Balkonkraftwerke: Diese Alternativen zu Deye & Co. haben Sie

Inhaltsverzeichnis

Die Berichterstattung rund um die fehlenden NA-Schutz-Relais in Mikrowechselrichtern von Deye und Northern Electric Power (NEP) mag den Eindruck erwecken, als würde der Hype um kleine Photovoltaikanlagen alias Balkonkraftwerke gerade in den Flammen des RelayGates untergehen. Ganz unberechtigt ist die Sorge nicht, denn Geräte der Hersteller gingen wahrscheinlich zu Hunderttausenden über die virtuellen Ladentische von Netto, Otto, Kaufland und weiteren Onlinehändlern. Bereits am 14. Juli soll die Bundesnetzagentur Deye aufgefordert haben, seine Kunden zu informieren, dass diese den Stecker ziehen müssen.

Doch Deye und NEP sind gar nicht die einzigen Sterne am Mikrowechselrichter-Himmel. Sie leuchteten nur aufgrund ihrer integrierten WLAN-Funktion mit schicker App besonders hell. Wollen Sie gleichzeitig nicht darauf warten, bis Sie an der Reihe für ein Austauschgerät oder einen externen NA-Schutz sind, und nicht das rechtliche Risiko des Weiterbetriebs tragen, können Sie sich (auf eigene Kosten) bei einigen weiteren Wechselrichter-Herstellern bedienen. Das geht, auch wenn Sie Ihr Balkonkraftwerk als Set gekauft haben, denn die Händler haben das Rad für diese nicht neu erfunden.

Damit ein zugekaufter Wechselrichter am Ende zuverlässig funktioniert, müssen die Solarmodule zu dessen elektrische Parametern passen. Das richtige Modell finden Sie, in dem Sie Datenblätter wälzen und ein paar mathematische Aufgaben auf Grundschulniveau lösen – wir erklären Schritt für Schritt, wie das geht. Wenn Sie noch kein Balkonkraftwerk haben, finden Sie hier einen Artikel, der Ihnen die Planung detailliert erklärt.

Spannungen und Ströme

Der erste Blick muss zu Ihren Solarmodulen gehen: Sie suchen die genaue Modellbezeichnung, beispielsweise "Sunket SKT415M10" oder "JA Solar JAM60S20-380/MR". In der Regel steht diese in der Anleitung des Sets. Wenn nicht, dann auf der Rückseite der Module selber. Tippen Sie diese in Verbindung mit dem Anhängsel "Datenblatt" oder "Datasheet" in eine Suchmaschine Ihrer Wahl ein, finden Sie meist in den ersten fünf Ergebnissen eine PDF-Datei vom Hersteller. Stellen Sie die korrekte Modellbezeichnung auch noch einmal im PDF sicher, denn falsche Werte können Wechselrichter beschädigen.

Innerhalb der Datenblätter suchen Sie nach einer Tabelle, die "Elektrische Daten", "Electrical Characteristics" oder "Electrical Parameters" heißt – so oder so ähnlich. Sehr wahrscheinlich entdecken Sie dabei zwei Tabellen oder zwei Spalten pro Modul innerhalb einer Tabelle, eine mit STC (Standard Test Conditions) beschriftet, die andere mit NOTC (Nominal Operating Cell Temperature). Beides sind Solarmodul-Testverfahren; weil der Test nach STC mit stärkerer Bestrahlung durchgeführt wird und das für höhere Spannungen sorgt, nutzen wir diese Werte.

Da die Hersteller oft eine ganze Produktfamilie in einem Datenblatt unterbringen, müssen Sie in der Tabelle auch noch anhand der Nennausgangsleistung – beispielsweise 380 Watt – die richtige Spalte für Ihr Solarmodul finden. Diese Angabe nennen die Hersteller in der Tabelle meist "(Rated) Maximum Power - Pmax (W)".

