Solar-Energie vom Balkon

Gedanken und Fragen eines gewöhnlichen Menschen

Seit der Energiekrise kreisen sich viele unserer Gedanken und Gespräche um das Thema „wie können wir unabhängiger vom Strom-Netz werden, v.a. von ausländischen Quellen, und unsere Kosten senken?“ Da wir weder weite Felder besitzen (um Windkrafträder aufzustellen), noch einen Wasserfall in der Küche haben, bleibt uns nur noch die Solar-Energie, denn auf dem Balkon wäre noch Platz für ein Paar Solar-Zellen, so die naive Überlegung. Aber so teuer wie die Dinger noch sind, lohnt sich die Anschaffung für unsere kleine Familie? Und wie umweltfreundlich ist so eine Photovoltaik-Anlage (PV)?

In den letzten Jahren sind erneuerbare Energien für Privathaushalte immer zugänglicher geworden

und es steht eine breite Palette von Optionen zur Verfügung. Solarenergie ist eine der beliebtesten erneuerbaren Energielösungen für Privathaushalte, die Strom direkt von Dachmodulen oder Balkon (sowie indirekt über das Stromnetz) liefern kann. Rund 10% unseres Stromverbrauchs stammt mittlerweile von Einspeisungen aus Photovoltaikanlagen.

Wer ein eigenes Dach über den Kopf hat (sprich Eigenheim) denkt vielleicht mehr denn je darüber nach, ob eine Photovoltaik-Anlage sinnvoll sei. Und generell ist mit einer solchen Anlage angeblich 30% des Stromverbrauchs zu generieren. Eine mit einer Solar-Anlage „selbst gemachte“ solare Kilowattstunde kostet zwischen 6 und 11 Cent. Im Vergleich kostet die gleiche Kilowattstunde 37 Cent (Stand 2022), wenn sie aus der Steckdose, also aus dem öffentlichen Netz kommt. Das liest sich erstmal so, als müsste die Anschaffung einer PV-Anlage besser heute noch getätigt werden.

Solarenergie: eine erneuerbare Energiequelle

Im Grunde genommen handelt es sich bei der Solarenergie um den Prozess des Einfangens und Nutzens der Sonnenstrahlen zur Erzeugung von sauberem Strom. Solarmodule werden verwendet, um Sonnenlicht in Gleichstrom umzuwandeln, der dann in Wechselstrom umgewandelt werden kann, um ihn in Geräten und anderen elektronischen Geräten zu nutzen

Um besser zu verstehen, wie Solarenergie funktioniert, hilft es, sich vor Augen zu führen, wie Pflanzen Sonnenlicht absorbieren und in Nahrung umwandeln. Das gleiche Prinzip gilt für Photovoltaikzellen, aber anstatt Energie in Form von Nahrung zu speichern, speichern sie sie als elektrische Ladung. Ein typisches System für Privathaushalte besteht aus einer oder zwei großen Photovoltaikanlagen, die miteinander verbunden sind und dann an einen Wechselrichter angeschlossen. Der Wechselrichter wandelt den von den Solarzellen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der in meinem Haus oder Unternehmen verwendet werden kann.

Voraussetzungen für eine Photovoltaik-Anlage

Einige wichtige Überlegungen muss man vor der Anschaffung anstellen: Erstens bestimmt die Menge des verfügbaren Sonnenlichts in meiner Region die Größe und Effizienz der system, das ich installieren kann. Ist es oft grau (wie bei uns im Norden) und wird die Fläche von Bäumen beschattet (wie bei uns), dann kommt wahrscheinlich auch nicht viel Energie bei raus. Solar-Energie gibt es nur, wenn die Sonne auch scheint. Ich muss auch die Größe der für die Installation verfügbaren Fläche und die Energiemenge, die ich erzeugen will, berücksichtigen. Größere Balkone können mehr Solarmodule und Wechselrichter aufnehmen.

Für Photovoltaikanlagen werden Solarmodule und kompatible Wechselrichter benötigt, um den vom Sonnenlicht erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Außerdem benötige ich Verdrahtungskomponenten, um all diese Teile sicher miteinander zu verbinden, z. B. Kabel, Verteilerkästen und Unterbrecher, sowie Befestigungselemente für eine sichere Befestigung des Systems auf dem Balkon. Das ist eine Menge „Zeugs“, das die Ästhetik des Balkons beeinflusst.

