Keine Energie vom Balkonkraftwerk verschenken! Wie Balkonkraftwerke effizienter genutzt werden können

Balkonkraftwerke erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Die Gründe dafür sind vielfältig: Eine gewisse Unabhängigkeit von steigenden Energiepreisen, immer günstigere Komponenten und die einfache Installation. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass bei einer Wechselrichterleistung von 800 W keine Genehmigung durch den Netzbetreiber erforderlich ist. Dennoch bleibt oft unklar, wie viel Energie tatsächlich genutzt werden kann und welches Potenzial diese Kleinstanlagen bieten.

Viele Balkonkraftanlagen werden im Wohnungsbau verwendet. Die meisten Menschen sind berufstätig und zu der Zeit, in der die meiste PV-Energie erzeugt wird, wird auch das meiste eingespeist; die Energie geht unvergütet ins öffentliche Netz, da sie nicht vor Ort genutzt werden kann. Die so verschenkte Energie erfreut den Stromanbieter – hier könnte aber mehr aus der eigens erzeugten Photovoltaikenergie gemacht werden.

In diesem Artikel wird die Effizienz und den Eigenverbrauch von Balkonkraftwerken anhand eines Beispielszenarios untersucht. Wir gehen von einem 2-Personen-Haushalt in Konstanz (Baden-Württemberg) aus, in dem ein 120 l Warmwasserspeicher mit einem 3 kW Heizstab verbaut ist. Bei der Berechnung gehen wir von einem täglichen Warmwasserverbrauch von insgesamt 100 l aus. Für den Stromverbrauch wird ein Lastprofil mit stündlichen Werten für ein Paar im Alter von 30 bis 65 Jahren, beide berufstätig, verwendet. Der Haushalt verbraucht im Jahr 2.152 kWh Strom für die herkömmlichen Hausverbraucher, ohne Warmwasserbereitung. Für die Warmwasserbereitung werden zusätzlich 2.629 kWh/Jahr angenommen.

Auf diesen Annahmen wurden einige Varianten mit einem Balkonkraftwerk, mit den für Deutschland zugelassenen Parametern berechnet. Es wird ein 800 W Wechselrichter mit einer Modulleistung von 1 kWp verwendet. Für die Berechnungen mit einem Batteriespeicher wird eine Kapazität von 2 kWh simuliert. Fertige Komplettpakete bietet beispielsweise Zendure an. Die PV-Module sind mit einem Winkel von 30° von der Balkonbrüstung gerechnet (also 60° geneigt), angebracht und nach Süd-Ost ausgerichtet. Dabei werden eine Variante nur mit einem Balkonkraftwerk ohne Batteriespeicher, eine mit einer optimierten Wärmebereitung mit überschüssigem Strom vom Balkonkraftwerk, eine Variante mit Batteriespeicher und eine komplett kombinierte Variante (mit Wärmebereitung und Batteriespeicher) gerechnet. Die Wärmebereitung erfolgt dabei mit dem stufenlosen Photovoltaik Power-Manager AC•THOR, der die Verwendung der überschüssigen Energie aus dem Balkonkraftwerk gezielt für die Warmwasserbereitung regelt.

Reine Nutzung der PV-Energie des Balkonkraftwerks

Für die erste Variante werden Photovoltaikmodule mit 1 kWp und einem 800 W Wechselrichter ohne Batteriespeicher simuliert. Anhand der Ergebnisse ist deutlich zu erkennen, dass im 2-Personen-Haushalt von den 1.201 kWh Sonnenenergie ganze 655 kWh ungenutzt bleiben und kostenlos von Balkonkraftwerksbesitzern in das öffentliche Netz eingespeist werden. Aufs Jahr gesehen spart man sich als Besitzer eines Balkonkraftwerks beim Strombezug aus dem öffentlichen Netz gerade einmal 546 kWh. So werden in dieser Variante diese 546 kWh vom Balkonkraftwerk direkt im Haushalt sowie zufällig für die elektrische Wärmebereitung verwendet. Das hängt mit der Ausrichtung, der beruflichen Abwesenheit zur stärksten Produktionszeit und der damit verbundenen niedrigen Eigenverbrauchsquote im Haushalt zusammen. Kurzum: Ein schönes "Körberlgeld" für die Stromanbieter und das bei jedem Balkonkraftwerk, immerhin über 780.000 Stück in Deutschland (Stand Jänner 2025)!

