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Photovoltaikanlage - alles was Sie wissen müssen

Eine Photovoltaik-Anlage macht aus Sonnenlicht Strom. Bei diesem Vorgang treffen die Sonnenstrahlen auf die Solarzellen. Die Solarzellen erzeugen daraus Gleichstrom. Einzelne Solarzellen sind zu größeren Solarmodulen zusammengeschaltet und diese wiederum über ein Montagesystem und entsprechenden Verkabelungen zur gesamten Solaranlage. Ein Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom zu Wechselstrom um und dieser wird über Kabel ins öffentliche oder private Netz eingespeist. Der aus Sonnenlicht produzierte Strom steht somit zur Nutzung bereit.


Photovoltaikanlagen für Eigenheimbesitzer – Was gibt es zu beachten?

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Was sind die wichtigsten Bestandteile der Photovoltaikanlage?

Solarmodule

Eine Photovoltaikanlage besteht aus mehreren Solarmodulen / Photovoltaikmodulen. Diese Module sind eigentlich die wichtigsten Bestandteile der gesamten Anlage, denn hier wird das direkte Sonnenlicht in Strom umgewandelt. Ein Solarmodul besteht aus vielen miteinander verbundenen Solarzellen. Diese Zellen wiederum bestehen aus Silizium, welches ein so genannter Halbleiter ist und damit eine verbesserte Leitfähigkeit bei Energiezufuhr hat. Trifft nun Licht auf die Solarzelle, dann bewegen sich die in der Zelle vorhandenen Elektronen und wandern über ein Kabel. Diese Bewegung der Elektronen ist der Strom. Der Strom wird dann über Kabel ins Haus oder ins Stromnetz geleitet. Man unterscheidet zwei Arten von Photovoltaikmodulen: monokristalline und polykristalline Module. Die durchschnittliche Nennleistung eines Moduls liegt bei 275 Wp bis 400 Wp.

Wechselrichter

Der Wechselrichter wandelt den in den Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Notwendig ist diese Umwandlung, weil das Stromnetz mit Wechselstrom betrieben wird. Zur Leistungsoptimierung der Anlage kann der Wechselrichter auch seinen Beitrag leisten, indem er immer diejenige Kombination aus Strom und Spannung wählt, bei der die maximale Leistung entsteht. Des Weiteren übernimmt der Wechselrichter eine Schutzfunktion und trennt die Anlage vom Netz, wenn die Netzfrequenz stark ansteigt oder abfällt. Eine weitere mögliche Funktion eines Wechselrichters ist das Monitoring. Hierbei überwacht und dokumentiert er die Erträge der Anlage.

Zählertypen

Je nach Typ der Photovoltaikanlage werden verschiedene Zähler benötigt, die wir im folgenden aufgelistet haben. Wichtig zu erwähnen ist, dass ein Zähler zu Abrechnungszwecken immer geeicht sein muss.

Der Einspeisezähler

Die Menge an Strom, die aus der Photovoltaikanlage ins Netz gespeist wird, wird vom Einspeisezähler gezählt. Das ist beispielsweise für die Einspeisevergütung wichtig.

Der Verbrauchszähler

Einen Verbrauchszähler kennt jeder Haushalt, auch wenn kein PV-Anlage vorhanden ist. Der Verbrauchszähler zählt die Strommenge, die vom Haushalt aus dem Netz bezogen wird.

Der Eigenverbrauchszähler

Wenn nicht der gesamte selbst erzeugte Strom ins Netz eingespeist wird, sondern ein Teil selbst verbraucht wird, dann benötigt man einen Eigenverbrauchszähler. Er ermittelt den selbst verbrauchten Anteil des selbst erzeugten PV-Stromes.

Der Zwei-Wege-Zähler

Ein Zwei-Wege-Zähler heißt auch Zweirichtungszähler und wird genutzt, um die Strommenge zu messen, die von der PV-Anlage ins öffentliche Netz geht und gleichzeitig die selbst verbrauchte Menge des PV-Stroms zu messen. Durch einen solchen Zähler spart man sich Platz und hat zudem oft auch die zusätzliche Möglichkeit der Fernabfrage.

Stromspeicher

Einen Stromspeicher nutzt man, um den mit der PV-Anlage erzeugten Strom zu speichern, um ihn verbrauchen zu können, wenn es nötig wird. So kann man abends Strom verbrauchen, wenn die Sonne nicht mehr scheint und die PV-Anlage nicht mehr produziert. Ein Stromspeicher erhöht also den Eigenverbrauch.

Verkabelung

Die Kabel haben die Aufgabe, die einzelnen Komponenten elektrisch miteinander zu verbinden. Außerdem transportieren sie den Strom zum Wechselrichter und vom Wechselrichter ins Netz. Bis zum Wechselrichter werden Gleichstromkabel, ab dem Wechselrichter werden Wechselstromkabel benötigt. Darüber hinaus sind die verwendeten Kabel spezielle zertifizierte Solarkabel, die der Witterung standhalten und hohen Standards entsprechen müssen.

