Ertrag und Ausrichtung eines Balkonkraftwerks

Ertrag und Ausrichtung: Wie viel Strom liefert ein Balkonkraftwerk in Deutschland wirklich?

Wie viel Ertrag ein Balkonkraftwerk in Deutschland tatsächlich bringt, hängt so stark von Ausrichtung, Neigungswinkel, Verschattung und Standort ab, dass eine einzelne pauschale kWh-Zahl aus einer Werbeanzeige selten zu Ihrem Balkon passt. Diese Seite erklärt, welche Faktoren den Ertrag verändern – und zeigt vor allem, wie Sie mit kostenlosen, unabhängigen Werkzeugen einen Schätzwert für Ihren eigenen Balkon ermitteln, statt sich auf einen fremden Kennwert zu verlassen.

Der am meisten unterschätzte Faktor: die Montageart am Balkon

Werbematerial für Photovoltaik geht meist von der technisch optimalen Aufstellung aus: Süden, rund 30 bis 35 Grad Neigung, keine Verschattung. Auf einem Balkon ist das die Ausnahme, nicht die Regel. Der weitaus häufigste Montageort ist die senkrechte oder nahezu senkrechte Befestigung am Balkongeländer, meist in einem Winkel von 80 bis 90 Grad – und dieser Unterschied wirkt sich deutlich stärker auf den Jahresertrag aus, als viele Kaufinteressenten annehmen. Marktbeobachtungen von Fachportalen setzen die senkrechte Geländermontage bei rund 665 Volllaststunden pro Jahr an, gegenüber rund 950 Volllaststunden bei optimaler Neigung von etwa 30 bis 35 Grad – ein Ertragsverlust in der Größenordnung von rund 30 Prozent allein durch den Montagewinkel. Ein kleiner Trost: Die senkrechte Montage liefert im Winter, wenn die Sonne tief steht, verhältnismäßig mehr Ertrag als im Sommer, und begünstigt dadurch tendenziell einen etwas gleichmäßigeren Ertrag über das Jahr sowie eine leicht höhere Eigenverbrauchsquote.

Ausrichtung: Süden ist optimal, aber bei Weitem nicht die einzige sinnvolle Option

Bei ansonsten gleichen Bedingungen gilt als grobe Orientierung, die in mehreren Fachratgebern für eine Neigung von rund 30 bis 35 Grad übereinstimmend genannt wird:

Diese Prozentwerte sind Näherungen aus Marktratgebern und keine physikalische Konstante – der tatsächliche Wert hängt zusätzlich vom geografischen Standort in Deutschland, der Jahreszeit und dem konkreten Montagewinkel ab. Bemerkenswert ist, dass eine Ost-West-Ausrichtung (zum Beispiel zwei Module, eines nach Ost, eines nach West montiert) zwar insgesamt selten den höchsten Jahresertrag liefert, dafür aber den erzeugten Strom gleichmäßiger über den Tag verteilt – vormittags aus Ost, nachmittags aus West – was die Eigenverbrauchsquote verbessern kann, wenn Sie tagsüber zeitweise zu Hause sind.

Verschattung: der Faktor, der auf einem Balkon am leichtesten übersehen wird

Anders als bei einer Dachanlage ist auf einem Balkon eine Teilverschattung eher die Regel als die Ausnahme – durch Nachbarbalkone, Gebäudekanten, Bäume oder eine massive Brüstung. Wie stark sich das auswirkt, hängt nicht linear von der verschatteten Fläche ab: Nach Untersuchungen des Fraunhofer CSP im Rahmen des SegmentPV-Projekts kann bereits eine Verschattung von rund 5 Prozent der Modulfläche bei modernen Zelltypen zu einem deutlich überproportionalen Leistungsverlust führen, da eine einzelne verschattete Zelle den Stromfluss der gesamten in Reihe geschalteten Zellenkette limitiert. Moderne Module mit mehreren Bypass-Dioden (die das Modul intern in Teilbereiche aufteilen) und Halbzellen-Technik begrenzen diesen Effekt, können ihn aber nicht vollständig vermeiden – abhängig von Montagerichtung und wo genau der Schatten auf das Modul fällt, bleiben in der Praxis oft Verluste von rund 5 bis 15 Prozent selbst mit moderner Technik, bei ungünstiger Konstellation auch deutlich mehr. Als grobe Faustregel für den Jahresertrag nennen Fachportale einen minimalen Verlust von unter einem Prozent durch kleine, kurzzeitige Verschattungsquellen (etwa einen schmalen Schornstein), aber zweistellige Prozentverluste bei dauerhafter Teilverschattung durch ein Nachbargebäude zu bestimmten Tageszeiten. Bevor Sie kaufen, lohnt sich deshalb eine ehrliche Bestandsaufnahme: Wandert an Ihrem Balkon zu bestimmten Tageszeiten regelmäßig ein Schatten über die geplante Modulfläche, sollten Sie diesen Bereich bei der Ertragsschätzung explizit berücksichtigen, statt ihn zu ignorieren.

Regionale Unterschiede innerhalb Deutschlands

Auch der Standort innerhalb Deutschlands spielt eine Rolle, weil die jährliche Sonneneinstrahlung von Nord nach Süd spürbar zunimmt. Als grobe Orientierung nennen Marktratgeber für ein unverschattetes System in optimaler Ausrichtung in etwa 900 bis 1.100 Kilowattstunden Jahresertrag für süddeutsche Lagen gegenüber rund 700 bis 900 Kilowattstunden im Norden, jeweils bezogen auf ein größeres Balkonkraftwerk nahe der 2.000-Wp-Modulleistungsgrenze – die exakte Zahl hängt aber wieder stark von den übrigen hier genannten Faktoren ab. Für ein einzelnes Modul mit rund 400 bis 500 Wp werden in Marktbeispielen häufig Werte von grob 250 bis 280 Kilowattstunden Jahresertrag bei guter Ausrichtung genannt.

