2023: Nulleinspeisung für Warmwasser
Energie mit meiner Solaranlage erzeugen und dann verschenken? Genau das habe ich mit meinem Überschuss bis jetzt gemacht. Eine Lösung für die Verwendung musste her. Die habe ich in Form eines Produktes der Firma Technische Alternative gefunden. Mit dem ATON von diesem Unternehmen kann man überschüssige Solarleistung zur Erwärmung von Brauch- oder Heizwasser nutzen. Dazu installiert man einen Zähler, der merkt, wenn Energie ins Netz eingespeist wird anstatt welche zu beziehen.
Die Einspeiseleistung wird per Funk an einen Heizstab übertragen, der dann exakt die eingespeiste Energie verheizt und so für eine Nulleinspeisung sorgt. Es gibt zwar einige andere Hersteller, die ähnliche Geräte entwickelt haben. Bei der Lösung mit ATON hat mir aber die simple Installation und die stufenlose Regelung von 0 bis 3 kW auf Anhieb gefallen. Zusammen mit der Möglichkeit das ganze einfach in die Hausautomation zu intregrieren, gab es für mich keine wirkliche Alternative.
Meine Heizung voen Viessmann hat im Brauchwasserspeicher (Vitocell 100) eine Serviceöffnung, bei der man den Deckel gegen einen zum Heizstab passenden Flansch tauschen kann, dessen Gewinde genau zum Heizstab passt. In meiner Verteilung war außerdem noch ausreichend Platz für den zugehörigen Zähler. Bei eBay finde ich zufällig einen ATON zu einem unschlagbaren Preis. Den bestelle ich und schon ein paar Tage später ist alles eingebaut.
Natürlich habe ich den ATON auch gleich in meine Smarthome-Steuerung integrieren. Mit einem kleinen Skript in IP-Symcon kann ich jetzt alle Stromflüsse in meiner Haussteuerung visualisieren und bei Bedarf auch eingreifen.
2024: Grüße aus Dänemark
Bei einem dänischen Elektroversender finde ich Solarmodule von Jolywood. N-Typ, Glas/Glas und bifazial, absolut Stand der Technik im Jahr 2023. Die Größe passt auch hervorragend um das Vordach meiner Kellertreppe durch ein Solarmodul zu erstzen. Bis jetzt haben mich immer die Versandkosten für den Speditionsversand gestört, unter 150 Euro war da meistens nicht viel zu machen. In diesem Onlineshop stand aber deutlich versandkostenfrei bei dem Solarmodulen. Ich habe spaßeshalber 2 Stück zu je 77 Euro bestellt und nicht damit gerechnet, das die Module auch tatsächlich versandkostenfrei geliefert werden. Dänen stehen aber zu ihrem Wort. Obwohl das versandkostenfrei am Tag nach meiner Bestellung nicht mehr im Shop erwähnt wurde, kamen die Module knapp 2 Wochen später bei mir an. Mit einem Modul habe ich wie geplant meinen Kellerabgang überdacht, das andere habe ich erst einmal einfach auf den Balkon gestellt. Beides nicht annähernd ideale Positionen für eine gute Solarernte, die Sonne scheint erst am Nachmittag auf die Module und das auch nur für ein paar Stunden. Die Akkus sind damit aber garantiert abends voll und die solare Autarkie wurde noch ein wenig nach hinten ausgedehnt.
2025: Mein Freund der Baum…
Nach einem jahrelangen (Rechts)-Streit mit meinen Nachbarn um einen Baum, musste ich schweren Herzens im Frühjahr den einzigen großen Schattenspender im Südwesten meines Grundstücks fällen. Einzig positiver Aspekt: Die Sonne knallt jetzt ab dem frühen vormittag auf das Balkongeländer. Da müssen jetzt dringend ein paar Solarmodul dran. An den knapp 6 Meter breiten Balkon passen wunderbar drei Standardmodule (zurzeit 1,75 m x 1,15 m). Nach unten stehen die nur eine handbreit über, das sollte passen. Inzwischen sind die Versandkosten deutlich geringer und die Solarmodule liegen im Winter wie Blei in den Lägern. Ich bezahle für die drei Solarmodule inklusive Versand nur 235 Euro, ein echter Schnapper. Die Aufhängung löse ich auch sehr simpel, einfach an jedes Modul zwei „Balkongeländerhaken“ von Ebay aus Edelstahl geschraubt und die Module ans Geländer gehängt. Die Unterseite soll auch noch befestigt werden, das hat aber noch Zeit bis sich die ersten Herbststürme ankündigen. Nur über das Geländer geworfen reicht das Gewicht der Solarmodule, damit sie auch bei gut 6 Windstärken nicht klappern. 