Montagesystem

Das Montagesystem dient der Befestigung der Photovoltaikanlage und ihrer einzelnen Komponenten. Hierbei gibt es verschiedene Montagesysteme, wie:

  • das Aufdach-Montagesystem
  • das Indach-Montagesystem
  • das Flachdach-Montagesystem
  • das Freiland-Montagesystem

Das Aufdach-Montagesystem funktioniert meist mittels Dachhaken, die die Module am Dach befestigen. Dieses System wird auf normalen Dachziegeln genutzt. Bei der Indach-Montage verfügen meist die Module selbst über integrierte Montagesysteme, mit denen sie direkt auf den Dachsparren befestigt werden und die Funktion des Daches mit übernehmen. Auf flachen Dächern werden die Module meist auf spezielle Ständer montiert oder auf mit Ballast gefüllten Kunststoffwannen befestigt, um die Ausrichtung zu optimieren. Für eine Freiland-PV-Anlage gibt es spezielle Befestigungen, die die Module am Boden verankern.

Anlagenüberwachung

Mithilfe einer Anlagenüberwachung ist es jederzeit möglich, den Ertrag zu überwachen und damit zu sichern. Außerdem kann man Störungen schnell bemerken und entgegenwirken. Die Anlagenüberwachung ist auf zwei verschiedenen Wegen möglich: manuell oder mit Hilfe von Datenloggern.

Manuelle Anlagenüberwachung

Die manuelle Überwachung der PV-Anlage ist nichts anderes, als die Werte in bestimmten Abständen selbst zu erfassen und zu notieren. Mit den Werten können dann Vergleiche angestellt werden. Hier empfiehlt es sich außerdem, den oder die Wechselrichter regelmäßig auf Fehlermeldungen hin zu überprüfen. Die Nachteile der manuellen Überwachung liegen sicherlich in der nachlassenden Regelmäßigkeit und der Tatsache, dass Fehlfunktionen nur vermutet werden können.

Photovoltaik Datenlogger

Mit Hilfe von Datenloggern erfolgt die Anlagenüberwachung automatisch, die Daten werden aufgezeichnet und am Computer ausgewertet. Datenlogger bieten entscheidende Vorteile:

  • die Anlage wird in Echtzeit und tatsächlich überwacht
  • Meldungen bei Fehlfunktionen
  • Anwenderfreundlichkeit
  • der Vergleich der Daten ist jederzeit möglich
  • Fernüberwachung mit Smartphone oder Tablett

Der einzige Nachteil der Überwachung mit einem Datenlogger ist der Preis, den man für das Gerät aufbringen muss.


Ist eine Photovoltaikanlage geeignet für mich?

Um diese Frage zu beantworten, müssen die Gegebenheiten immer individuell betrachtet werden. Insgesamt lässt sich sagen, dass sich PV schon aus Umweltgründen lohnt. Nachfolgend sind einige wichtige Punkte aufgeführt.

Stand in Deutschland und EEG

Noch vor wenigen Jahren wuchs die Anzahl der installierten PV-Anlagen rasant an. Der Grund dafür war die hohe Rendite durch die Einspeisevergütung. Der Strom wurde vollständig ins Netz eingespeist, um Geld zu verdienen. Seit 2012 allerdings wird die Einspeisevergütung schrittweise zurückgefahren. Dadurch wurden natürlich auch weniger Anlagen gebaut. Trotzdem gibt es noch immer die Vergütung für den produzierten Strom, doch als Geldanlage lohnt sich das nicht, wie die Zahlen zeigen:

Einspeisevergütung in Cent/kWh
Inbetriebnahme Dachanlage
bis 10 kWp
Dachanlage
10 bis 40 kWp
Dachanlage
40 bis 100 kWp
Sonstige
bis 100 kWp
01.05.2019 10,95 10,65 8,38 7,57
01.06.2019 10,79 10,50 8,25 7,45
01.07.2019 10,64 10,34 8,13 7,34

Der Fokus liegt jetzt vielmehr auf dem Strom selbst und auf dem Wunsch, die eigene Stromrechnung zu senken.

Eigene Vorteile nutzen

Der Strom lässt sich nicht mehr, wie noch vor einiger Zeit, gewinnbringend verkaufen, sondern er lässt sich selbst nutzen. Außerdem ist die nötige Technik günstiger geworden. Insgesamt lassen folgende Gründe aufführen, aus denen eine PV-Anlage jetzt durchaus interessant ist:

  • man produziert seinen eigenen Strom
  • man muss weniger Strom kaufen
  • die Stromrechnung wird spürbar gesenkt
  • die Unabhängigkeit vom Stromversorger wächst
  • man ist teilweise gegen steigende Strompreise abgesichert

Der selbst produzierte Strom kostet nur halb so viel wie der Strom aus dem Netz. Da reichen auch schon kleine PV-Anlagen, um die Stromrechnung zu senken. Mit einer Dachfläche von 10 Quadratmetern zum Beispiel können ca. 1.000 kWh Strom zu einem Selbstkostenpreis von ungefähr 10 bis 14 Cent selbst produziert werden.

Individuelle Planung

Bei der Planung einer PV-Anlage spielen die verschiedensten Faktoren eine Rolle. Es empfiehlt sich auf jeden Fall, folgende Faktoren im Vorfeld abzuklären und ggf. anzupassen:

  • die Dachneigung
  • die Sonnenstrahlung
  • der Neigungswinkel
  • die Dachausrichtung
  • die Verschattung
  • die Dachart

Dachneigung und Dachausrichtung lassen sich nicht ändern, aber mit speziellen Montagesystemen lassen sich die Module in ihrer Ausrichtung ändern. Verschattungen durch Bäume können minimiert oder entfernt werden. Die Dachart spielt eine Rolle bei der Auswahl des Montagesystems. Es ist in jedem Fall eine individuelle Planungsfrage, aus den vorherrschenden Bedingungen das Optimum herauszuholen.

