Letzte Aktualisierung: 23.11.2020

Experten-Ratgeber zur Nutzung von Mini-Solaranlagen

Was ist eine Mini-Solaranlage? Wie unterscheidet sie sich von den herkömmlichen, größeren Modellen? Was muss man bei Installation und Betrieb einer Mini-Solaranlage beachten?
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Häufig bewerben Hersteller ihre sogenannten Miniatur-Solaranlagen, auch kurz: Mini-Solaranlagen genannt, mit Slogans wie: „Solaranlage für die Steckdose – einfach einstöpseln und Strom sparen!“ Im Technik-Jargon nennt man die kleinen Photovoltaikanlagen deshalb auch Plug-&-Play-Systeme. Im Zusammenhang mit den Mini-Solar-Stromanlagen ist oft die Rede von einer möglichen Stromersparnis und den daraus resultierenden eingesparten Stromkosten von bis zu 30 Prozent. Der Frage, ob und gegebenenfalls wie die Mini-Solaranlagen die Versprechen ihrer Hersteller tatsächlich halten können, der wollen wir in diesem Beitrag nachgehen. Wir erklären Ihnen, was eine Miniatur-Solaranlage ist. Es wird um den Aufbau der kleinen Modelle ebenso gehen, wie um ihre Funktionsweise. Sie erfahren zudem, wo Sie Mini-Solaranlagen vorteilhaft einsetzen können und was Sie bei Installation und Betrieb derselben beachten müssen. Schließlich wird es auch darum gehen, ob sich die Anschaffung einer Mini-Solaranlage für Sie rechnet.

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Unterscheidungskriterien von "großen" und "kleinen" Solaranlagen

Herkömmliche, normal große Solarstromanlagen (Photovoltaik-Anlagen, kurz: PV-Anlagen) bestehen aus mehreren technischen Komponenten, die eine funktionale Einheit bilden, deren Ziel es ist, solare Lichtenergie zu ernten und in elektrische Energie (Strom) umzuwandeln. Zu den Komponenten gehören die meist mehrere Quadratmeter großen Solarmodule, die auf den Dächern von Privathäusern, landwirtschaftlich oder gewerblich genutzten Gebäuden sowie kleinen und großen Unternehmen installiert werden. Des Weiteren gehören zum Anlagen-Verbundein Wechselrichter, der den erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umwandelt, die Installationsvorrichtung und diverse Solarkabel.

Was eine herkömmliche Solarstromanlage in Groß ist, versucht man bei einer Mini-Anlage in Klein zu realisieren. Es handelt sich dabei um eine kleine, einfache(re) Ausgabe großer Solaranlagen, die man unter den Arm klemmen und tragen kann. Deshalb nutzt man mitunter auch die Bezeichnung „tragbare Solaranlagen“ dafür. Anders als für die großen Anlagen braucht man, so werben zumindest die Hersteller von Mini-Solaranlagen, dafür nicht unbedingt ein Solardach, sondern kann sie im Garten, auf der Terrasse, auf dem Balkon, an der Fassade, auf einem Carport oder auch an der Fassade – Hauptsache, dort herrscht möglichst oft Sonnenschein. Installation und Inbetriebnahme der Mini-Anlagen soll besonders einfach sein und ganz klar: die Kleinen sparen Platz. Wichtiger Unterschied: Mini-PV-Anlagen sind in der Regel nur zur Einspeisung ins Hausstromnetz oder kleinere Batterie konzipiert. Man kann mir ihnen ohne weitergehende Umbauten keinen Strom in das Stromnetz einspeisen!

