Balkonkraftwerke

Solarwechselrichter und Kontrollsysteme

Der Mikrowechselrichter (auch Micro-Wechselrichter oder Modulwechselrichter) als Herz der Solaranlage wandelt den durch die Solarpanels produzierten Gleichstrom in Haushalts-Wechselstrom um. Zentrale Eigenschaften sind die maximale Leistung, die Schutzfunktionen und der Wirkungsgrad.

Der Begriff dient im großen Feld der Solarwechselrichter der Abgrenzung zu den Konzepten String-Wechselrichter, worunter Solarwechselrichter für größere Anlagen mit mehreren in Reihe verschalteten Modulen verstanden werden, und Hybrid-Wechselrichter, welche die Funktionen von Einspeisewechselrichtern und Batteriewechselrichtern vereinen, also eine Einspeisung in das Stromnetz und eine Speicherung der Energie in einem Akkumulator ermöglichen. Letztere werden am häufigsten als Batteriespeicher oder Heimspeicher bezeichnet.

Am häufigsten verwendet werden bei Balkonkraftwerken Wechselrichter mit 300W maximaler Ausgangsleistung und einem Eingangskanal und solche mit zwei Eingangskanälen und 600W Ausgangsleistung. Die Begrenzung auf maximal 600 Watt hat dem Konzept Balkonkraftwerk auch die alternativen Bezeichnungen Mini-PV-Anlage und Mini-Solaranlage eingebracht. Für Kleinstanlagen mit maximal genau diesem Wert gelten vereinfachte Installations-, Genehmigungs- und Anmeldungsvorschriften.

Kontrollsysteme für die Leistungswerteinsicht und -aufzeichnung können in den Wechselrichter integriert sein oder als optional erhältliches Zubehörteil vorliegen und eine Auslesung entweder über eine App via Bluetooth oder einen simplen Monitor ermöglichen.

Die Solarpanels

Bei den verwendeten Solarpanels handelt es sich überwiegend um monokristalline PV-Module in Full-Black-Ausführung. Monokristalline Solarzellen sind teurer als polykristalline, aber auch bedeutend leistungsfähiger.

Full Black bedeutet einfach, dass die meisten Komponenten schwarz sind, was vor allem die Optik aufwertet und auch zugunsten der Nachbarschaft Reflektionen verhindert. Verbaute Solarzellen sind in den meisten Fällen auch bei nicht Full-Black-Modulen mit beispielsweise silberfarbenem Rahmen geschwärzt, um die Lichtabsorption und damit die Effizienz der Solarpaneele zu erhöhen.

Da es sich bei Wp-Werten um Leistungsdaten unter optimalen Bedingungen handelt und auch in beiden Umwandlungsschritten Verluste stattfinden, werden in der Regel Solarmodule mit einer gemeinsamen Gesamtleistung von 1,1x bis 1,3x der maximalen Ausgangsleistung des Wechselrichters angeschlossen. Die Spanne auf dem Markt reicht von 330 bis 410 Watt Peak (Wp) maximaler Leistung pro Solarmodul.

Bei der Passungsklärung zwischen Solarmodulen und Solarwechselrichter sind vor allem abzugleichen:

• Die Angaben zu Nennstrom (Impp) und Kurzschlussstrom (Isc) in Ampere (A) und
• Die Leerlaufspannung (Uoc) des Solarmoduls mit der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters in Volt (V).

Die Verbindung zwischen Mikrowechselrichter und Solarmodulen geschieht in den meisten Fällen über das besonders einfach zu nutzende Stecksystem MC4, das sich zum globalen Branchenstandard entwickelt hat.

Anschlusskabel und Montagesets

Als Anschlusskabel zwischen Wechselrichter und Hausstromnetz stehen Nutzern zwei Optionen zur Verfügung:

Am häufigsten verwendet werden Kabel von Betteri BC01 (Ausgangsbuchse der meisten Modulwechselrichter) auf einen haushaltsüblichen chutzkontakt-SteckerS, für den in vielen Haushalten auch bereits in Außenbereichen passende Steckdosen zur Verfügung stehen.

Von der einfachen und direkten Anschlussmöglichkeit an das Haus- oder Wohnungsstromnetz rühren auch die alternativen Bezeichnungen Stecker-Solaranlage und Stecker-Solargerät her.

Die zweite Option ist die Nutzung des SWieland-Stecker-SystemsS. Die dazu passende Wieland-Steckdose steht in den wenigsten Haushalten zur Verfügung und muss durch einen Elektriker installiert werden.

Manche Anbieter von Balkonkraftwerken liefern direkt Montagesets im Paket mit oder bieten solchen gegen einen Aufpreis als optionales Zubehör an. Am häufigsten anzutreffen sind einfache, günstige Lösungen zum Verschrauben der Solarmodule an Stangengeländern auf Balkonen (Gitterbalkon), Schaubsysteme für die Wandmontage und oft bedeutend teurere Stellsysteme zur Bodenmontage.

Lösungen aller Varianten können winkelverstellbar gestaltet sein. Dies erlaubt dem Nutzer, die Ausrichtung der Solarpanels für eine optimale Ausbeute der Sonnenergie anzupassen. Für eine optimale Ausbeute sollten die Solarpanels möglichst zum einen nach Süden ausgerichtet werden ? wobei auch mit südwestlicher oder südöstlicher Ausrichtung nur geringe Leistungseinbußen zu erwarten sind ? zum anderen möglichst senkrecht zur Sonneneinstrahlung geneigt. Letzteres bedeutet in der Praxis hierzulande sehr grob einen Neigungswinkel zwischen 20 und 40 Grad.