Weitere persönliche Entscheidungsfaktoren

Überprüft werden sollten auch weitere persönliche Faktoren. So ist ein vorhandenes Elektroauto ein solcher Faktor. Wird das Fahrzeug täglich mit dem selbst produzierten Strom geladen, so steigt damit die Eigenverbrauchsquote und damit auch die Wirtschaftlichkeit.

Auch die Zeit, die man zu Hause verbringt, spielt eine Rolle. Wer den ganzen Tag nicht da ist und somit den Strom nur nachts benötigt, der sollte einen Stromspeicher in seine Überlegungen einbeziehen. Von April bis Oktober erzeugt eine Photovoltaikanlage in Abhängigkeit von den Gegebenheiten normalerweise genug Strom, um täglich den gesamten Haushalt zu versorgen und den Speicher für die Nacht zu füllen.

Spielt Smart-Home im eigenen Zuhause eine Rolle mit zeitgesteuerten Geräten und automatisierten Abläufen, dann wird auch hier Strom verbraucht – unter Umständen auch, wenn niemand zu Hause ist. Auch das sollte in die Überlegungen einfließen.

Neubau mit PV-Anlage

Eine PV-Anlage erhöht die Energieeffizienz eines Hauses. Bei einem Neubau ist es möglich, eine Förderung zu bekommen, wenn bestimmte Standards erfüllt werden. Der Fördertarif KfW 40 Plus existiert seit dem 01.April 2016 und fördert innerhalb der Programme KfW 153 (Energieeffizient Bauen) und KfW 124 (Wohneigentumsprogramm) Häuser, die zusätzliche Komponenten bereitstellen und Voraussetzungen erfüllen. Dazu gehört eine „Stromerzeugung auf dem Grundstück durch eine Anlage, die mit erneuerbarer Energie gespeist wird“, „ein stationäres Batteriespeichersystem als Stromspeicher“, „eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, bei der der Wärmebereitstellungsgrad mindestens 80 % beträgt“ und „der Stromverbrauch und die Stromerzeugung müssen über ein Benutzerinterface klar ersichtlich sein.“ Werden diese Voraussetzungen alle erfüllt, dann ist eine Förderung mit einem Förderkredit bis zu 100.000 € und einem Tilgungszuschuss bis zu 15.000 € möglich.

Wirtschaftlichkeit der eigenen PV-Anlage

Neben der positiven Umweltfrage steht die Wirtschaftlichkeit einer Anlage an erster Stelle. Und hierbei betrachtet man in der Regel einen Zeitraum von 20 Jahren, was mit der gesetzlich garantierten Einspeisevergütung nach dem EEG zu tun hat. Die Wirtschaftlichkeit richtet sich dabei nach diesen Punkten:

  • Modulart und Qualität
  • Ausrichtung und Dachneigung sowie Verschattungen
  • Sonneneinstrahlung am geplanten Standort der Anlage
  • Wechselrichter
  • Investitionskosten
  • Betriebs- und Wartungskosten
  • ggfs. Finanzierungskosten
  • Zinssatz und Inflation
  • Eigenverbrauchs- und Einspeisemenge
  • Energiepreissteigerungsrate
  • Eigenverbrauchsquote

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es für alle individuellen Gegebenheiten eine passende PV-Lösung gibt.


Ist ein Stromspeicher eine sinnvolle Ergänzung?

Mit einem Stromspeicher kann der tagsüber aus der Photovoltaikanlage produzierte und nicht genutzte Strom gespeichert werden, um ihn dann zu nutzen, wenn er gebraucht wird. Der PV-Alagenbetreiber muss seine Gewohnheiten nicht ändern und erreicht trotzdem eine Verringerung der Stromrechnung, eine Optimierung des Eigenverbrauchs und leistet einen persönlichen Beitrag zur Energiewende.

Stromspeicher am Markt

Die Zahl der Lithium-Ionen-Speicher wird immer größer. 2017 gab es rund 80.000 Geräte, 2018 waren es schon rund 120.000. Meistens werden Speicher in Verbindung mit Photovoltaikanlagen installiert. Da es aber rund 1,7 Millionen installierte Photovoltaikanlagen gibt, ist die Zahl der Speicher noch verschwindend gering. Stromspeicher lassen sich aber auch bedenkenlos in bereits vorhandene PV-Anlagen integrieren.

Voraussetzungen für Stromspeicher

Um einen Stromspeicher zu betreiben, müssen einige Punkte erfüllt sein. Dazu gehören:

  • eine gleichbleibende Temperatur zwischen 10 und 25 Grad
  • der Aufstellort sollte nicht von zusätzlichen Wärmequellen beeinflusst werden
  • ausreichend Platz zum Be- und Entlüften
  • eine Luftfeuchtigkeit von weniger als 80%
  • genügend Platz für Wartungsarbeiten
  • ein vibrationsfreier Untergrund
  • Schutz vor Überschwemmungen

Förderung von Stromspeichern

Stromspeicher werden auch gefördert, so kann der Anlagenbetreiber beispielsweise über die KfW Förderprogramme Erneuerbare Energien 270 und 274 sowie Energieeffizient Bauen 153 einen Speicher mitfinanzieren. Es gibt auch regionale Förderungen in den einzelnen Bundesländern, hier lohnt es sich, sich zu informieren.

