Warum nur 800 W die sichere Grenze für ein Balkonkraftwerk mit Speicher ist?
Immer mehr Haushalte in Deutschland setzen auf Balkonkraftwerke
Immer mehr Haushalte in Deutschland setzen auf Balkonkraftwerke zur nachhaltigen Stromerzeugung. Doch wie sicher sind diese Plug-in-Photovoltaiksysteme? Ein zentraler Aspekt ist die maximale Leistung von 800W – ein Wert, der nicht willkürlich gewählt wurde, sondern auf technischen und regulatorischen Grundlagen basiert.
Balkonkraftwerk warum nur 800w? Die gesetzlichen Vorgaben
Die maximale Leistung von 800W für Balkonkraftwerke ist in der VDE-AR-N 4105 klar definiert.
Laut Abschnitt 5.3.3 gilt: *"Erzeugungseinrichtungen mit einer Scheinleistung bis einschließlich 800 VA pro Außenleiter, die über Steckvorrichtungen nach DIN VDE 0100-551 angeschlossen sind, benötigen keine dynamische Netzstützung."*
Zudem erlaubt Abschnitt 6.1.1 eine vereinfachte Anmeldung: "Für Erzeugungseinrichtungen ≤800 VA genügt eine Anmeldung beim Netzbetreiber, sofern die Technischen Anschlussregeln (TAR) eingehalten werden." Diese Regelungen machen 800W zur praktischen Obergrenze für steckerfertige Solarsysteme.
Thermische Sicherheit: Loading…
Balkonkraftwerk Schuko Stecker und Erwärmung
Ein weiterer Grund für die maximale Leistung von 800W liegt in der thermischen Belastbarkeit von Schuko-Steckern. Labortests zeigen: •Bei 800W (ca. 3,5A) erwärmt sich der Stecker auf 38–42°C (bei 25°C Umgebungstemperatur). •Die Temperaturdifferenz beträgt damit nur 13–17K – weit unter der kritischen Grenze von 20K gemäß VDE. Eine höhere Leistung könnte zu Überhitzung führen, während 800W ein optimaler Kompromiss aus Effizienz und Sicherheit ist.
Auslegungsreserven in einphasigen Haushaltsstromkreisen (Deutschland) für Balkonkraftwerke
In Deutschland erfolgt der Hausanschluss typischerweise als Drehstromsystem (Dreileiter-Wechselstrom). Allerdings werden gängige Verbraucher wie Beleuchtung meist an nur einer Außenleiterphase angeschlossen. Diese einphasige Stromversorgung wird üblicherweise durch einen übergeordneten Leitungsschutzschalter (32A) abgesichert. Die nachgelagerten Unterverteilungen sind mit 20A-Sicherungsautomaten ausgestattet, die verschiedene Verbrauchergruppen versorgen: •Beleuchtung (oft inkl. Balkonstromkreis) •Küche •Badezimmer •und weitere Verbrauchergruppen In den 20A-Unterstromkreisen kommen Kupferleitungen mit 2,5mm² Querschnitt zum Einsatz, die mehrere Schuko-Steckdosen versorgen. Gemäß Norm beträgt die maximale Dauerbelastbarkeit von Schuko-Steckdosen 16A. Da Steckdosen selten gleichzeitig voll ausgelastet werden, ergibt sich eine planerische Reserve von: 20A (Sicherungsautomat) - 16A (Steckdosen-Nennstrom) = 4A Bei 230V Netzspannung entspricht dies einer Leistungsreserve von: 230V × 4A = 920W Diese Reserve dürfte einer der technischen Hintergründe für die in Deutschland übliche 800W-Richtlinie bei Steckdosenbelastung sein.
Sicherheitsrisiken und Lösungen für Plug-in- Balkonkraftwerk-Systeme in Haushaltsstromkreisen
Neue IEC-Standards und ihre Sicherheitsanforderungen
Der kürzlich veröffentlichte IEC-Standardentwurf IEC 60364-7-751 enthält zwei entscheidende Einschränkungen für Plug-in-Solaranlagen:
1.Verbot des Anschlusses an Endstromkreise: "A generating set shall not be connected to a final circuit." (Abschnitt 751.550.101.1) 2.Verwendung eines speziellen Anschlusssystems: *"The connection shall be made by [...] a dedicated coupling system which is not compatible with any configurations belonging to national systems based on IEC 60884-1.“
Hintergrund dieser Regelungen:
- Wenn ein Plug-in-PV-System über eine Steckdose in einen 20A-Stromkreis eingebunden wird, kann es zu einerÜberlastung der Leitungen (2,5 mm²) kommen, ohne dass der Sicherungsautomat auslö
- Grund: Der PV-Einspeisestrom und der Verbraucherstrom überlagern sich. Der Schutzschalter misst nur denNetto-Strom (Verbrauch minus Einspeisung), sodass eine gefährliche Überlastung der Leitungen unbemerkt bleiben kann – ein Brandrisiko entsteht(图片）.
Besteht tatsächlich eine Brandgefahr?
Ja, unter folgenden Bedingungen:
- Szenario: Alle angeschlossenen Verbraucher (z. B. Waschmaschine, Staubsauger, Beleuchtung) ziehen zusammen bereits 20A.