• Energieproduktion AC 1.201 kWh / Jahr
• Netzeinspeisung 655 kWh / Jahr
• Netzbezug 4.236 kWh / Jahr
• Direktverbrauch des Heizstabs vom Balkonkraftwerk 128 kWh / Jahr
• Solarer Deckungsgrad des Warmwasserbedarfs 5 %

Tabelle 1: Balkonkraftwerk mit 1 kWp, ohne Batteriespeicher, mit zufälliger Warmwasserbereitung

Überschüsse des Balkonkraftwerks für die Wärmebereitung nutzen

In der zweiten Variante wird das Balkonkraftwerk mit einem stufenlos regelbaren Leistungssteller, der den Überschuss von einem Zähler am Netzeinspeisepunkt ausliest, gerechnet. Durch die Überschussmessung kann sehr viel Energie über einen Heizstab an den Warmwasserspeicher übergeben werden – selbst beim Balkonkraftwerk. Dadurch kann man den solaren Deckungsgrad des Warmwassers erhöhen und die erzeugte Energie des Balkonkraftwerks effizient nutzen. Eine Lösung bietet hier der EcoTracker von everHome. Diese Messung darf ein Endkunde ohne eine Fachkraft installieren, da er auf den bestehenden Zähler aufgesetzt wird und damit nicht ins Stromsystem eingreifen muss. Ein stufenlos regelbarer Photovoltaik Power-Manager von my-PV etwa, genannt AC•THOR, kann so den 3 kW Heizstab im Warmwasserspeicher stufenlos zur Wärmebereitung regeln. Übers Jahr gesehen werden somit 683 kWh für die Warmwasserbereitung aus dem Balkonkraftwerk verwendet. Heißt in Zahlen weiter, dass fast 30 % des Jahreswarmwasserbedarfs für den 2-Personen-Haushalt aus der normalerweise überschüssigen Energie eines 1 kWp Balkonkraftwerks gedeckt werden können.

Überdies werden nur mehr gut 92 kWh im Jahr (!) in das öffentliche Netz eingespeist. Das ist um etwa 85 % weniger Energie, im Gegensatz zu der Variante ohne stufenlose Regelung, die gratis ins Netz gespeist wird. Der Netzbezug für die Haushaltsverbraucher, wie Elektrogeräte und Beleuchtung, bleibt genau gleich, wie wenn der Wärmebereich nicht verwendet werden würde; heißt, es entstehen im Alltagsbetrieb keine Mehrkosten, im Gegenteil. Die Lösungen von my-PV verwenden nur den überschüssigen Photovoltaikstrom, hier aus einem Balkonkraftwerk. Eine Erhöhung des Eigenverbrauchs und der Autarkie ist also ganz einfach umzusetzen!

• Energieproduktion AC 1.201 kWh / Jahr
• Netzeinspeisung 92 kWh / Jahr
• Netzbezug 3.431 kWh / Jahr
• Direktverbrauch des Heizstabs vom Balkonkraftwerk 683 kWh / Jahr
• Solarer Deckungsgrad des Warmwasserbedarfs 28 %

Tabelle 2: Balkonkraftwerk mit 1 kWp, ohne Batteriespeicher, mit stufenlos geregelter Warmwasserbereitung

Balkonkraftwerk in Verwendung mit einem Batteriespeicher

Fast schon obligatorisch für viele Betreiber eines Balkonkraftwerks ist die Nutzung eines Batteriespeichers – in unterschiedlichen Größen. Je weniger eigens erzeugter PV-Strom an den Betreiber verschenkt werden muss, desto besser das Gefühl des Balkonkraftwerkbesitzers. So lässt sich die Netzeinspeisung verringern und die erzeugte Energie speichern. Mit einem Batteriespeicher kann die produzierte Energie auch zu den Tageszeiten genutzt werden, an denen man zuhause ist, aber kein Ertrag mehr aus dem Balkonkraftwerk zur Verfügung steht. Die Variante mit einem Batteriespeicher, aber ohne geregelter Wärmebereitung ist folgend berechnet.

