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Ausfall des Balkonkraftwerks im Winter: Reparatur und vorbeugende Maßnahmen

Der Ausfall des Balkonkraftwerks im Winter ist mehr als nur ärgerlich. Er sorgt dafür, dass kein eigener Strom produziert und teurer Netzstrom bezogen werden muss. Dabei gibt es Möglichkeiten zur Prävention.

Aufstieg der Balkonkraftwerke und ihre Bedeutung für die Energiewende

Was viele längst wissen: Der Trend geht zu Balkonkraftwerken! Im August 2023 waren bereits rund 300.000 dieser Anlagen bei der Bundesnetzagentur gemeldet, was gegenüber dem Dezember 2022 ein Plus von 200.000 Anlagen bedeutet. Die Dunkelziffer der Anlagen, die zwar betrieben werden, jedoch nicht gemeldet worden sind, dürfte um einiges höher sein. Pro 100.000 Einwohner gibt es in Hessen die meisten Mini-PV-Anlagen, in Brandenburg, Bremen, Hamburg und im Saarland die wenigsten. Doch auch in diesen Bundesländern ist der Trend nach oben erkennbar. Hilfreich dürften in dem Zusammenhang die geplanten Neuregelungen zum kommenden Jahr 2024 sein, die eine Vereinfachung der häuslichen Stromproduktion vorsehen.

Allerdings wird die Bedeutung der Balkonkraftwerke für das Erreichen der deutschen Klimaziele überschätzt. Die Gesamtleistung aller Anlagen, die derzeit angemeldet sind, beläuft sich auf rund 170 Gigawattstunden im Jahr. Dem gegenüber steht der allgemeine deutsche Stromverbrauch von 550 Terrawattstunden im Jahr. Mini-Balkonanlagen machen demzufolge nur rund 0,03 Prozent des Strombedarfs aus. Anders sieht es aus, wenn auch die großen Anlagen auf dem Dach dazugerechnet werden. Dann liegt die Deckung des Strombedarfs durch diese Anlagen schon bei rund 5,3 Prozent. Und da jede Unterstützung im Kampf gegen den Klimawandel wichtig ist, zählt jedes Prozent! Private Photovoltaikanlagen sind damit durchaus in der Lage, zumindest einen Anteil des hohen deutschen Strombedarfs zu decken. Umso ärgerlicher ist es, wenn es zu einem Ausfall des Balkonkraftwerks im Winter kommt. Doch bestimmte Vorbeugungsmaßnahmen können helfen, auch in der kalten Jahreszeit zuverlässig Strom zu produzieren.

Die wichtigsten Ursachen für den Ausfall von Balkonkraftwerken im Winter

Normalerweise stellt der Winter keine besondere Herausforderung für das Balkonkraftwerk dar, denn Frost kann dem Material nicht schaden und wirkt weder auf die Solarmodule noch auf den Wechselrichter negativ. Im Gegenteil: Die Kälte kann sogar dazu beitragen, den Wirkungsgrad der Module höher ausfallen zu lassen. Grund ist das darin befindliche Silizium. Dennoch kann Frost zu einer Beeinträchtigung des Systems führen, da viele Komponenten der Anlage bei Temperaturen unter 0 °C weniger gut und zuverlässig arbeiten. Niedrige Temperaturen lassen die Leerlaufspannung ansteigen, sodass die maximal zulässige Eingangsspannung der Wechselrichter überschritten wird. Dies kann zu Beschädigungen an diesen führen.

Natürlich kann auch Schneefall Ursache dafür sein, dass die Balkonkraftwerksanlage keinen Strom produziert. Durch eine Schneedecke wird die Sonneneinstrahlung verringert, was sich direkt auf die Stromerzeugung auswirkt. Außerdem kann es zu ungleichmäßigen Einstrahlungseffekten kommen, die als Hot-Spot-Effekte bekannt sind und ebenfalls Schäden verursachen können.

