Balkonkraftwerk mit Speicher: Smart Meter, Technik, Fachbegriffe

Speicher für Balkonkraftwerke einfach erklärt: Von Smart Meter über Lithium-Eisenphosphat bis zur Öko-Bilanz – mit diesem Fachwissen wirst du zum Speicher-Experten.

Mehr Sonnenstrom selbst verbrauchen, weniger ins Netz einspeisen. Viele Betreiber von Balkonkraftwerken fragen sich: Ist eine sogenannte Nulleinspeisung durch die Kombination von einem Batteriespeicher und Smart Plugs oder Smart Meter möglich?

Zunächst einmal muss gesagt werden, dass die Mehr-Nutzung vom Solarstrom bis 800 Watt in erster Linie dem eigenen Portemonnaie hilft. Wer tagsüber mit seinen zwei Solarmodulen z. B. 600 Watt erzeugt und nur 200 davon nutzt, der kann sich trotzdem freuen, dass die restlichen 400 Watt anderswo verbraucht werden und die Öko-Bilanz des deutschen Stromnetzes ein kleines bisschen verbessert wird. Anders sieht die Sache aus, wenn man ein Balkonkraftwerk mit bis zu 2000 Wattpeak Maximal-Leistung betreibt – dann kann es zur besten Sommerzeit durchaus sein, dass deutlich mehr als 800 Watt entstehen.

Wer einen Speicher besitzt, der kann diesen tagsüber laden. Je nach System entweder mit der vollen Leistung aus den Solarpanels oder – wenn der Speicher wie die Anker Solix Solarbank 2/3 oder die Solakon One eine sogenannte Bypass-Funktion besitzt – mit der Differenz aus dem erzeugten Solarstrom und den vielleicht 300 Watt, die man Richtung Haus schickt. Das lässt sich dann meist per App ganz einfach einstellen. Es gibt jedoch auch die Möglichkeit, dynamisch auf den tatsächlichen Verbrauch im heimischen Netz zu reagieren – mit Smart Plugs oder Smart Meter.

Balkonkraftwerk mit Speicher: Was bringen smarte Steckdosen (Smart Plugs)?

Smart Plugs sind vernetzte Steckdosen, die den über sie bezogenen Strom nicht nur messen, sondern diese Info auch weitergeben können – dadurch kann man seinen Stromverbrauch dann z. B. in einer App tracken. Macht man Smart Plugs aber – ebenfalls via Apps – mit der Steuereinheit eines Balkonkraftwerk-Speichers bekannt, dann ist es möglich, die Menge an Strom, die ins Hausnetz eingespeist wird, an den aktuellen Verbrauch anzupassen. Oder nachts, wenn gar keine Sonne scheint, gerade so viel gespeicherten Sonnenstrom aus der Batterie zu ziehen, wie gerade benötigt wird.

Wer ohne Smart Plugs oder Smart Meter unterwegs ist, der muss sich nämlich damit zufrieden geben, dass er oder sie per App einstellt, dass z. B. von 19 Uhr bis 23 Uhr kontinuierlich 600 Watt aus dem Solarspeicher ins Haus wandern. Kann sein, dass man die nutzt, während des Kochens oder beim abendlichen Bügeln und Netflix-Streaming – sicher ist das aber nicht.

Was tun, wenn zu viel Strom produziert wird

Ein Beispiel: Man stellt sein Balkonkraftwerk mit Speicher so ein, dass untertags 200 Watt permanent ins Hausnetz fliesen, um damit die sogenannte Grundlast, die durch Kühlschrank, Router & Co. verursacht wird, zu decken. Der Rest wandert in den Solar-Akku. Schaltet man dann, mittags um 13 Uhr, den Fön an, dann wird im Haus oder der Wohnung plötzlich und kurzzeitig mehr Strom verbraucht. Und zwar normaler Strom, der Geld kostet. Bei gutem Wetter wären aber, je nach der Power des Balkonkraftwerks, vielleicht die vollen, erlaubten 800 Watt Sonnenstrom verfügbar. Problem: Ein nicht vernetztes, nicht smartes System weiß ja nicht, dass kurzfristig mehr Strom gebraucht wird. Es kann also gar nicht reagieren.

Smarte Steckdosen können an dieser Stelle eine Abhilfe schaffen. Sie erkennen den Stromverbrauch durch den Fön, geben die Info weiter und sorgen so dafür, dass nun 800 Watt ins Hausnetz strömen. Allerdings sollte nicht unerwähnt bleiben: Smart Plugs gibt es nicht gratis – zumal es schon einen ganzen Schwung davon braucht, möchte man alle Verbraucher damit ausstatten. Die Smartifizierung hat also ihren Preis.

