich in letzter Zeit intensiver verfolgt und gleich ein paar Maßnahmen ergriffen. Allein die Möglichkeit, den aktuellen Stromverbrauch ablesen zu können, ohne in den Keller zum Zähler laufen zu müssen, finde ich hilfreich. Unser Grundverbrauch liegt z. B. nachts bei ca. 70W. Das ist erstmal nicht viel (Kühlschrank, Router, Standby-Geräte bereits auf ein Minimum reduziert). Tagsüber werden dann alle möglichen Verbraucher genutzt. Über den Stromzähler stellt man schnell fest, welche Geräte viel Strom verbrauchen, welche Glühbirne noch nicht auf LEDs umgestellt wurde, welches Standby-Gerät Strom braucht, ohne genutzt zu werden, z.B. Mikrowelle, usw. Und gerade bei Geräten, die wie ein PC mehrere Stunden am Tag laufen, kann man sich um eine sparsamere Alternative bemühen. Und natürlich gilt immer noch, Geräte am besten auszuschalten, wenn sie nicht verwendet werden.

PV Modul mit Schnee, Jan 2022
PV Modul vom Schnee befreit

Als Nächstes steht noch an, die verschiedenen Messsysteme miteinander zu verbinden. Ich würde gerne auf einem Raspberry Pi alle Daten zusammenführen und über ein Dashboard zugänglich machen. Dort soll man dann auf einen Blick die Daten vom Stromzähler und der Photovoltaikanlage anschauen können, mit Diagrammen zum Verlauf in der Vergangenheit. Wenn man dann noch eine Wettervorhersage einbaut, kann man sogar die Laufzeit von Spülmaschine oder Waschmaschine in gewissem Maß daran ausrichten.

Demonstrationsanlage zum Ausleihen

Wer neugierig geworden ist und ein bisschen Platz hat, um eine PV-Anlage aufzustellen, dem können wir eine Demonstrationsanlage ausleihen.

Demonstrationsanlage, Jan 2022
Demonstrationsanlage

Im Winterhalbjahr ist eine aufrechte Position für besseren Ertrag zu empfehlen, man kann die Module also auch an eine Wand lehnen und fixieren. Im Sommer kann man sie auch auf die Wiese legen und den Neigungswinkel mit einer einfachen Holzkonstruktion anpassen. Darüber hinaus braucht man eigentlich nur eine Steckdose und ggf. jemanden, der beim Anschließen hilft. Bei Interesse einfach Kontakt aufnehmen.

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