Schnee stellt sich aber noch in weiterer Hinsicht als großes Problem dar: Er kann in die Kühlluftkanäle des Wechselrichters gelangen und dort zu Eis werden. Dies verstopft zum einen die Kanäle und kann auf diese Weise zu Beschädigungen durch Überhitzung führen. Zum anderen hat Eis ein hohes Gewicht und ist damit in der Lage, den Wechselrichter in seiner Position zu verändern oder sogar zum Umfallen zu bringen. Auch das kann für Schäden am Wechselrichter und damit für eine ausbleibende Stromproduktion sorgen.

ein balkonkraftwerk im winter sonnenkollektoren zur stromerzeugung im schnee auf einem balkon
Bild: 123RF/Astrid Gast

Behebung und Vorbeugung winterlicher Probleme am Balkonkraftwerk

Da die Temperaturen im Winter häufig längere Zeit unter dem Gefrierpunkt liegen, sollte das Balkonkraftwerk zusammen mit dem Wechselrichter möglichst dort aufgestellt werden, wo die Temperaturen innerhalb der empfohlenen Betriebstemperaturen liegen. Eine kältesichere Umgebung kann auch durch Aufstellen eines Frostschutzes für den Wechselrichter geschaffen werden, was allerdings regionsabhängig ist. In Gegenden, wo die Temperaturen nur nachts unter 0 °C absinken, müssen sicherlich andere Vorkehrungsmaßnahmen getroffen werden als dort, wo die Tagestemperaturen ebenfalls im Dauerfrostbereich liegen.

Ist die Leerlaufspannung des PV-Strings das Problem und meldet das System eine OV-DC-Alarm, muss schnell gehandelt werden: Das sofortige Ausschalten des DC-Schalters am Wechselrichter ist wichtig, außerdem muss die Anzahl der Solarmodule, die am PV-Strang anliegen, reduziert werden. Damit wird die zu hohe Spannung vom Wechselrichter genommen. Ist dieser allerdings schon beschädigt, hilft nur noch die professionelle Reparatur.

Um Schäden am Wechselrichter und an der PV-Anlage vorzubeugen, sind einige Aspekte zu befolgen. Die Prävention von Schäden kann unter anderem in der Behebung von Aufstellfehlern bestehen. Die Module und der Wechselrichter sollen an einem geschützten Ort stehen, der dennoch sonnenverwöhnt ist. Außerdem sind folgende Punkte zur Prävention wichtig:

  • Schnee von den Modulen entfernen
    Sammelt sich Schnee auf den Modulen oder in der PV-Anlage, muss dieser so schnell wie möglich entfernt werden. Ansonsten kann sich aus den Schneeansammlungen Eis bilden, welches zum einen ein hohes Gewicht hat, zum anderen die ausreichende Sonneneinstrahlung verhindert. Darüber hinaus kann Schmelzwasser ähnlich wie bei einer Straße zu Schäden führen: Es findet kleinste Lücken und läuft dort hinein. In der Nacht friert es und das gebildete Eis dehnt sich aus. Es kann zur Sprengung des Materials führen. Wichtig ist zudem, den Schnee auch vom Kühlluftauslass des Wechselrichters zu entfernen. Die Oberfläche desselben könnte ansonsten vereisen.
  • Installationen an die örtlichen Gegebenheiten anpassen
    Nicht nur, dass der richtige Anstellwinkel der Module für einen möglichst großen Stromertrag wichtig ist, spielt auch die Aufstellung des Wechselrichters eine Rolle. Außerdem sollte zwischen der Unterseite der Solarmodule und dem Boden ein gewisser Abstand eingehalten werden, damit sich kein Schnee dort sammeln kann. Damit wiederum lassen sich Verluste bei der Stromproduktion vermeiden.
  • Anbringen eines Ablenkblechs
    Soll der Wechselrichter auf einer Freifläche installiert werden, ist es ratsam, ein Ablenkblech anzubringen. Damit kann der Schnee weniger stark in die Kühlluftkanäle eindringen, was ein Blockieren des Wechselrichters verhindert. Zudem wird durch das Vermeiden des Schnees dafür gesorgt, dass kein zusätzliches Gewicht auf den Wechselrichter wirkt, welches diesen durch Umsturz beschädigen kann.

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