Anders als eine herkömmliche, große Solaranlage, deren Inbetriebnahme Sie bei der Bundesnetzagentur und dem zuständigen Stromkonzern anmelden müssen – Anmeldung nach EEG - müssen Sie den Betrieb einer Mini-Stromanlage lediglich anzeigen beziehungsweise mitteilen (Mitteilungsanzeige über den Modulbetrieb). Die Mitteilung ist in der Regel formlos machbar, sie sollte zumindest das Datum der Inbetriebnahme der Mini-Solaranlage enthalten. Erwähnen sollten Sie auch, dass es sich um ein Plug-&-Play-System handelt. Zu nennen sind des weiteren Modellnummern, Seriennummern und der Name der Anlage sowie deren Komponenten.

Abzugrenzen ist eine Mini-Solaranlage sowohl größen- als auch leistungstechnisch von den Mini-Photovoltaik-Modulen. Diese handlichen Mini-Module wären demnach Photovoltaik für die Hosentasche oder anders gesagt: Taschenmodule. Solche Mini-Anlagen werden als reine Gleichstromanlagen betrieben, wobei Kleinanlagen meist mit Spannungen von 12 oder 24 Volt ausgeführt sind. Einsatzgebiete sind z.B. Taschenrechner, Taschenlampen, Radios, Uhren, Parkautomaten, Personenwaagen u.v.m.

Typischer Aufbau einer Mini-Solaranlage

Eine Mini-Solaranlage besteht typischerweise aus 1 bis 2 Solarmodulen, die flexibel mit einander kombiniert werden können. Der Wechselrichter ist meist herstellerseits integriert, er gehört demzufolge zum Lieferumfang der kleinen Solaranlage. Er ist als sogenannter Mikro-Wechselrichter bzw. Modul-Wechselrichter ausgelegt und dient der Verbindung zwischen Mini-Solaranlage und Stromnetz des Haushalts. Er sollte sich abschalten, wenn er nicht mit dem 230-Volt-Stromnetz in Verbindung steht.

Der Mikro-Wechselrichter ist so geregelt, dass sobald Solarstrom erzeugt wird, dieser ins Haushaltsstromnetz eingespeist wird. Infolgedessen laufen die Stromzähler des Verbrauchers zwar nicht rückwärts, aber dafür langsamer, da dank des Eigenstroms weniger Strom (teurer Haushaltsstrom) aus dem öffentlichen Netz dazugekauft werden muss.

Zusammengefasst bekommen Sie beim Kauf einer Mini-Solaranlage ein steckerfertiges Komplettpaket wie dieses – bestehend aus den Komponenten:

  • Photovoltaik-Modul (häufig als Quartett ausgeführt),
  • Montage-Gestell zum Aufstellen und Befestigen der Mini-Anlage,
  • Wechselrichter zum Stromwandeln,
  • Akku-Set zum Speichern nicht benötigten Stroms
  • und herkömmliche Steckverbindung als Leitung zur Steckdose

Überblick über unterschiedliche Anlagenkonfigurationen

Auch in der Funktionsweise ähneln die Minis den großen Solaranlagen. Die Solarmodule bestehen aus unzähligen Solarzellen, die das Licht der Sonne in Gleichstrom umwandeln. Dabei kommen die Solarzellen aus Serienfertigung zum Einsatz, die man auch in großen Anlagen nutzt.

Aus elektrotechnischer Sicht ist eine Mini-Solaranlage eine einfache Inselanlage, die auf verschiedene Arten innerhalb des bestehenden Systems konfiguriert werden kann. Grundsätzlich unterscheidet man dabei zwischen einer direkten Kopplung, einer direkten Kopplung mit Speicher (für DC- bzw. für AC-Anwendungen mit Wechselrichter) und Hybridanlagen, die zusätzlich vom Netz oder von erneuerbaren Energiegeneratoren unterstützt werden.

Bei Anwendungen für Gleichstrom-Verbraucher versorgen ein oder mehrere Solar-Paneele die Verbraucher direkt mit Energie. Zwischen dem Panel und dem Stromverbraucher befindet sich lediglich ein Lade-Regler. Mit diesem Lade-Regler werden die Spannungen für die Verbraucher und evtl. eine Batterie geregelt. Bei Anwendungen für Wechselstrom-Verbraucher handelt es sich um ein Gleichstrom-System mit einem 230 Volt Ausgang für Wechselstromverbraucher. Um den Wechselstrom-Ausgang zur Verfügung zu stellen, wird ein Wechselrichter benötigt.