Wann ist ein Stromspeicher sinnvoll?

Einen Stromspeicher mit der eigenen PV-Anlage zu kombinieren, ist immer dann sinnvoll, wenn man seinen eigenen Autarkiegrad erhöhen möchte. Mit dem Stromspeicher steigt die Unabhängigkeit vom Strommarkt mit seinen steigenden Preisen. Auch um einen echten Beitrag zum Umweltschutz zu leisten, kann ein Stromspeicher eine Hilfe sein. Und nicht zuletzt gibt es da noch die Technik-Fans, die einen Stromspeicher in ihre Anlage integrieren. Warten sollen die, die rein aus wirtschaftlichen Interessen handeln. Es wird erst dann rentabel, wenn die Stromspeicher 600-800 Euro pro Kilowattstunde Speicherinhalt kosten.

Eine Stromspeicher-Nachrüstung ist technisch ebenso möglich, wirtschaftlich sinnvoll aber nur bei Anlagen, die zwischen 2009 und 2012 in Betrieb gingen und von der damals gültigen Eigenverbrauchsvergütung profitieren können. Für alle anderen Anlagenbetreiber von Bestandsanlagen empfiehlt es sich, noch einmal das Thema Batteriespeicher zu überdenken, wenn die 20 Jahre Förderung auslaufen.

Kosten von Stromspeicher

Der deutsche Speichermarkt ist groß und umfasst in etwa 300 verschiedene Speicher von ungefähr 44 unterschiedlichen Herstellern. Derzeit muss man mit Kosten in Höhe von 1.200 Euro pro Kilowattstunde Speicherinhalt rechnen. Einige wenige Systeme kommen bereits mit 800 Euro pro Kilowattstunde Speicherinhalt aus. Das ist auch die eigentliche Grenze, unterhalb der sich das Ganze wirtschaftlich erst rechnet. Allerdings rechnet sich das wiederum nur, wenn die Lebensdauer des Speichers auch wirklich 20 Jahr beträgt.

Die Preise sind zwar in den letzten Jahren gesunken, dennoch kosten 75 Prozent der Anlagen immer noch zwischen 1.800 und 800 Euro pro Kilowattstunde Speicherinhalt.

Lebensdauer von Stromspeichern

Die maximale Ladezyklenanzahl bei Lithium-Ionen-Speichern liegt bei 4.000 bis 7.000, d.h. so oft können die Speicher vollständig geladen und entladen werden. Bei gut geplanten Stromspeichern geht man von rund 220 vollständigen Be- und Entladungen pro Jahr aus. Doch noch viel stärker wirken sich die Betriebsbedingungen und die kalendarische Alterung auf die Lebensdauer der Batterie aus. Somit erreicht ein Lithium-Ionen-Speicher unter besten Bedingungen ein Alter von 15-20 Jahren.

Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern

Die Wirtschaftlichkeit hängt von der Lebensdauer des Speichers ab, von der Menge der eingesparten Stromkosten und von der Höhe der Anschaffungskosten des Speichers.

Anders ausgedrückt heißt das, dass die gespeicherte Kilowattstunde Solarstrom weniger kosten muss als die Kilowattstunde Strom aus dem Netz.

Zum Vergleich: Strom aus einer Photovoltaikanlage kostet derzeit ca. 8-12 Cent pro Kilowattstunde. Eine Kilowattstunde aus dem Netz hingegen kostet 29 Cent. Ohne Speicher können somit 17-21 Cent pro Kilowattstunde gespart werden. Ist ein Speicher vorhanden, dann kann mehr Strom selbst genutzt werden, aber auf der Gegenseite erhöhen sich die Kosten für die Stromerzeugung. Bleiben die Kosten für die Erzeugung und Speicherung des eigenen Stroms unter 29 Cent pro kWh, dann spart der Anlagenbesitzer am Ende.

Ob diese Einsparung ausreicht, um die Anschaffungskosten auszugleichen, kriegt man raus, indem man die jährliche Ersparnis mit der Lebensdauer des Speichers von ungefähr ca. 20 Jahren multipliziert. Ist das Ergebnis höher als die ursprünglichen Investitionskosten, so ist die Anschaffung des Photovoltaikspeichers wirtschaftlich.


Sind Solardachziegel eine geeignete Alternative?

Solardachziegel sind Photovoltaikmodule in Form von Dachziegeln und werden anstelle der herkömmlichen Ziegel zur Dacheindeckung genutzt. Gleichzeitig produzieren sie wie jede andere Photovoltaikanlage Strom.

Großer Vorteil: Das Aussehen

Wer Angst hat, sich mit PV-Modulen das Aussehen seines Hauses zu verunstalten, der sollte auf Solardachziegel zurückgreifen. Mit den Solardachziegeln bleibt die Optik erhalten. Auswählen kann man zwischen vielen unterschiedlichen Designs. Es gibt strukturierte und glatte Solarziegel, es gibt aber auch den rustikalen und den exquisiten Look.

Beispiele von Solardachziegeln

Hersteller von Solardachziegeln gibt es mittlerweile eine ganze Menge. Hier sind einmal drei internationale Beispiele aufgezählt.

