Nachdem wir Anfang 2023 in eine gemeinsame Wohnung gezogen sind, war relativ schnell klar, dass wir an dem knapp 5 m langen „Balkon“-Geländer eine Solaranlage installieren wollen. Uns war auch klar, dass wir zumindest eine Teil-Autarkie herstellen wollen, um auch den Strom zu späteren Tageszeiten zu nutzen. Mein inneres Bastelherz begann spätestens zu diesem Zeitpunkt an wild zu klopfen.

However, before I started to overzealously screw a solar system to the railing, I clarified a few organizational & technical aspects up front.

Important aspects before installation

Consent of the lessor

Since we do not have a property, it was important for me to inform the landlord about my project and get his blessing. This blessing I received (in written form!) und er gab mir sogar den Hinweis, dass unsere Gemeinde zu dem Zeitpunkt Fördergelder für Balkonkraftwerke <600W ausschüttet. Nachdem ich mir das allerdings näher angeschaut habe, habe ich festgestellt, dass die Hürden für die maximal erhältlichen 200 € recht hoch sind, aber dazu in einem späteren Beitrag …

Load capacity of the railing

Every balcony and every railing is different. Therefore, I was glad that the landlord informed me already when signing the lease about a Maximum load capacity In our case this is only 90 kg This is due to the fact that the balcony is much more a small metal projection with railings. So it's not a balcony with a solid concrete foundation.

Therefore, I recommend anyone who is also planning to get a balcony power plant to obtain the specifications of the railing, because most balcony power plants are real hunks!

Modules and holder

Nach langem herumsuchen habe ich festgestellt, dass die Standard Solarmodule, wie sie auf Dächern oder auf herkömmlichen Balkonkraftwerken zum Einsatz kommen, einfach zu schwer sind. Diese sind zwar preis technisch recht günstig, allerdings wiegt ein Modul 20 bis 35 kg (300-400 Wp).

Schindel Technology

So it was clear to me that I had to find a lighter alternative and that's how I came across the so-called shingle panels. While conventional solar panels consist of 60 individual cells, the shingle panels consist of 300-400 cells, which are glued together like roof tiles with conductive adhesive. This is expected to result in higher efficiency in partial shading and higher overall output per square meter. For me, however, the reason for purchase was the weight of the panels and module efficiency,which was among the highest compared to other modules in the power class.

Technical data

Rated power	120Wp
Coating	ETFE, structed
Max. Voltage [Vmpp]	21,45 V
Current Max. [Impp]	5,59 A
Open circuit voltage [Voc]	25,35 V
Short circuit current [Isc]	6,10 A
Cell arrangement	120 (3×40)
Module efficiency	19,61 %
Dimensions (HxWxD)	1200 x 510 x 25 mm
weight	4,2 Kg

Quantity, Alignment & Total Weight

Nach Ausmessen des Geländers habe ich mich entschieden insgesamt 6x der oben aufgeführten 120W Paneele zu installieren. Da der Balkon nach Süden ausgerichtet ist, bekomme ich schon mal viel Sonne ab. Allerdings wollte ich die Paneele nicht anzeigen, wie es bei der einen oder anderen im Handel erhältlichen Balkonhalterungen möglich ist. Da die geneigten Paneele in dem Fall wie ein Segel wirkt, habe ich zu große Bedenken, dass die mechanische Belastung durch die Sogwirkung des Windes zu große ist. Und da wir im Dachgeschoss wohnen, wo schon spürbar stärkere Winde gehen, wollte ich dieses Risiko nicht eingehen.

Die Paneele verfügen also nicht über eine ideale Sonnenausrichtung von 30° zur Sonne. Also werde ich die Bemessungsleistung von 720Wp auch nicht erreichen (schlussendlich wird der Praxistest zeigen was rauskommt)

Electrical connection

Auch die Art und Weise des elektrischen Anschlusses hatte einen Einfluss auf die Anzahl der Module. Leider gibt es bei uns keine Steckdose auf der Außenseite. Das ist aber nicht schlimm, da ich ja eh ein Teil der Sonnenenergie speichern möchte. Vorhanden sind zwei Kabeldurchführungen, von denen nur eine für die Satellitenschüssel belegt ist. Das andere Loch muss ich allerdings etwas aufbohren, um dort insgesamt 6 Kabel durchführen zu können.

Holder

Nach langen Recherchen und einer Wiederauffrischung meines Wissens über Werkstoffkunde habe ich mich für eine massive Halterung aus Aluminium entschieden, die ich selbst konstruieren werde. Zum Einsatz kommen hierbei dickwandige 3 bis 4 mm Aluprofile, die mit Edelstahl A4 verschraubt werden. Zwar liest man immer wieder, dass auch Edelstahl A2 für das Verschrauben von Aluminium genügt, allerdings ist dies meinem Kenntnisstand nach auch nur dann der Fall, wenn man das Aluminium nicht mit Wasser oder einem Elektrolyt in Verbindung bringt. Um hier einfach auf Nummer sicher zu gehen und die Langlebigkeit zu gewährleisten, habe ich kurzerhand die etwas Kosten-intensiveren A4-70 Schrauben genommen.

Partial autarky

Wie eingangs erwähnt, möchten wir auch zu den späteren Abendstunden Solarstrom beziehen. Daher wird es einen größeren Schaltschrank geben, in dem ein überdimensionierter MPPT Regler zum Laden und ein 300W Mikroinverter installiert wird. Zudem werde ich eine Schaltung entwickeln, mit der ich abhängig vom Solarstrom und dem Ladezustand der Batterien die Leistung vom Inverser zu oder abzuschalten, um so z.B. auch im Winter die Batterien vordergründig zu laden, wenn die Lichtleistung fehlt. Es sollen also 240W auf den Mikroinverter geschaltet und dauerhaft 480W auf dem Batteriesatz angeschlossen sein. Je nach Bedarf können dann die 240W des Mikroinverters mit auf die Batterie gelegt werden. Mehr Details dazu folgen in den kommenden Beiträgen zu diesem Projekt.

What's next?

Im kommenden Blogbeitrag werde ich das Konzept näher vorstellen und den Stromlaufplan erläutern. Wenn du meinst, dass ich was Essenzielles vergessen habe, so kannst du dich gerne in den Kommentaren beteiligen und deine konstruktive Kritik mitteilen.

Die melderechtlichen Themen habe ich übrigens auch auf dem Schirm, werde ich allerdings erst dann thematisieren, wenn es an der Zeit ist.