- PV-Einspeisung: Wenn das Plug-in-Solarpanel zusätzlich z. B. 5A einspeist, fließen insgesamt25A durch die 2,5-mm²-Leitung – der Schutzschalter (20A) löst nicht aus, da er nur die Differenz misst.
- Folge: Die Leitung überhitzt, Isolationsschäden und Kabelbrand können entstehen.
Lösungsansätze für einen sicheren Betrieb
① Professionelle Installation durch Elektrofachkräfte
- Jede Änderung am Stromkreis (auch PV-Anschluss) solltenur von qualifizierten Elektrikern durchgeführt werden.
- Dies gilt sowohl für die Planung als auch für die Nachrüstung von Schutzmaß
② Anschluss am Leitungsende (z. B. Balkon)
- Wenn das PV-Systemam Ende der Stromleitung angeschlossen wird, fließt der PV-Strom direkt ins Netz, ohne sich mit Verbraucherströmen zu ü
- Glücklicherweise befinden sich Balkonsteckdosen oft ohnehin am Leitungsende.
③ Leistungsbegrenzung (max. 800W / 3,5A)
- Die maximale Einspeiseleistung sollte800W (ca. 3,5A bei 230V) nicht überschreiten, um eine Überlastung zu vermeiden.
④ Zusätzlicher Überstromschutz im Wechselrichter
- Der Wechselrichter oder das Batteriesystem sollte einenintegrierten Schutzschalter haben (wie bei der PowerGo Series, die einen AC-seitigen Schutzschalter enthält).
① Professionelle Installation durch Elektrofachkräfte
- Jede Änderung am Stromkreis (auch PV-Anschluss) solltenur von qualifizierten Elektrikern durchgeführt werden.
- Dies gilt sowohl für die Planung als auch für die Nachrüstung von Schutzmaß
⑤ Intelligentes Lastmanagement mit Smart Plugs
- Geräte wieShelly Plug S MTR Gen3 oder Shelly smart relays ermöglichen eine Echtzeit-Überwachung des Stromverbrauchs.
- DiePowerGo Series ist bereits mit Shelly EM & Shelly Plug S kompatibel, um eine sichere und effiziente Energienutzung zu gewä
⑥ Bewusstes Nutzerverhalten
- Vermeidung vongleichzeitigem Betrieb mehrerer Hochleistungsgeräte (z. B. Waschmaschine + Staubsauger + Herd).
- Regelmäßige Überprüfung der Anlage auf korrekte Funktion.
Hinweise für AC Plug-in-Solarsysteme:
Es ist unbedingt erforderlich, die Leerlaufspannung (Open Circuit Voltage) und den Spitzenstrom (Peak Current) der Solarmodule genau zu kennen. Diese Werte müssen innerhalb des MPPT-Spannungs- und Strombereichs des Wechselrichters liegen.
Hinweise für die Integration von AC Plug-in-Energiespeichersystemen in Haushaltsstromkreise
Wichtige Hinweise für die Integration von AC Plug-in-Energiespeichersystemen in Haushaltsstromkreise
Im Gegensatz zu Plug-in-Solarsystemen kann eine AC Plug-in-Batterie nicht nur als Stromquelle ins Netz einspeisen (dies ist mit PV-Systemen vergleichbar), sondern auch als Last fungieren, indem sie über eine Schuko-Steckdose geladen wird. Wie bereits erörtert, muss die Einspeiseleistung solcher Plug-in-Erzeugungssysteme auf 800 W begrenzt werden. Beim Ladevorgang fungiert das System als elektrische Last im 20A-Stromkreis - hier ist sicherzustellen, dass der Gesamtlaststrom 20A nicht überschreitet.
Festlegung der Ladeleistung
Gemäß dem zulässigen Temperaturanstieg von Schuko-Steckdosen sollte die Ladeleistung auf maximal 1,2 kW begrenzt werden, um eine kontinuierliche Betriebstemperatur unter 60°C zu gewährleisten. Zusätzlich ist die Batteriekapazität zu berücksichtigen: Für LiFePO4-Batterien muss die Laderate unter 0,5C liegen. Beispielsweise sollte bei einem 1,6-kWh-System die Ladeleistung 800 W nicht übersteigen. Geringere Ladeströme sind vorzuziehen, da sie einen sicheren Temperaturbereich gewährleisten und die Batterielebensdauer verlängern - dies stellt eine sichere Betriebsweise für Lithiumbatterien dar.
Sicherheitswarnung
Der Anschluss von 2,4 kW oder 2,5 kW AC-gekoppelten Systemen an Schuko-Steckdosen ist unbedingt zu vermeiden, da dies sowohl den 20A-Stromkreis als auch die 16A-Steckdose erheblich überlasten und ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen würde.
Fazit:
- 800-W-AC-Plug-in-Systeme (PV oder Speicher)sind sicher, aber nur nach Prüfung durch einen Elektriker.
- Wechselrichter müssenVDE-AR-N 4105 entsprechen und auf 800 W Netzkopplung beschränkt sein.