  • Solardachziegel von Autarq:
    Autarq ist ein deutscher Hersteller aus Prenzlau in Brandenburg. Die Solardachziegel sind kaum von herkömmlichen Dachziegeln zu unterscheiden. Autarq produziert nämlich identische Kopien der verfügbaren Dachziegel und verbindet diese mit Solarmodulen. Es handelt sich hier um monokristalline Zellen mit einer Leistung von 90-110 W/m².
  • Solardachziegel Hanergy Hantile:
    Hanergy ist ein chinesischer Hersteller. Seine Solardachziegel sind eine Kombination von speziellen Dünnschicht-Solarmodulen und herkömmlichen Dachziegeln. Erhältlich sind diese in drei unterschiedlichen Formen. Die Ziegel haben unterschiedliche Maße, eine Lebensdauer von 30 Jahren und eine Leistung von 12-30 Wp pro Modul. Der Wirkungsgrad liegt bei rund 17,5%.
  • Solardachziegel Tesla Solar Roof:
    Tesla ist ein US-amerikanische Unternehmen, welches auch Solardachziegel herstellt. Hier weiß man aber nicht genau, wann die Ziegel tatsächlich auf dem deutschen Markt erhältlich sein werden. Die Solardachziegel bestehen aus Glas und sind in vier Typen erhältlich. Außerdem gibt es diese Glasziegel mit und ohne Solarzellen.

Lebensdauer von Solardachziegeln

Mit einer PV-Anlage sollen hohe Erträge erzielt werden und das möglichst lange. Bei den Solardachziegeln ist es nun aber so, dass es bisher nicht genug Praxis gibt, um eine Aussage zur Lebensdauer treffen zu können. Die gesamte Solarziegel-Technologie steckt noch in den Kinderschuhen.

Technische Details

Wichtig zu wissen ist, dass es bei der Montage der Solardachziegel eine Vielzahl von Steckverbindungen gibt, die installiert werden müssen. Zum Vergleich: Es sind ca. zehn Mal so viele Verbindungen wie bei herkömmlichen Solarmodulen. Weil es deutlich mehr Steckverbindungen sind, ist auch das Risiko für Schäden höher. Das sollte man wissen, denn jede Reparatur ist auch mit Kosten verbunden.

Eine Hinterlüftung ist bei Solardachziegeln unumgänglich. Da die Ziegel sehr heiß werden können, müssen sie in jedem Fall ausreichend hinterlüftet werden, zumal sonst auch der Leistungsgrad sinkt. Eine weitere negative Auswirkung von fehlender Hinterlüftung ist Schimmel, der sich auf dem Dach bilden kann.

Lohnen sich Solardachziegel?

Diese Frage zu beantworten, ist nicht leicht, denn es hängt von dem jeweiligen Anlagenbesitzer und dessen Wünschen ab. Allem voran überzeugt hier die Optik. Wem das Aussehen des Daches am wichtigsten ist, der sollte sich im Bereich der Solardachziegel einmal umschauen.

Der Preis der Solardachziegel ist aber noch nicht konkurrenzfähig. Eine PV-Anlage mit Solardachziegeln kostet mehr als eine herkömmliche Solaranlage. Hier muss natürlich gegengerechnet werden, dass man sich die normalen Dachziegel spart. Eine weitere Einschränkung bezüglich der Solardachziegel ist die Leistung. Dabei ist die Gesamtleistung des Daches vergleichsweise niedrig.

Gegenüberstellung der Kosten:

Art der Anlage Anlagengröße Bedarf Dachfläche Kosten / Durchschnitt Kosten pro kWp
herkömmliche PV-Anlage 7kWp 5qm 8.900€ 1.270€
PV-Anlage mit Solardachziegel 7kWp 30qm 15.050€ 2.150€

Die Planung der Photovoltaikanlage. Was kommt da auf mich zu?

Ob die Planung der Photovoltaikanlage selbst oder von einem Fachbetrieb vorgenommen wird, sollte man sich über folgende Punkte bewusst werden.

Dacharbeiten

Für die Installation einer PV-Anlage muss zuerst geprüft werden, ob Dacharbeiten notwendig sind. In aller Regel reicht die Statik zwar aus, um das Gewicht der Anlage tragen zu können, eine Kontrolle ist an dieser Stelle aber trotzdem empfehlenswert. Je nach Region müssen Wind- und Schneelasten bedacht werden. Des Weiteren muss die Dachhaut dicht sein und der Zustand der Dacheindeckung sollte in Ordnung sein. Gegebenenfalls muss hier renoviert oder ausgebessert werden. Lieber einmal zuviel nachdenken und verschiedene Szenarien durchspielen wie beispielsweise ein neues Dachfenster, Schornstein, Dämmung etc. Das alles kann mit einer Photovoltaikanlage das Vorhaben erschweren.