Haben Sie Ihr Panel gefunden, notieren Sie sich die vier wichtigen Werte. Die Bezeichnungen variieren von Hersteller zu Hersteller minimal: Wichtig sind die höchste Spannung ohne Last (meist genannt Open Circuit Voltage, Voc oder Uoc), der Kurzschlussstrom (Short Circuit Current, Isc, Asc), die höchste Spannung unter Last (Maximum Power Voltage, Voltage at Pmax, Ump, Vmp) und der Strom bei größtmöglicher Leistungsabgabe (Maximum Power Current, Current at Pmax, Imp, Amp).

Für das zuvor erwähnte JA Solar JAM60S20-380/MR lauten diese Werte beispielsweise Uoc: 41,62 Volt, Isc: 11,47 Ampere, Ump: 34,77 Volt und Imp: 10,93 Ampere.

Temperaturschwankungen

Da die Spannung des Moduls fällt, wenn dessen Temperatur ansteigt und umgekehrt die Spannung steigt, wenn die Modultemperatur fällt, ziehen Sie 15 Prozent für die untere Grenze von Uoc ab und addieren 15 Prozent für die obere Grenze. In diesem Fall sind das dann 35,37 beziehungsweise 47,86 Volt.

Ausgang zu Eingang

Um nun zu ermitteln, ob Wechselrichter und Solarmodul sich vertragen und die Leistung auch abgerufen werden kann, müssen Sie auch das Datenblatt des Wechselrichters prüfen. Als Beispiel – weitere Modelle und Hersteller folgen später im Artikel – dient der Envertech EVT560. Das Gerät hat laut Datenblatt zwei Eingänge mit je 12 Ampere Spitzeneingangsstrom (Maximum input current) und arbeitet zwischen 18 und 54 Volt (Operating range). Der Arbeitsbeginn liegt bei 22 Volt (Start Voltage). Dazu nennt der Hersteller die "Peak power tracking range" mit 24 bis 42 Volt, in diesem Spannungsbereich arbeitet das Gerät also am effizientesten. Außerdem gibt er eine "Maximum DC short circuit current" von 15 Ampere an, also den Kurzschlussstrom (Isc), den der Wechselrichter aushält.

Unser beispielhaftes JAM60S20-380/MR bleibt nicht nur im Rahmen des Wechselrichters, was diese Werte angeht. Es arbeitet auch noch innerhalb des optimalen Spannungsbereichs und ist auch bei außergewöhnlichen Temperaturen noch weit von kritischen Punkten Minimal- und Maximalspannung (18/54 Volt) entfernt. Lediglich die maximale Ausgangsleistung des EVT560 von namensgetreuen 560 Watt ist etwas knapp, wenn zwei Panels á 380 Watt angeschlossen sind. Das ist aber nur ein echtes Problem, wenn beide südlich ausgerichtet sind und gegen Mittag möglichst viel Leistung liefern sollen. Nicht bei Ost-West-Aufstellungen, wo sich die Leistung über den Tag verteilt. Wichtig für das Verständnis: Ein Wechselrichter wird nicht zwangsläufig beschädigt, wenn die Module mehr Leistung liefern könnten. Er kann aber nicht das volle Potenzial der Module ausnutzen.

Etwas nachrechnen müssen Sie deshalb, wenn der Strom Ihres Panels bei maximaler Leistung (Imp) den Eingangsstrom des Wechselrichters überschreitet. Die tatsächlich abrufbare Spitzenleistung erhalten Sie, in dem Sie die Spannung des Panels bei maximaler Leistung (Ump) mit dem Eingangsstrom des Wechselrichters multiplizieren, beispielsweise 29,2 Volt mal 12 Ampere = 350,4 Watt. Alles darüber bleibt schlicht ungenutzt. Oft sind solche Überschreitungen weder wirtschaftlich noch technisch ein Drama, weil Solarmodule ihre Nennausgangsleistung sowieso nur unter optimalen Bedingungen erreichen. Den maximalen Kurzschlussstrom (Isc) des Wechselrichters sollten Sie mit Ihrem Modul aber dennoch nicht überschreiten. Das kann das Gerät beschädigen.