Zudem hängt die Effizienz eines solchen, auf Smart Plugs aufgebauten Systems auch davon ab, wie schnell die Steckdosen der Verbrauch übermitteln und wie rasch der Balkonkraftwerk-Speicher reagiert. Wenn da etliche Sekunden Verzögerung zusammenkommen – was durchaus realistisch ist –, dann werden kurzzeitige Stromspitzen, wie sie Fön, Mixer, Mikrowelle und Co. verursachen nur unzureichend aufgefangen. Sinnvoll könnte also eher sein, große Verbraucher wie Spülmaschine, Gaming-PC oder Trockner mit Smart Plugs auszustatten, aber nicht jede x-beliebige Stockdose im kompletten Haus ins System einzubinden.

Wie erwähnt, ergibt so ein System tagsüber aber nur dann richtig Sinn, wenn der Akku zum Balkonkraftwerk auch den besagten Bypass beherrscht, also einen Teil des Stroms in das Netz vom Haus oder der Wohnung einspeisen kann, während der Rest des Solarstroms den Akku füllt. In den Stunden ohne Sonnenschein, aber mit vollem Akku ist das nicht nötig. Hier würden Smart Plugs genügen, um dynamisch auf den Stromverbrauch zu reagieren, da der Solarspeicher ja ohnehin im Abgeben-Modus ist.

Smart Meter: Was ist das?

Es gibt, je nach Art des Stromzählers im Haus und den DIY-Fertigkeiten seiner Besitzer verschieden komplexe Möglichkeiten, den Stromverbrauch dynamisch zu messen und dann darauf zu reagieren. Beispielsweise mit Tasmota IR Lesekopf, OpenDTU-Einheit und dem Smart Micro Solar Controller – dafür gibt es findige Lösungen, gute Software und hilfreiche Quellen im Internet. Aber: Das sind eben keine fertigen Plug & Play-Systeme, die man ohne ein Interesse für die Thematik in fünf Minuten installiert hat. Wer ohne großes zeitliches Investment eine höhere Eigenverbrauchsquote anstrebt, für den ist eine intelligente Netzeinrichtung, also ein Smart Meter, das Mittel der Wahl.

Smart Meter werden am Schaltschrank angebracht, messen den Stromverbrauch über alle drei Phasen im gesamten Hausnetz und sind somit die perfekte Basis, um dynamisch auf den Verbrauch reagieren und so eine Nulleinspeisung realisieren zu können. Smart Meter wie der Shelly 3EM oder das Äuqivalent von Anker müssen aufgrund der Sicherheitsbestimmungen beim Arbeiten mit Strom allerdings von einem Profi installiert werden. Ist genügend Platz im Schaltkasten, dann ist die Installation in unter einer Stunde erledigt sind. Die Kosten für diese Dienstleistung bleiben also in einem gewissen Rahmen.

So ein Smart Meter kommt meist mit drei Messklemmen daher, die an allen drei Hauptadern im Hausnetz angelegt werden. Nach der händischen Installation folgt die Bekanntmachung mit Wechselrichter, Ladecontroller und Speicher – und zwar per WiFi. Wie das im Einzelnen funktioniert, hängt vom jeweiligen Hersteller und dessen App ab, im Durchschnitt lässt sich so ein System aber mit überschaubarem zeitlichen Aufwand installieren und sorgt dann dafür, dass die jeweils gerade benötigte Menge an (gespeichertem) Solarstrom sofort eingespeist wird.

Balkonkraftwerk mit Speicher: Batterie-Technologie und Nachhaltigkeit

Alle namhaften Hersteller von Balkonkraftwerkspeichern – von EcoFlow bis Jackery, von Growatt bis Anker – setzten derzeit auf sogenannte Lithium-Eisenphosphat-Akkus, kurz LiFePO4. Dabei handelt es sich um eine spezielle Form von Lithium-Ionen-Akkus, dieser Begriff ist dank Smartphones, Kopfhörern und Co. bereits in aller Munde. Die moderne Lithium-Eisenphosphat-Variante zeichnet sich durch eine hohe Zyklenfestigkeit aus, sie kann also sehr oft aufgeladen und entladen werden bevor die Speicherkapazität spürbar zurückgeht. Nach 6.000 bis 8.000 Zyklen sind meist noch 70 bis 80 Prozent des Speichers nutzbar. Das führt bei einer Nutzung als Solarbatterie zu einer erwartbaren Lebenszeit von rund 20 Jahren.