Dachfläche

Bei der eigentlichen Dachfläche gibt es mehrere Punkte, die zu prüfen sind:

  • die Größe der Fläche bestimmt auch die Größe und damit die Dimensionierung der PV-Anlage
  • die Ausrichtung der Dachfläche bestimmt maßgeblich den zu erwartenden Ertrag der Anlage, in Deutschland erhält man den größten Ertrag, wenn die Module der Anlage genau nach Süden zeigen. Aber auch Abweichungen nach Osten oder Westen gehen mit gerade einmal bis zu 10% Vertragseinbußen einher, haben aber gleichzeit den positiven Effekt, dass der Eigenverbrauch durch die Morgensonne und Abendsonne gesteigert werden kann.
  • die Dachneigung spielt ebenso eine Rolle, denn optimal ist ein Aufstellwinkel von ca. 30° für die Module
  • Gauben, Einschnitte, Schornsteine, Fenster und Antennen verringern die nutzbare Dachfläche
  • eventuelle Verschattungen haben einen Einfluss auf die Erträge, unter Umständen müssen Bäume entfernt werden

Energiebedarf ermitteln

Einer der wichtigsten Punkte bei der PV-Planung ist die Größe der Anlage. Wesentlich beeinflusst wird die Größe vom gewollten Eigenverbrauch des Stromes. Daher sollte man wissen, wie hoch der eigene Energiebedarf ist. Das kann leicht aus den vorangegangenen Stromablesungen entnommen werden. Gegebenenfalls sollte der zukünftige Kauf eines Elektroautos bedacht werden.

Erzielbare Leistung und passende Module

Die zur Verfügung stehende Dachfläche steht fest, so dass man schnell berechnen kann, wie viele Module auf dem Dach Platz finden. Das gilt aber nur bei Schrägdächern und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die einzelnen Module etwas Abstand zueinander haben müssen. Auch ist ein bestimmter Abstand zum Rand des Daches notwendig.

Bei einem Flachdach können die Module aufgestellt werden, müssen dann aber den entsprechenden Abstand haben, um sich nicht gegenseitig zu verschatten. Werden die Module nicht aufgestellt, muss man einen Abschlag von mindestens 50% einrechnen.

Bei der Auswahl der Module ist es wichtig zu wissen, dass mono- und polykristalline Module den höchsten Ertrag bringen. Gerade bei kleinen Flächen sind diese Module empfehlenswert.

Baugenehmigung

Im Grunde ist es so, dass eine Baugenehmigung für Photovoltaikanlagen auf Dächern oder an Fassaden privater Häuser nicht notwendig ist. Trotzdem gibt es hin und wieder Berichte in den Medien, die einen durcheinanderbringen. Am besten ist es, wenn man sich vor Beginn der Installation an die Gemeinde wendet und einfach nachfragt. Auch die ausführende Installationsfirma sollte sich auskennen.

Anfrage beim Netzbetreiber und Anmeldung bei der Bundesnetzagentur

Vor dem Baubeginn muss ein Antrag beim Netzbetreiber wegen der Netzverträglichkeit gestellt werden. Im Normalfall gehört das zum Leistungsspektrum des Solarteurs. Es gibt hier Fristen, die zwingend einzuhalten sind.

Wer sich die Einspeisevergütung sichern will, der muss ab zwei Wochen vor Inbetriebnahme seine Anlage bei der Bundesnetzagentur anmelden. Ohne diese Anmeldung gibt es keine Einspeisevergütung. Die Anmeldung muss zwingend vom Anlagenbetreiber selbst erfolgen.

Solarteur und Angebote

Sind die Gegebenheiten geprüft und optimiert und alle notwendigen Schritte eingeleitet, dann kann es an die Installation gehen. Dafür sollten am besten einige Angebote von Solarteuren eingeholt und verglichen werden.


Photovoltaikanlage trotz Verschattung?

Verschattete Flächen schmälern den Ertrag einer Photovoltaik-Anlage. Es gibt auf dem Markt aber Systeme, die dem effektiv entgegenwirken können. Es handelt sich hierbei um die so genannten Leistungsoptimierer.

Leistungsoptimierer

Leistungsoptimierer können den Ertrag einer Photovoltaikanlage verbessern, allerdings nur, wenn wirklich teilverschattete Flächen vorhanden sind. Hier empfiehlt sich zunächst eine Analyse der Dachfläche.

Verschattungsanalyse

Bei einer Verschattungsanalyse wird der Verlauf der vorhandenen Verschattungen berechnet. Betrachtet werden dazu auch die örtlichen Gegebenheiten. Mit diesen Daten entscheidet der Solarteur dann, ob ein Leistungsoptimierer sinnvoll ist. Unter Umständen ist es effektiver, an den betreffenden Stellen gar keine Module zu installieren.

Leistungsoptimierer sinnvoll oder nicht?

Liegt eine Verschattung vor, dann ist ein Leistungsoptimierer unter Umständen sinnvoll. Weil immer mehrere Module in einem sogenannten „String“ verkabelt sind, bestimmt das Modul mit der schwächsten Leistung den Ertrag des gesamten Strings. Somit würde die Leistung der gesamten Anlage sinken. Ein Leistungsoptimierer verhindert an dieser Stelle, dass verschattete Module die Leistung der anderen Module beeinflussen.

Wichtig!

Wenn es keine Verschattungen gibt, dann nutzt ein Leistungsoptimierer gar nichts. Die Leistung einer voll funktionsfähigen PV-Anlage kann nicht noch weiter angehoben werden. Hier wirkt sich ein Leistungsoptimierer sogar negativ auf die Effizienz aus, denn er verbraucht selbst Energie und bedeutet zusätzliche Anschaffungskosten.


Ost-West-Ausrichtung statt Süden – geht das auch?

Sollte das eigene Haus nicht nach Süden ausgerichtet sein, dann tut das dem Wunsch nach einer eigenen PV-Anlage keinen Abbruch, denn Dächer mit einer Ausrichtung nach Westen oder Osten bringen in etwa 90 Prozent der Leistung, die man mit einer optimalen Ausrichtung erreichen kann.