Bei vielen Alltags-Anwendungen stimmt das Energieangebot mit dem Energieverbrauch nicht überein. In diesen Fällen kann die Mini-Solaranlage um eine Solarbatterie erweitert werden. Somit erhält der Verbraucher bei Bedarf die benötigte Energie und bei Energieüberschuss wird diese gespeichert. Durch Einsatz eines zusätzlichen Generators kann die Energieversorgung auch bei wenig Einstrahlungsleistung über einen etwas längeren Zeitraum sogar autark sichergestellt werden.

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Montage und Elektroanschluss von Mini-Solaranlagen

Do-it-yourself-Montage

Die einfache Montage wird den Mini-Solaranlagen als Pluspunkt gutgeschrieben, Sie könnten diese ohne weiteres selbst vornehmen, versprechen die Hersteller. Die meisten Mini-Solaranlagen kaufen Sie heute als Baukastensystem zum Selbstzusammenbauen. DIY („Do-it-yourself“) ist hier der Plan der Hersteller, der insofern vorteilhaft aufgehen soll, als dass man sich mit dem Eigenaufbau die Montagekosten spart, die man bei einer großen Anlage zahlen müsste. Gewöhnlich liegt dem Baukastensystem eine Aufbauanleitung bei, die einfach und selbsterklärend sein soll.

Allerdings wird man schnell eines anderen belehrt, wen man sich beispielsweise in einschlägigen Foren umschaut: Dort berichten nicht wenige Verbraucher, dass es so einfach dann doch nicht sei, die Mini-Solaranlage zusammenzubauen und in Betrieb zu nehmen. Insbesondere tauchen immer wieder Fragen zur Elektroinstallation auf, wenn die Verkabelung der Minianlage erweitert werden muss oder nur spezielle Endgeräte über die Anlage versorgt werden können.

Hausnetz-Anschluss

Eine entscheidende Frage ist dabei die rechtliche Zulässigkeit eines Anschlusses an das Haustromnetz über die Steckdose. Hier gehen die Meinungen auseinander und es besteht wenig Konsens. Wie Gutachten belegen ist der Betrieb einer steckerfertigen Mini-Solaranlage in einem ordnungsgemäßen Hausnetz rundum sicher. Dabei wurden alle zentralen Sicherheitsaspekte wie Schutz vor Stromschlag, automatische Schutzabschaltung oder Schutz vor Brandgefahr durch zertifizierte Prüfinstitute bestätigt.

Dennoch übten deutsche Netzbetreiber Widerstand gegen den Anschluss solcher steckerfertigen Mini-Solaranlagen aus und verunsicherten Nutzer: Speist die Mini-Anlage bei gleichzeitig hohem Energiebezug eines im selben Endstromkreis an einer Steckdose eingesteckten Verbrauchers Strom ein, könnten Steckdosen, Leitungen und Anschlussstellen in der Installation überlastet werden. Die vorgeschaltete Schutzeinrichtung des Endstromkreises lösebei dieser Überlastung nicht korrekt aus. Es bestünde dadurch eine latente Brandgefahr, welche zu gefährlichen Zuständen für Personen und Sachen führen kann.

Die Netzbetreiber verwiesen zudem auf das derzeit geltende Regelwerk zum Anschluss von Stromerzeugungsanlagen ans Netz, das in diesem Punkt aber veraltet ist. So lassen ebenso sicherheitsbewusste Nachbarstaaten wie die Schweiz, die Niederlande und demnächst auch Österreich Mini-Solaranlagen unter Bagatellgrenzen fallen. 600 Watt Leistung und mehr können dort ganz unbürokratisch ins Hausnetz eingespeist werden, ohne dass dabei Probleme im Betrieb bekannt oder Gefahren offenbar geworden wären. So erlaubt das Eidgenössische Starkstrominspektorat ESTI steckerfertige mobile PV-Anlagen bis zu einer AC-seitigen Nennleistung von maximal 600 Watt an freizügigen 230-V-Aussensteckdosen.