Steckerchaos vermeiden

Zwischen Photovoltaikmodul und Wechselrichter hat sich in den letzten Jahren weltweit der Steckertyp MC4 etabliert. Es gibt zwar leicht variierende Herstellerkreationen, die aber alle mechanisch mehr oder minder gut zueinander passen. MC4 ist somit zwar an allen Mikrowechselrichtern Standard, es gibt jedoch einige Hersteller, die die seitlichen Rastnasen noch mit einer Abdeckung schützen. Das verhindert das Eindrücken mit Daumen und Zeigefinger, um die Verbindung zu trennen. Natürlich haben die Unternehmen dafür ein passendes Werkzeug – das dann mit 20 bis 50 Euro zu Buche schlägt. Eine dünne Zange oder zwei gut platzierte Schlitzschraubendreher tun es aber auch.

Wechselspannungsseitig, also vom Wechselrichter zum Hausnetz, gibt es keinen Standardstecker. Die Mehrzahl der Hersteller verbaut am Wechselrichter den BC01 von Betteri und bietet Kunden von da aus verschiedene Kabel mit unterschiedlichen Enden an: typischerweise mit offenen Adern zum Festverdrahten, Schutzkontaktstecker oder auch Wieland RST20i3. APSystems, NEP, Growatt und einige weitere haben sich wiederum andere Steckerstandards ausgesucht.

Sie müssen also beim Wechsel genau hinschauen, welcher Steckertyp in den Datenblättern Ihres alten und Ihres neuen Wechselrichters erwähnt wird und gegebenenfalls auch neue Adapterkabel organisieren.

Obacht beim Tausch: Die meisten Stecksysteme verriegeln und haben Rastnasen, die für das Abstecken heruntergedrückt werden müssen. Schauen Sie sich die Verbinder genau an, finden Sie diese meist schnell.

Die Kandidaten

APSystems ist neben Deye einer der wenigen Hersteller, der Wechselrichter mit integriertem WLAN anbietet. Das Modell EZ-1M ist die überarbeitete Variante des DS3, der Zigbee als Funkschnittstelle nutzte und dementsprechend eine Bridge benötigte. Das Gerät kostet ohne Kabelzubehör rund 190 Euro, arbeitet von 16 bis 60 Volt und besitzt zwei 20-Ampere-Eingänge. Aktuell ist das Gerät auf 600 Watt limitiert, das Öffnen auf 800 Watt zur Gesetzesänderung ist aber vorgesehen. Der DS3 ist ebenso noch erhältlich und mit Glück können Sie ihn inklusive Bridge für 20 bis 50 Euro weniger erstehen.

Growatts Angebot übersteigt die Bezeichnung "Mikrowechselrichter" zwar etwas, ein Blick kann sich jedoch trotzdem lohnen. Anders als an den meisten Mikrowechselrichtern müssen die Solarmodule an Growatt-Geräten in Reihe und nicht parallel geschaltet werden, da diese Stringwechselrichter sind und mit höheren Spannungen arbeiten. Wer aber sowieso Verlängerungen zum Set bekommen hat, muss meist nicht noch weiteres Zubehör kaufen. Beachten Sie nur, dass alle Module in dieser Konfiguration in dieselbe Himmelsrichtung und im selben Winkel ausgerichtet sein müssen. Viele Modelle erfüllen auch einen IP-Schutzgrad, der uneingeschränkte Außenmontage zulässt.

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Der Growatt MIC 800TL-X kostet derzeit rund 240 Euro. Die Ertragsüberwachung läuft per OLED-Bildschirm oder mit optionalem WLAN-Stick und dann per Smartphone-App oder Website.

Envertech nutzt wie Deye den Stecker BC01 auf Wechselspannungsseite und hat Mikrowechselrichter 300, 360, 560, 720 und 1200 Watt Ausgangsleistung im Sortiment. Die 720-Watt-Variante liegt bei etwa 240 Euro und hat zwei 12-Ampere-Eingänge. Für die Ertragsüberwachung muss man jedoch noch einmal rund 100 Euro zusätzlich einplanen, denn dafür benötigt man die EVB300 genannte Bridge.