Was bei einer Ost-West-Ausrichtung aber zu beachten ist, ist die Tatsache, dass die Dachneigung eine große Rolle spielt.

Der Vorteil

Dächer mit einer Ost-West-Ausrichtung haben tatsächlich einen großen Vorteil. Während auf optimal ausgerichteten Süddächern nur die Hälfte der Dachfläche zur Verfügung steht, weil meistens die Seite nach Norden ungeeignet ist, ist es bei Ost-/West-Dächern so, dass beide Seiten des Daches für Photovoltaik genutzt werden können.

Die optimale Ausrichtung

Natürlich sind auch bei Ost-West-Dächern einige Punkte zu beachten. Einer davon ist die Gegebenheit des Geländes in der Nähe. Gibt es zum Beispiel morgens Schatten wegen Bäumen oder Bergen, dann empfiehlt sich eine Westausrichtung, um abends möglichst lange die Sonne nutzen zu können. Die optimale Ausrichtung ist hier – genau wie bei Süddächern – von den örtlichen Gegebenheiten abhängig und sollte individuell geplant werden.

Der Eigenverbrauch

Der wichtigste Punkt bei PV-Anlagen in Ost/Westausrichtung ist aber der Eigenverbrauch des Stroms. Die Energie dieser Anlagen steht nämlich für den Eigenverbrauch länger zur Verfügung. Im Punkt Autarkie hat somit die Ost/Westausrichtung große Vorteile. Die Spitzenerträge über die Mittagsstunden wie bei Süd-Anlagen bleiben aus, weil die Sonne ja im Süden steht, aber die Anlage fängt morgens früher an zu arbeiten und liefert auch am späten Nachmittag noch Strom – vorausgesetzt, beide Seiten des Daches werden genutzt. Auf der einen Seite ergibt sich zwar ein geringerer Ertrag pro Modul, auf der anderen Seite können auch mehr Module auf beiden Seiten des Daches arbeiten.


Wie kommt die Photovoltaikanlage auf mein Dach?

Die Installation einer Photovoltaikanlage ist eine technisch komplexe und kostenintensive Angelegenheit. Daher sind wichtige Punkte bei der Planung zu beachten. Dazu gehören:

  • Ertragsprognose
  • Wirtschaftlichkeitsberechnung und Amortisationszeit
  • lokale Gegebenheiten
  • gewünschte PV-Komponenten

Der Weg der Photovoltaikanlage bis aufs Dach

Die Planung ist abgeschlossen und nun kann es losgehen, die Installation der Photovoltaikanlage kann beginnen. Nachfolgend sind einmal die einzelnen Schritte tabellarisch aufgeführt.

Tätigkeiten in der 1.-2. Woche

Schritt Tätigkeit Anmerkung
1 Netzanfrage Die Möglichkeit der Einspeisung in das öffentliche Netz muss beim örtlichen Elektrizitätswerk erfragt werden.
2 Finanzierung Eine Finanzierung kann über die eigene Hausbank erfolgen. Eventuelle Förderungen sollten beachtet werden.
3 Versicherung Ratsam ist es, die Anlage gegen Sturm, Hagel, Feuer usw. abzusichern. Ein MUSS ist eine Versicherung jedoch nicht.
4 Angebotsvergleich und Auftragsvergabe Solarteure in der Umgebung machen gern ein umfassendes Angebot. Der Auftrag für die Installation kann vergeben werden, wenn das Energieversorgungsunternehmen (EVU) zustimmt. (siehe Pkt.1)

Tätigkeiten in der 3.-4. Woche

Schritt Tätigkeit Anmerkung
5 Erstellung der Pläne Die Photovoltaikanlage wird geplant. Baupläne werden erstellt. Listen mit benötigten Arbeitsschritten und Komponenten werden erstellt.
6 Anmeldung EVU Meistens übernimmt der ausführende Fachbetrieb die verbindliche Anmeldung beim EVU.

Tätigkeiten in der 5.-6. Woche

Schritt Tätigkeit Anmerkung
7 Wareneingang Die einzelnen Bestandteile der Photovoltaikanlage werden geliefert.

Tätigkeiten in der 7.-8. Woche

Schritt Tätigkeit Anmerkung
8 Montage Jetzt beginnt die eigentliche Montage durch die Mitarbeiter des Solarfachbetriebes. Der Elektroanschluss wird installiert.
9 Zähler und Inbetriebnahme Ein Zählerplatz für die Einspeisung wird vom Fachbetrieb modifiziert. Die Anlage wird in Betrieb genommen.
10 Rechnung Der Solarfachbetrieb stellt eine Rechnung, die vom Anlagenbetreiber beglichen werden muss.

Lohnt sich eine Photovoltaikanlage für mich?

Eine Photovoltaikanlage auf dem eigenen Dach lohnt sich immer, schon allein aus dem Grund, seinen Beitrag für den Klimaschutz zu leisten. Auch die eigene Unabhängigkeit vom Stromlieferanten, wenn man seinen Strom selbst nutzt, spielt hier eine große Rolle. Es sind aber auch die wirtschaftlichen Gründe, die für die Anschaffung einer PV-Anlage sprechen, denn am Ende spart man bares Geld.

Die Einspeisevergütung

Die Einspeisevergütung spielt zwar insgesamt keine große Rolle mehr, soll hier aber der Vollständigkeit halber mit aufgeführt werden. Seit Anfang 2019 beträgt sie in Abhängigkeit von der Anlagengröße bis zu 11,35 ct/kWh für 20 Jahre. Die aktuellen Zahlen können Sie hier einsehen.

