Warum brauchen Balkonkraftwerke eine Steckdose?

Balkonkraftwerke bestehen aus Solarmodulen und einem Wechselrichter. In der Regel können diese Steckeranlagen keinen sogenannten Inselbetrieb, d.h. die Erzeugung kann nicht direkt genutzt werden, um zum Beispiel ein Elektrogerät damit zu versorgen - ohne vorher über das 230V Stromnetz zu gehen. Dieser Beitrag erklärt, warum dies so ist und welche Möglichkeiten es dennoch gibt.

In der Nachbarschaft existiert ein relativ großer Teich. Der Besitzer fragte eines Tages, ob er nicht ein Balkonkraftwerk nutzen könne, um die Teichpumpe damit zu betreiben. Leider geht dies nicht mit den üblichen Systemen, obwohl man sich ja vorstellen könnte, dass man einen Mehrfachstecker nutzt, bei dem man sowohl das Balkonkraftwerk - als auch die Teichpumpe anschließt. 

Dem Wechselrichter fehlt die Netzfrequenz

Die Solarmodule erzeugen zunächst Gleichstrom, welcher durch den Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Der Unterschied zwischen Gleichstrom, bei dem auf dem einen Kabel immer "Plus" und auf dem anderen immer "Minus" vorkommt, ist, dass, bei Wechselstrom ständig zwischen Plus und Minus getauscht wird. Dies geschieht ca. 50-mal pro Sekunde. Der Wechselrichter benötigt einen Netzanschluss, damit er davon den Takt bekommt (die 50 Hertz) ist dieser Takt vorhanden, dann wird der von den Solarmodulen gelieferte Strom auch tatsächlich nutzbar als Wechselstrom am Stecker.

Es ist Teil der Schutzfunktion vor Stromschlägen, dass die in Deutschland zugelassenen Wechselrichter immer das Stromnetz als Taktgeber benötigen, da nur so wirklich sichergestellt werden kann, dass man keinen Stromschlag bekommt, wenn man an den Stecker greift. 

Mit einem klassischen Wechselrichter eines Balkonkraftwerks kann somit kein 230 Volt Elektrogerät direkt betrieben werden. Es muss immer an das Stromnetz angeschlossen werden, damit man den erzeugten Strom auch wirklich nutzen kann. 

Inselanlagen - Trennung vom Stromnetz 

Sogenannte OffGrid-Lösungen liefern die Möglichkeit, ein 230V Gerät direkt mit Strom zu versorgen. Die Teichpumpe könnte so mit Solarstrom betrieben werde. Diese Alternative kommt immer dann zum Einsatz, wenn das Elektrogerät nicht in der Lage ist, mit Gleichstrom betrieben zu werden. Einige Geräte bieten diese Möglichkeit im Outdoor-Bereich tatsächlich, der entsprechende Anschluss nennt sich dann meist Solar-Anschluss. Mit Solar-Anschluss wird jedoch auch kein Wechselrichter mehr benötigt, da die Solarmodule direkt mit dem Gerät verbunden werden.

Andere Geräte, die diese Möglichkeit nicht haben, benötigen einen Spannungswandler, welcher für die 230V sorgt (und Wechselstrom).  Überwiegend nutzt man einen Speicher/Batterie zur Pufferung, da die wenigsten Geräte es mögen, wenn zum Beispiel plötzlich weniger Spannung (und Leistung) vorhanden ist, weil eine Wolke am Himmel auftaucht.

Der Nachteil dieser Lösungen ist, dass die Elektrogeräte, die dadurch mit Strom versorgt werden sollen, auch nur dann Strom bekommen, wenn entweder die Sonne scheint oder die Batterie noch Ladung hat.

Im nächsten Corrently-Newsletter wird es einen Beitrag von Björn geben, der auf einer abgelegenen Hütte im Wald (ohne Stromanschluss) im Winter lernen durfte, dass es auch über Tage Schnee geben kann. 

Die kleine Lösung ist "hybrid"

Nimmt man eine Powerstation, so kann man zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen, denn diese Geräte haben einen Eingang direkt für die Solarmodule, einen Speicher und - sollte Schnee liegen - kann man diese zur Not auch aus dem "normalen" Stromnetz laden. Der Nachteil hier ist, dass diese Geräte nicht gerade billig sind.