Die sogenannten Balkonkraftwerke sind Systemlösungen zur Erzeugung von Solarenergie am heimischen Balkon. Ein klassisches Balkonkraftwerk umfasst Photovoltaikmodule, einen Wechselrichter und ein Anschlusskabel zur Steckdose. Bisher erlaubt der Gesetzgeber solche Kleinsterzeugeranlagen bis zu einer Wechselrichterleistung von 600 Watt.
Laut Branchenangaben sind in Deutschland bereits rund 250.000 Balkonanlagen mit einer geschätzten Gesamtleistung von 100 Megawatt in Betrieb. Allerdings sind nur rund 120.000 dieser Anlagen bei der Bundesnetzagentur gemeldet. Ab Januar 2024 sind Balkonkraftwerke in Deutschland bis 800 Watt zugelassen, die Anforderungen an die Installation werden weiter vereinfacht.
Die Synergie zwischen Balkonkraftwerken und Urban Gardening eröffnet eine Möglichkeit zur ganzheitlichen Nutzung des begrenzten städtischen Raums. Während Balkonkraftwerke das Sonnenlicht in emissionsfreie Energie umwandeln, ermöglicht Urban Gardening den nachhaltigen Anbau von Nahrungsmitteln zum Beispiel auf dem Balkon.
Synergie öffnet neue Möglichkeiten
Urban Gardening wird auf unterschiedliche Weisen umgesetzt. Ein Ansatz ist die Nutzung einer Growbox. Dieses kompakte, meist geschlossene Anbausystem schafft auf kleinstem Raum ein optimales Klima für das Pflanzenwachstum. Die Box wird auf Balkonen, Terrassen oder in Innenräumen installiert.
Das Hydroponik-System im Inneren der Growbox nutzt, im Gegensatz zur herkömmlichen Erdbewirtschaftung, Wasser als Medium zur Nährstoffversorgung der Pflanzen. Dies ermöglicht das schnellere und effizientere Wachstum bei gleichzeitigem Verzicht auf Erde.
Solare Überschüsse nutzen
Im Forschungsprojekt Optiplant wurde die Kombination von Solarstrom und Growbox untersucht. Ein Simulationsprogramm berechnet ortsabhängig und für jede Balkonausrichtung spezifische Tagesganglinien. Berücksichtigt werden die durchschnittlichen Haushaltsverbräuche über den Tag hinweg, um die Tageszeit mit erhöhtem Überschuss an erzeugter Energie zu ermitteln.
Diese überschüssige Energie wird genutzt, um ein Nährstoff-Film-Technik-System (NFT-System) in der Growbox zu versorgen. Durch die Integration von Standortdaten und Verbrauchsprofilen ermöglicht das Simulationsprogramm eine effiziente Nutzung der von den Solarmodulen produzierten überschüssigen Energie. Für die Datenerhebung wird ein Versuchsaufbau auf der Dachterrasse eines Gebäudes der HTWK errichtet. Mithilfe geeigneter Sensorik wird das Hydroponik-System überwacht und das Pflanzenwachstum mit LED unterstützt.
Einfachheit als Chance
Bisher gibt es kaum Ingenieurbüros, die sich mit der Installation von Balkonkraftwerken auseinandersetzen. Das ist vor allem dem Umstand geschuldet, dass die Anlagen von jeder oder jedem montiert und in Betrieb genommen werden können. Jedoch ergibt sich gerade aus dieser Einfachheit die Chance für Ingenieurbüros, die Beratung und den Vertrieb von Fertiglösungen zu übernehmen.
Sie könnten Kundinnen und Kunden den unkomplizierten Zugang zu den Vorteilen dieser innovativen Synergieeffekte bieten. Durch die Passfähigkeit der im Projekt zu untersuchenden Lösung auf diverse Gebäudetypen, insbesondere Wohn- und Bürogebäude mit Dachterrassen und Balkonen, ist die Implementierung von Balkonkraftwerken in Kombination mit Hydroponik besonders niedrigschwellig.
https://www.htwk-leipzig.de/forschen/forschungsprojekte/optiplant
Foto: HTWK Leipzig
Foto: HTWK Leipzig
Danksagung
Finanzierung durch die Elstatik-Stiftung
Das Wissenschafts- und Forschungsprojekt wird unterstützt, gefördert und finanziert durch die Elstatik-Stiftung von Günter und Sylvia Lüttgens. Für diese Unterstützung danken die Autoren herzlich.
Autorinnen und Autoren