Inzwischen habe ich alle möglichen und unmögliche Stellen des Hauses mit Solarmodulen versehen und sogar meine Frau hat sich so langsam mit meiner Solarsucht abgefunden. In Summe haben alle Module eine theoretische Peakleistung von gut 3,5 kW und werden je nach Bedarf über meine Hausautomation per Relais so zusammengeschaltet, dass der 600-Watt-Wechselrichter so lange wie möglich am Maximum läuft. Die restlichen Module laden die 12-Volt Akkus auf. Aus den ursprünglichen 3 Stück 100 Ah Bleiakkus sind inzwischen 2 Stück 100 Ah LiFePo4-Akkus geworden. Die speichern unterm Strich mehr sind deutlich länger haltbar und nicht ganz so mimosig wie die Blei-Kollegen. Mein erster Kauf war ein Renogy-Akku mit einem Super BMS, das den Akku vor Laden/Entladen bei zu niedrigen Temperaturen schützt und sich per Bluetooth auslesen läßt. Das bereue ich inzwischen, da die notwendige App nach dem ersten Update meine Akkugeneration nicht mehr unterstützt und der Support des Herstellers anscheinend keine Lust hat eine Lösung zu finden. Der nächste Akku ist dann ein Power Queen 12V 100 Ah Niedertemperatur LiFePO4 geworden, der auch eine Niedrigtemperatur-Schutzfunktion hat, aber keine App mehr benötigt. den Ladezustand messe ich über einen simplen China-Batteriemonitor von Junteks (KL-F), der zwar auch per Bluetooth und App Auskunft gibt, aber zusätzlich eine RS485-(Modbus)-Schnittstelle hat, die ich direkt mit IP-Symcon auslesen und steuern kann, ohne von einem chinesischen Server oder einer proprietären App abhängig zu sein.
2025 neue Spielregeln für Balkonkraftwerke
Inzwischen sind Wechselrichter mit einer Leistung von bis zu 800 VA erlaubt, der Haken an der Sache ist, das damit auch die maximale Leistung der Solargeneratoren auf 2 kWp begrenzt worden ist. Mein Overpaneling funktioniert zwar sehr gut und die Steuerung ist ausgereift, bei einem neuen 800-VA-Wechselrichter muss ich die Eingangsleistung aus meinen Panels aber begrenzen, wenn ich im legalen Bereich bleiben möchte. Die Leistung des Wechselrichters zu erhöhen ist aber sinnvoll, da ich dadurch mehr Energie für die Warnwasserbereitung zur Verfügung habe. Schon mit dem kleinen 600-VA-Wechselrichter konnte ich knapp 4 Monate lang Warmwasser erzeugen und die Gasheizung dabei abgestellt lassen. Das Problem ließ sich aber recht einfach lösen: die Wechselrichter von Hoymiles lassen sich inzwischen auf der Ausgangsseite auf 800 VA begrenzen. Dadurch ist es egal, ob die Leistung komplett aus einem MPPT-Eingang oder aus mehreren kommt. Den Wechselrichter haben ich durch einen Hoymiles HMS-2000-4T ersetzt, der auf die maximal erlaubte Leistung begrenzt ist. An die Eingänge schalte ich per Relais meine Solarmodule, bis der Wechselrichter die maximale Leistung erreicht, das ganze aber begrenzt auf 2 kWp Eingangsleistung aus den Solarmodulen. Möglich ist das Ganze, da ich insgesamt 7 Solarmodulgruppen mit verschiedenen Ausrichtungen habe, die mit einzelnen Leitungen in die Solarverteilung geführt werden. Bis auf die drei Balkonmodule haben alle anderen so passende elektrische Daten, dass ich sie beliebig zusammenschalten kann. Die Balkonmodule werden auf einen MPPT-Eingang geschaltet, die anderen drei Eingänge teilen sich die anderen Solarmodule in passenden Kombinationen. Die Logik dazu ist in meinem Smarthome-System IP-Symcon schnell programmiert.