Kombination aus Einspeisung und Eigenverbrauch

Nicht zuletzt wegen der stark gesunkenen Preise für PV-Module lohnen sich PV-Anlagen wieder, nachdem der Gesetzgeber die Einspeisevergütung stark beschnitten hat. Es ist nämlich die Kombination aus Einspeisung und Eigenverbrauch, die sich am Ende rechnet. Ein Eigenverbrauch selbst ist dabei umso lohnenswerter, je größer die Differenz zwischen den Bezugskosten für Strom und den Stromgestehungskosten für PV ist.

Die Kosten der einzelnen Komponenten einer Photovoltaikanlage

Komponente Aktuelle Preisspanne
Solarmodule 550 – 800 Euro pro kWp
Wechselrichter 250 - 350 Euro pro kWp
Schrauben, Kabel & Leitungen 80 - 120 Euro pro kWp
Montagesystem 100 - 150 Euro pro kWp
Montage 120 – 180 Euro pro kWp
Netzanschluss inkl. Abnahme und Zähler 500 – 1000 Euro

Rechenbeispiel / Wirtschaftlichkeit

Konkrete Zahlen anhand eines Rechenbeispiels sind in der nachfolgenden Tabelle einmal deutlich gemacht:

Beispiel: 5-kWP-Photovoltaikanlage; Darlehen KfW (eff. Zinssatz: 3 Prozent; Laufzeit: 10 Jahre); Eigenverbrauch: 40%; Einspeisung: 60%; Jahresertrag 4800 kWh;

Eigenfinanzierung 50% Darlehen KfW 100% Darlehen KfW
Kosten Module 1.250€ / kWp 6.250€ 6.250€ 6.250€
Netzanschluss, Abnahme Anlage 500€ 500€ 500€
Summe der Anschaffung gesamt 6.750€ 6.750€ 6.750€
Kreditzinsen 0€ 536€ 1.071€
Summe Ausgaben 6.750€ 7.286€ 7.821€
Einspeisevergütung 11,35 Cent/kWh für 2.880 kWh 327€ 327€ 3267€
Kosten Reparaturen, Versicherung … etc. 250€ 250€ 250€
Stromersparnis durch Eigenverbrauch von 1.920 kWh (29,1 Cent/kWh) 559€ 559€ 559€
Summe Einnahmen pro Jahr 636€ 636€ 636€
Amortisationszeit 10,6 Jahre 11,4 Jahre 12,3 Jahre

Fazit

Insgesamt lässt sich also sagen, dass sich eine Photovoltaikanlage immer lohnt, unter anderem aus folgenden Gründen:

  • Eigenverbrauch macht PV-Anlage lukrativ
  • der Strom ist erheblich günstiger als vom Netzbetreiber
  • voraussichtlich steigende Strompreise
  • sinkende Modulpreise und damit sinkende Gestehungskosten

Wie kann ich den Einsatz meiner Photovoltaikanlage optimieren?

Die geringe Einspeisevergütung bedingt, dass es ratsam ist, möglichst viel des selbst erzeugten Stromes auch selbst zu verbrauchen. Mit ein paar einfachen Dingen ist es möglich, den Selbstverbrauch zu optimieren.

Den eigenen Verbrauch kennen

Zunächst empfiehlt es sich immer, seine Stromnutzung und den eigenen Bedarf zu kennen. Das lässt sich gut aus vorangegangenen Stromrechnungen ablesen. Durch den Einsatz von energieeffizienten Haushaltgeräten und stromsparender LED-Beleuchtung lässt sich außerdem viel Energie sparen.

Verbrauch nur zu Sonnenzeiten

Des Weiteren empfiehlt es sich, möglichst viele elektrische Verbraucher nur dann zu nutzen, wenn die Sonne scheint, also die PV-Anlage auch arbeitet. Das ist natürlich nicht immer möglich, kann aber gezielt gesteuert werden. Elektrogeräte mit hohem Verbrauch, wie beispielsweise Waschmaschinen oder Trockner, lassen sich oft programmieren, man kann also eine Startzeit festlegen. Wenn eine zentrale Gebäudesteuerung, wie beispielsweise ein Smart Home System, vorhanden ist, kann der Betrieb der elektrischen Verbraucher auch nach dem Sonnenangebot gesteuert werden.

Energiemanagement-System

Die installierten Wechselrichter haben oft eine Zusatzfunktion, ein so genanntes Energiemanagement-System. Hierbei ist es möglich, die PV-Stromerzeugung und den Stromverbrauch leicht zu erfassen und darzustellen, was bei der eigenen Stromnutzung hilfreich ist. Man kann hier den solaren Eigenverbrauchsanteil, also den Teil des eigenen PV-Stromes, den man selbst verbraucht, bequem feststellen.

Stromspeicher

Um möglichst viel des Solarstromes nutzen zu können, auch zu Zeiten, in denen die Anlage nicht produziert, bietet sich ein Stromspeicher an. Für eine kluge Optimierung des Einsatzes der PV-Anlage ist er unumgänglich. Ein Stromspeicher erhöht in jedem Fall den solaren Deckungsgrad. Der solare Deckungsgrad gibt an, welcher Teil des Stromverbrauchs des Haushalts durch die PV-Anlage gedeckt werden kann.