Übrigens: Aktuell profitieren nicht nur Solarmodule oder Wechselrichter von der indirekten Bundesförderung durch den Wegfall der Mehrwertsteuer, sondern auch Stromspeicher. Bei Kosten von 500 bis zu 2000 Euro (oder mehr, je nach Anzahl der Zusatzakkus) kommt man da schnell auf auch durchaus relevante Einsparsummen.

Nicht unkritisch ist der Temperaturbereich, in dem LiFePO4-Speicher am besten ihren Dienst verrichten, denn unter 5 Grad wird das Laden des Akkus kritisch, unter Umständen kann dieser sogar dauerhaft beschädigt werden. Deshalb haben viele der namhaften Systeme ein Heizelement verbaut, das automatisch anspringt, wenn es der Batterie zu kalt wird. Natürlich wird dafür auch ein (kleiner) Teil der gespeicherten Energie verwendet.

Wer sich für ein günstigeres System ohne Heizung entscheidet, der sollte darauf achten, dass der Balkonkraftwerkspeicher in einem Schuppen untergebracht ist, in dem es nie kälter als 5 Grad wird. Oder er parkt den Speicher gleich im bewohnten Bereich von Haus oder Wohnung, was dank spezieller MC4-Flachkabel zur Fensterdurchführung ebenfalls möglich ist.

Ökobilanz des eines Stromspeichers für Balkonkraftwerke

Vor allem den Akkus von E-Autos hing jahrelang das Vorurteil nach, dass sie bei der Herstellung enorm viele CO2-Äquivalente verursachen – das lag zum einen an falsch interpretierten Studienergebnissen, zum anderen hat die mit großem Aufwand betriebene Batterieforschung für viele Verbesserungen gesorgt.

Natürlich ist nicht von der Hand zu weisen, dass bei der Herstellung von Batterien (für z. B. Balkonkraftwerke) Ressourcen verbraucht werden, dass darunter seltene und problembehaftete Elemente wie Lithium sind und dass auch beim Thema Akku-Recycling noch viel Luft nach oben ist. Dennoch schlägt die Bilanz mittlerweile ganz klar auf die richtige Seite aus.

Aktuelle Studien gehen von Kosten von 125 bis 200 CO₂-Äquivalenten pro kWh an Kapazität bei der Produktion moderner Lithium-Ionen-Akkus aus. Rechnet man das in Anbetracht auf die Lebensdauer auf die einzelne Kilowattstunde Strom herunter, landet man bei einem CO₂-Fußabdruck von rund 40 bis 80g pro kWh. Der ganz normale Strom vom Energieversorger kommt laut Umweltbundesamt derweil auf über 400g pro kWh! (Stand 2022)

Natürlich ergibt es aus ökologischer Sicht auch schon Sinn, viel überschüssigen Strom ins allgemeine Stromnetz einzuspeisen. Gleichzeitig ist es nachvollziehbar, dass Besitzerinnen und Besitzer mithilfe einer möglichst hohen Eigenverbrauchsquote nicht nur Gutes tun, sondern auch bares Geld sparen möchten. Und für die gilt: Wer seinen Speicher fürs Balkonkraftwerk über Jahre hinweg fleißig nutzt, der hilft der Umwelt also weit mehr als er ihr schadet.

Balkonkraftwerk mit Speicher – die Vorteile

• Erhöht die Eigenverbrauchsquote, weil Solarstrom auch für die Abendstunden gespeichert und nicht mehr nur sofort verbraucht werden kann
• Generell mehr CO2-Einsparung und damit mehr Klimaschutz
• Es gibt verbraucherfreundliche, einfach installierte Plug-and-Play-Systeme
• Manche Solarspeicher sind notstromtauglich
• Voraussichtlich steigende Strompreise erhöhen die Rentabilität
• Viele Systeme sind mit Zusatz-Speicherblöcken erweiterbar
• Balkonkraftwerk-Speicher der zweiten und dritten Generation werden immer smarter, sind z. B. auch mit dynamischen Stromtarifen kombinierbar

Balkonkraftwerk mit Speicher – die Nachteile

• Aktuell noch recht hohe Anschaffungskosten im Vergleich zum Balkonkraftwerk
• Längere Amortisationsdauer als beim reinen Balkonkraftwerk
• Ressourcenverbrauch bei der Herstellung
• Selbst moderne LiFePO4-Speicher werden mit den Jahren etwas weniger leistungsfähig
• Sehen schicker aus als nackte Batterieblöcke, nehmen aber trotzdem (Balkon-) Platz weg