Die Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (DKE) hat daraufhin in 2017 eine Ergänzung der DIN VDE 0100-551 (VDE 0100-551) für die Anforderungen an die Installation von Mini-PV-Anlagen ("Balkonkraftwerke") erarbeitet. Mit der Änderung der elektrotechnischen Norm VDE 0100-551 dürfen Verbraucher die kleinen Anlagen unter bestimmten technischen Voraussetzungen ("normgerecht") offiziell direkt an den Haushaltsstromkreis anschließen. Die VDE 0100-551-Norm sieht vor, dass Minimodule mit einer „speziellen Energiesteckvorrichtung“ an den Endstromkreislauf angeschlossen werden müssen. Da ein einfacher Anschluss per Schukostecker nicht in der Norm beschrieben wird, besteht diesbezüglich weiterhin rechtliche Unklarheit.

Expertentipp: Der VDE, der Verband der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik e.V., empfiehlt zur Montage, zumindest jedoch Inbetriebnahme der Mini-Solaranlage, einen Fachmann hinzuziehen, der sicherstelle, dass alle Aufbau- und Anschlussarbeiten fachgerecht ausgeführt würden. Der Grund für diese Empfehlung: Der VDE sieht Gefahren beim Einspeisen von Strom in Endstromkreise und verweist auf einschlägige Sicherheitsnormen, um den Schutz vor einem elektrischen Schlag, vor thermischen Auswirkungen zu gewährleisten und Gefahren, die von Kabeln und Leitungen bei Überstrom, Fehlerströmen, Überspannungen und Unterbrechungen der Stromversorgung ausgehen können, vorzubeugen.

Stromzähler-Vorschriften für Mini-Solaranlagen

Gemäß § 4 Abs. 3 S. 1 StromNZV dürfen die Bezugsmengen eines Eigenverbrauchers mit seinen selbst erzeugten (Überschuss-) Einspeisemengen nicht saldiert werden. „Rückwärtsdrehende Stromzähler“, die die Liefermengen an den Eigenversorger (seine Bezugsmengen) aus dem Netz lediglich abzüglich seiner Überschusseinspeisung in das Netz erfassen und somit für beide Richtungen zu geringe Strommengen anzeigen, würden zwangsläufig die Zuordnung und Abrechnung verfälschen. Sie sind daher in jedem Fall eines selbsterzeugten Letztverbrauchs und einer dadurch möglichen (Überschuss-) Einspeisung durch geeignete Messkonzepte zu ersetzen.

Das gilt auch für Mini-Solaranlagen wie z. B. sogenannte „Balkon-PV-Anlagen“ unabhängig davon, ob mit einer Überschusseinspeisung aufgrund der Anlagengröße nur selten oder in geringem Umfang zu rechnen ist und ob der erzeugte Strom über eine Steckdose in die Hausinstallation gespeist wird („Plug & Play“-Anschluss).

Preise, Kosten und Wirtschaftlichkeit von Mini-Solaranlagen

Mini-Solaranlagen gibt es heute schon für 200 Euro zu kaufen. In der Regel muss man für ein Komplettset etwa 400 bis 500€ einkalkulieren. Z. B. kostet das Mini-PV-Modul simon von homemade.energy mit 150-Watt-Leistung 599 Euro plus 29 Euro Versandkosten. Die Befestigungssysteme zum Aufhängen am Balkon oder zum Aufstellen auf dem Boden kosten jeweils 69 Euro zusätzlich. Mini-Sets wie das miniJOULE Single mit annähernd 200 Watt Leistung kosten ebenfalls rund 600 Euro.