Batteriespeicherung: warum eine PV-Anlage ohne sie nichts ist

Die Batteriespeicherung ist ein wichtiger Bestandteil jedes Solarenergiesystems. Mit Batterien kann ich den überschüssigen Strom, der tagsüber von meinen Photovoltaikmodulen erzeugt wird, speichern, so dass er bei Bedarf, z. B. in der Nacht oder an bewölkten Tagen, genutzt werden kann. Ohne Batteriespeicher muss der erzeugte Strom quasi sofort genutzt werde, sonst ist er Pfutsch. Die Herausforderung besteht darin, die geeignete Batteriegröße zu ermitteln (wird oft zu groß angeschafft) und die Kosten sind (noch) so hoch, dass es sich für Wenig-Strom-Verbraucher oft nicht lohnt.

Die Schattenseite von Solar-Energie: Lithiumbatterien

Lithiumbatterien sind eine Art von wiederaufladbaren Batterien, die häufig in Solarenergiesystemen verwendet werden. Sie sind für ihre hohe Energiedichte bekannt, was bedeutet, dass sie große Mengen an Strom speichern können, ohne zu viel Platz zu beanspruchen. Im Vergleich zu anderen Batterietypen wie Blei-Säure- und Nickel-Cadmium-Batterien haben Lithiumbatterien auch eine längere Lebensdauer und erfordern weniger Wartung im Laufe der Zeit. Außerdem sind sie im Allgemeinen leichter und leistungsfähiger als andere Batterietypen, was sie ideal für den Einsatz in tragbaren Geräten oder Fahrzeugen macht. Trotz ihrer vielen Vorteile sind Lithiumbatterien jedoch teurer als andere Batterietechnologien.

Obwohl Lithiumbatterien viele Vorteile bieten, können sie auch umweltschädlich sein. Lithium-Ionen-Batterien enthalten gefährliche Stoffe wie Kobalt, die in die Umwelt freigesetzt werden können, wenn sie nicht ordnungsgemäß recycelt werden. Bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien können auch große Mengen an Treibhausgasen entstehen, die zum Klimawandel und zur Luftverschmutzung beitragen. Außerdem ist die Gewinnung von Lithium aus seinem Erz wasserintensiv und kann in den Abbaugebieten Umweltschäden verursachen. Mein Kopf ist schon überfordert mit der Rechnung, ob eine kleine PV-Anlage für uns rentabel ist. Wenn nun sich herausstellt, dass die Solar-Energie durch die Batterien doch nicht so umweltfreundlich ist, dann kriege ich Kopfschmerzen und frage mich, ob ich gerade einer Milchmädchenrechnung hinterher renne?

Aber zurück zur Frage, ob die Anschaffung sich für uns finanziell lohnen würde

Die Rechnung, die ich gefunden habe geht so:

Kosten der Anlage plus

meine jährlichen Stromkosten (abzüglich grob 30%, bzw. Leistung der Anlage)

minus Einnahmen aus der Einspeisevergütung (das, was „der Staat“ bezahlt, wenn ich meinen überschüssigen Strom ins Stromnetz gebe, was lächerlich wenig geworden ist, nämlich zur Zeit etwas mehr als 6 Cent/KWh. Vor 15 Jahren bekam man über 57 Cent)

Diese Summe vergleiche ich mit meinen derzeit jährlichen Stromkosten.

Je höher der Verbrauch, umso mehr lohnt es sich.

Mit dem Unabhängigkeitsrechner der HTW Berlin kann ich meinen sogenannten „Autarkiegrad“ berechnen, der Leistung der PV-Anlage UND Stromspeicher-Kapazität berücksichtigt.

Es wird durch diese Rechnung auch ohne konkrete Zahlen ersichtlich, dass es Jahre dauern kann, bis sich eine Anlage rentiert (vor allem auf unserem schattigen Balkon!)

Ob es mit einer faltbaren solar Powerbank rechnerisch anders aussieht, das würde mich stark interessieren, sind doch die Anschaffungskosten viel niedriger. Wenn man aber mit der Leistung maximal einen Notebook und das Smartphone aufladen kann, ist die Anlage mit Anschaffungskosten von bspw. 1200 € wahrscheinlich schon kaputt, bevor es in 10 Jahren anfängt Geld einzusparen.

Das Thema ist so komplex und individuell, aber für uns gilt erstmal: günstigere preise abwarten. Oder, die Strompreise steigen weiter so rasant an… dann könnte es sich für uns alle früher lohnen, vorausgesetzt man hat Zugang zu einem unbewölktem Stück Himmel.