Die belastbarere Alternative zu einer pauschalen Zahl: zwei kostenlose, unabhängige Rechner

Statt sich auf eine der Tabellenzeilen oben zu verlassen, lässt sich der eigene Ertrag mit zwei frei zugänglichen, wissenschaftlich fundierten Werkzeugen deutlich genauer schätzen:

• Stecker-Solar-Simulator der HTW Berlin (Forschungsgruppe Solarspeichersysteme, online unter solar.htw-berlin.de): Speziell für Balkonkraftwerke entwickelt, basiert auf rund 1,3 Millionen Jahressimulationen und 41 realen Haushalts-Lastprofilen. Sie geben Standort, Ausrichtung, Neigungswinkel, Verschattungsgrad und optional einen Speicher ein und erhalten neben dem Jahresertrag auch eine Schätzung Ihrer Eigenverbrauchsquote – also genau die beiden Größen, die für Ihre eigene Amortisationsrechnung entscheidend sind.
• PVGIS – Photovoltaic Geographical Information System (Joint Research Centre der Europäischen Kommission, online unter re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/de/): Ein allgemeines, europaweit anerkanntes Ertragstool, das auf Satellitendaten mehrerer Jahre basiert und für einen frei gewählten Standort, eine frei gewählte Ausrichtung und Neigung eine Ertragsschätzung liefert. Anders als der HTW-Simulator ist PVGIS nicht speziell auf Balkonkraftwerke zugeschnitten, eignet sich aber gut, um eine zweite, unabhängige Schätzung zur Kontrolle heranzuziehen oder eine Verschattungssituation grafisch zu prüfen.

Beide Tools sind kostenlos, erfordern keine Registrierung und werden von öffentlichen Forschungseinrichtungen betrieben – anders als viele Ertragsrechner auf Händler-Websites, die naturgemäß ein Interesse daran haben können, optimistische Werte auszuweisen.

So gehen Sie in der Praxis vor

1. Bestimmen Sie die Himmelsrichtung Ihres Balkons möglichst genau (Kompass-App reicht meist aus).
2. Messen oder schätzen Sie den tatsächlichen Montagewinkel – bei einer Geländermontage ist das in der Regel nahe 90 Grad, nicht die oft beworbenen 30 bis 35 Grad.
3. Beobachten Sie über einen sonnigen Tag hinweg (oder befragen Sie Nachbarn mit ähnlicher Balkonlage), zu welchen Tageszeiten Schatten auf die geplante Modulfläche fällt.
4. Geben Sie diese drei Werte zusammen mit Ihrer Postleitzahl in den HTW-Simulator ein und vergleichen Sie das Ergebnis testweise mit PVGIS.
5. Nutzen Sie den resultierenden Jahresertrag als Eingabe für die eigene Amortisationsrechnung (siehe die Seite „Kosten und Amortisation” dieses Ratgebers) – nicht die Werbeangabe eines Herstellers, die in aller Regel von der optimalen Südaufstellung ohne Verschattung ausgeht.

Häufige Fehler bei der eigenen Ertragsschätzung

• Herstellerangaben unbesehen übernehmen: Die auf der Verpackung oder in der Produktbeschreibung genannte kWh-Zahl geht praktisch immer von der optimalen Südaufstellung mit rund 30 bis 35 Grad Neigung und ohne jede Verschattung aus. Bei einer senkrechten Geländermontage – dem in der Praxis häufigsten Fall – liegt der reale Ertrag oft spürbar darunter, wie oben gezeigt.
• Nennleistung der Module mit tatsächlichem Ertrag verwechseln: Die Wp-Angabe (Watt-Peak) beschreibt die Leistung unter genormten Testbedingungen (u. a. 25 °C Zelltemperatur, senkrechter Lichteinfall), die im deutschen Alltag nur selten und kurzzeitig erreicht werden. Der Jahresertrag in kWh liegt deshalb immer deutlich unter dem Wert, den man durch einfaches Hochrechnen der Wp-Zahl über 8.760 Jahresstunden erhielte.
• Verschattung nur zum Kaufzeitpunkt beurteilen: Ein im Winter kahler Baum kann im belaubten Zustand ab dem Frühjahr eine deutlich andere Verschattungssituation erzeugen als beim Besichtigungstermin im Januar. Prüfen Sie nach Möglichkeit mehrere Jahreszeiten, oder nutzen Sie die Verschattungssimulation der genannten Tools über das ganze Jahr hinweg statt nur für einen Stichtag.
• Eine einzelne Prozentzahl aus einem Vergleichsportal als exakten Wert für den eigenen Balkon nehmen: Die Tabellenwerte auf dieser Seite sind bewusst als Spannen formuliert. Für eine belastbare eigene Zahl führt kein Weg an einer individuellen Berechnung mit den eigenen Standort-, Ausrichtungs- und Verschattungsdaten vorbei.

Was diese Seite bewusst nicht tut

Diese Seite nennt bewusst keine einzelne „Ihr Balkonkraftwerk bringt X kWh”-Zahl, weil eine solche Aussage ohne Kenntnis Ihrer konkreten Ausrichtung, Ihres Montagewinkels und Ihrer Verschattungssituation nicht seriös möglich ist – wie die teils weite Spannbreite der oben genannten Faustregeln selbst zeigt. Die belastbarste Grundlage für Ihre eigene Entscheidung liefern der HTW-Simulator und PVGIS mit Ihren eigenen, tatsächlichen Standortdaten.