Wenn Sie Clouds und teure Bridges nicht mögen – die zuvor genannten Wechselrichter nutzen diese zur Auswertung – und die Norm sowieso ignorieren, indem Sie den Wechselrichter per Schutzkontaktstecker mit der Hauselektrik verbinden, können Sie auch eine taugliche Messsteckdose einsetzen. AVMs FritzDECT 210 etwa arbeitet mit gängigen aktuellen Fritzboxen zusammen und speichert die Werte lokal auf dem Router – DECT-Empfang am Installationsort vorausgesetzt.

Unser Liebling

Vorab, das ist keine bezahlte Werbung: Wechselrichter von Hoymiles empfehlen wir vor allem dank eines Open-Source-Projekts, das mit dem Hersteller nichts zu tun hat. Geht es nach diesem, bräuchte man zur Auswertung eine happig teure Bridge mit Cloudanbindung. Der Hersteller integriert für die Verbindung zu seiner Bridge eine proprietäre Funkschnittstelle auf 868 oder 2400 MHz zur drahtlosen Ertragsüberwachung; ein paar pfiffige Entwickler haben das Protokoll reverse-engineered und daraus AhoyDTU entwickelt, woraus das Projekt OpenDTU hervorgegangen ist. OpenDTU läuft auf dem WLAN-Mikrocontroller ESP32 mit dem wiederum ein externes Funkmodem verbunden ist, über das die Firmware mit dem Wechselrichter spricht.

Der Nutzer bekommt wiederum ein lokales Webinterface vom ESP32 gestellt, auf dem er die Daten abrufen kann. Das Konstrukt kommt völlig ohne Cloud und Internetzugriff aus. OpenDTU ist zwar ein Bastelprojekt, doch bei Amazon, eBay und Kleinanzeigen findet man mittlerweile fertig aufgebaute Geräte mit der Firmware. Nur Obacht beim OpenDTU-Kauf: Es gibt zwei Modemtypen für unterschiedliche Wechselrichterserien. Schauen Sie genau in die Angebotsbeschreibung!

Zugegeben, die Möglichkeiten von OpenDTU alleine sind etwas limitiert: Es fragt zwar bis zu 10 Wechselrichter ab, zeigt aber nur die Momentanleistung, den Tagesertrag und den Gesamtertrag über die Lebenszeit des Wechselrichters insgesamt und pro Panel an. Die Ressourcen auf dem ESP32 reichen schlicht nicht, um schicke Diagramme zu zeichnen und dafür ständig Werte zu speichern. Wer das möchte, muss die Daten über das Telemetrieprotokoll MQTT an einen leistungsstärkeren Rechner wie einen Raspberry Pi schicken und dort etwa mit Grafana selber für schicke Darstellungen sorgen.

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Die, die das nicht anspricht, können für etwa 50 Euro die DTU-WLite beschaffen und App sowie Website von Hoymiles einsetzen.

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Davon abgesehen kann Hoymiles mit einer großen Auswahl an Wechselrichtern zu akzeptablen Preisen aufwarten: Die einphasige HM-Serie gibt es bis 1500 Watt für vier Panels; der durchschnittliche Balkonkraftwerker würde jedoch zum HM-800 mit zwei Eingängen greifen. Praktisch ist auch, dass diese Serie wie Deye wechselspannungsseitig den Steckertyp BC01 hat. Die HMS- und HMT-Serien sind eher etwas für die, die das PV-Hobby noch weiter eskalieren wollen.

Das Kind beim Namen genannt

Hoymiles hat zum Fall Deye in einem Blogpost geäußert. Ohne den betroffenen Hersteller direkt zu nennen, versichert Hoymiles, dass man das Relais als Sicherheitsfunktion wichtig findet und die Sache ernst nehme. Wer die Wechselrichter von Hoymiles kaufe, kaufe höchste Sicherheit und dafür stehe man.

Genauso wie zuvor bei Deye muss man natürlich darauf vertrauen, dass das auch so bleibt. Die Geräte sind innen vergossen und meist schwer zu öffnen. Zudem kann das Herauspulen der Vergussmasse die Elektronik beschädigen – Selbstkontrolle ist also schwierig. Alle unsere bislang getesteten Geräte klickten beim Aufschalten aufs Netz aber hörbar. (amo)