Mehr 12 Volt-Nutzung
Die Module, die nicht an den Wechselrichter geschaltet sind, laden über die vier 20-Ampere-Laderegler die beiden Akkus auf. Die sind natürlich inzwischen recht schnell voll aufgeladen und die Entladung über die LED-Beleuchtung fordert sie auch nicht richtig heraus. Zumal im Sommer, wo naturgemäß die meiste Solarenergie zur Verfügung steht, am wenigsten Licht benötigt wird. Ein paar neue Verbraucher auf der 12-Volt-Seite wären also nicht schlecht, am besten auch mit dauerhaft etwas mehr Leistungshunger. Die Lösung habe ich in meinem Server-Rack gefunden. Dort läuft sowieso schon viel mit 12-Volt (Fritzbox, Switch, Firewall). Die Verbraucher mit 5-Volt-Bedarf lassen sich recht effizient mit einem Stepdown-Regler versorgen. Als experimentierfreudiger Smarthome-Besitzer kommt auch auf der 5-Volt-Seite einiges zusammen. Einziges Problem an der Versorgung der IT-Infrastruktur war bis jetzt die Umschaltung der 12-Volt-Insel auf eine Versorgung aus dem zentralen Trafo. Bei Beleuchtung ist das kein Problem, bei Computern und deren Peripherie ist einfach hart den Stewcker rausziehen und woander wieder einzustecken keine gute Idee. Die Lösung dafür ist aber zum Glück auch nicht so aufwendig, Ich habe mir eine 12-Volt-USV besorgt die am Ende der Akku-Kapazität schnell genug einspringt um den Weiterbetrieb des Servers sicherzustellen und ein ausreichendes Zeitfenster zur Verfügung stellt, um die Umschaltung durchzuführen. Die Geräte, die ich jetzt aus meinem 12-Volt-Netz versorge haben eine Leistungsaufname von ca. 35 Watt. Zusammen mit der Beleuchtung werden jetzt ungefähr 25 % meines Grundlast aus dem 12Volt-Netz gedeckt. Ich werde das jetzt erst einmal einen Winter lang beobachten. Theoretisch sollte die Leistung meiner Solarmodule ausreichend sein um im Durchschnitt auch im Winter mein 12-Volt-Netz autark zu nutzen. Einzig die Batteriekapazität könnte etwas knapp werden. Mit dem zur Verfügung stehenden gut 2 kWh Speicherleistung, kann das 12-Volt-Netz ungefähr 2 Tage ohne nachladen sicher laufen. Aber norddeutsche Winter können lang und dunkel sein…
Wie geht es weiter?
Geplant ist die Speicherkapazität noch weiter auszubauen, wenn die Leistung der Solarmodule auch im Winter sicher ausreichend ist. Dann könnte ich auch noch an die beiden Servern ein 12-Volt-Netzteil anbauen. damit wären dann gut 2/3 meiner Grundlast im 12-Volt-Netz. Mehr ist sinnvoll nicht zu bewerkstelligen.
Die Generatorseite ist dagegen schon fast ausgereizt. Vielleicht kann ich noch ein weiteres Modul auf dem Dach anbringen, danach ist nur noch Repowering möglich, also meine alten Module durch neue leistungsfähigere mit geringerem Platzbedarf zu ersetzen. Davon halte wenig, da meine guten alten Module sicher noch 20 Jahre halten werden, bevor ich sie als Sondermüll entsorgen muss.
Interessant wäre sicherlich auch eine Nachteinspeisung, um die Grundlast zu verkleinern oder ganz zu nullen. Theoretisch wäre das relativ einfach mit einem Stepup-Regler und Open-DTU möglich, praktisch gibt es dabei aber einige unsinnige rechtliche Hürden. Wenn ich mir aber so den Markt für Balkonkraftwerk-Speicher ansehe, die zurzeit wohl überwiegend nicht ganz legal betrieben werden, wird sich der Gesetzgeber damit trotz aller aktuellen Probleme demnächst beschäftigen müssen.