Für die Berechnung wurde nun ein 2 kWh Batteriespeicher ergänzt bei gleicher Modulleistung von 1 kWp, allerdings im ersten Schritt mit dem Wegfall der stufenlosen Regelung für die Warmwasserbereitung. Selbst mit einem Batteriespeicher, der doppelt so groß ist wie die Leistung der PV-Module, werden noch 85 kWh kostenlos ins Netz eingespeist – also nahezu gleich viel wie bei der stufenlosen Warmwasserbereitung, ohne Batteriespeicher – hier waren es 92 kWh.

Dies ist ein viel besseres Ergebnis als die 655 kWh ohne Batteriespeicher, trotzdem werden hier noch 85 kWh sprichwörtlich verschenkt.

Im Vergleich zur vorhergehenden Variante (ohne Batteriespeicher, dafür mit Warmwasserbereitung) hat der 3 kW Heizstab mit dem AC•THOR einen Netzbezug von 3.431 kWh. Es ist deutlich erkennbar, dass im Warmwasser mehr Energie gespeichert werden kann als im Batteriespeicher!

• Energieproduktion AC 1.201 kWh / Jahr
• Netzeinspeisung 85 kWh / Jahr
• Netzbezug 4.027 kWh / Jahr
• Direktverbrauch des Heizstabs vom Balkonkraftwerk 128 kWh / Jahr
• Solarer Deckungsgrad des Warmwasserbedarfs 5 %

Tabelle 3: Balkonkraftwerk mit 1 kWp, 800 W Wechselrichter mit 2 kWh Batteriespeicher, ohne stufenlose Regelung der Warmwasserbereitung

Balkonkraftwerk in Verwendung mit einem Batteriespeicher und Warmwasserbereitung

Nun aber noch die Kombination aus Balkonkraftwerk, Batteriespeicher und einer stufenlos geregelten Warmwasserbereitung. Für die mit Sicherheit – von den Anfangsinvestitionen mit Batteriespeicher und dem finanziellen Mehraufwand für die Warmwasserbereitung mittels PV-Strom –kostenintensivste Variante ergeben sich laut Berechnung folgende Ergebnisse. Der Batteriespeicher wird geladen und deckt einen Teil des Stromverbrauchs im Haushalt, erst danach wird Überschuss in die Warmwasserbereitung gelenkt. So werden nur noch 49 kWh pro Jahr an den Energieversorger verschenkt – das sind im Vergleich zu einem herkömmlichen Balkonkraftwerk nur mehr 7 %.

Mit dieser Konstellation kann der Balkonkraftwerksbesitzer somit 48 % des Eigenstromverbrauchs und zusätzlich 11 % des Warmwasserbedarfs pro Jahr decken.

• Energieproduktion AC 1.201 kWh / Jahr
• Netzeinspeisung 49 kWh / Jahr
• Netzbezug 3.710 kWh / Jahr
• Direktverbrauch des Heizstabs vom Balkonkraftwerk 254 kWh / Jahr
• Solarer Deckungsgrad des Warmwasserbedarfs 11 %

Tabelle 4: Balkonkraftwerk mit 1 kWp, 800 W Wechselrichter mit 2 kWh Batteriespeicher

Das Maximum aus dem Balkonkraftwerk schafft man nur mit der Wärmebereitung!

Eine stufenlose Regelung, wie der AC•THOR sie bietet, kann das Maximum an überschüssiger Leistung des Balkonkraftwerks zur Warmwassererzeugung nutzen und somit den Eigenverbrauch massiv erhöhen. Ein Batteriespeicher kann ebenfalls dazu beitragen, die überschüssige Energie zu speichern und zu nutzen, wenn sie benötigt wird. Die Kombination von Batteriespeicher und stufenloser Regelung zur Warmwassererzeugung steigert die Effizienz weiter, hier werden nur noch 49 kWh in der Simulation an den Netzanbieter verschenkt.

Balkonkraftwerke bieten viele Vorteile – mit der stufenlosen Wärmebereitung holen Besitzer das Maximum aus ihrem eigenen Balkonkraftwerk heraus.