Tabelle: Preise für steckerfertige Mini-PV-Anlagen
Anzahl Module Modulleistung Maße Wechselrichter Brutto-Preise
1 250 Wattp 1,65 x 1,01 x 0,06 m 230 Volt/ 250 W 500,00 €
2 250 Wattp 1,65 x 1,01 x 0,06 m 230 Volt/ 500 W 840,00 €
1 280 Wattp 1,65 x 1,01 x 0,06 m 230 Volt/ 250 W 630,00 €
2 280 Wattp 1,65 x 1,01 x 0,06 m 230 Volt/ 500 W 1.060,00 €
2 120 Wattp 1,18 x 0,69 x 0,06 m 230 Volt/ 250 W 690,00 €

Wer nicht nur aus ökologisch motivierter Leidenschaft auf selbst erzeugten Strom aus einer Mini-Solaranlage setzt, will Stromkosten sparen und, dass sich die Investition in die Anlage auch rechnet. Das tut sie von dem Moment an, wo sich die Kosten für die Anlage mit der Ersparnis, die der eigens erzeugte Strom bringt, gegeneinander aufrechnen lassen und unterm Strich eine Null rauskommt.

Wann das soweit ist, das hängt von der Leistung, dem Aufstellungsort und damit letztlich vom Solarertrag ab. Laut Amortisationsrechner des Mini-Anlagen-Herstellers Minijoule spiele das Set Minijoule-Single die Anschaffungskosten innerhalb von acht Jahren ein.

Wirtschaftlich Interessant sind Mini-Anlagen vor Allem, weil ihr Strom aufgrund ihrer Größe zu nahezu 100%selbst verbraucht werden kann. Da sie einfach zu montieren und somit ohne weitere bauliche Auflagen oder Genehmigungen genutzt werden können, entfallen dementsprechende Kosten. Somit stellen sie eine wirklich interessante Alternative für Mieter, Laubenbesitzer, kleinere Inselanwendungen uvm. dar

Experten-Tipp: Prüfen Sie vor dem Kauf eines Balkonmoduls, ob es seitens der Kommune (Bauaufsicht) Belange hinsichtlich des Denkmalschutzes oder eine so genannte Erhaltungssatzung (Erhaltungsverordnungen) gibt. Die Stadt kann dann mit Verweis auf das besondere Städtebaurecht des Baugesetzbuches (BauGB) eine Genehmigung für eine Mini-Solaranlage auf dem Balkon verwehren, da das Solarmodul die Optik des z.B. Balkongeländers verändert. Und dies steht dann der Erhaltungssatzung entgegen.

Steuerliche Behandlung durch das Finanzamt

Kleine und Mini-Solaranlagen speisen üblicherweise nur wenig überschüssigen Strom ins Netz ein, da sie vorwiegend der Eigenversorgung des privaten Haushalts mit Solarstrom dienen. Eine Gewinnerzielungsabsicht im gewerblichen und steuerlichen Sinn ist damit in der Regel nicht verbunden.

Eine steuerliche Behandlung durch das Finanzamt ist daher nur dann nötig, wenn regelmäßig Strom ins Netz eingespeist und verkauft wird. Dann muss die umsatzsteuerliche Behandlung auch eine Mini-Anlage geklärt werden. Im einfachsten Fall wählt der Betreiber die Kleinunternehmerregelung und ist damit von der Umsatzsteuer befreit.

Wird mit der Stromeinspeisung auch eine Gewinnerzielung beabsichtigt oder faktisch erreicht, müssen auch kleine Solaranlagen ertragssteuerlich beim Finanzamt gemeldet werden. Es ist dann jährlich der Gewinn zu ermitteln und zu versteuern. Abwenden lässt sich das, in dem man dem Finanzamt plausibel darlegt, dass mit der Einspeisung des Stroms langfristig kein Gewinn erzielt wird.

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