Fotovoltaikbeispiel

PV auf dem eigenen Dach

Es ist gut, wenn man die Grundlagen der Fotovoltaik (abgekürzt PV, siehe Leitfaden) kennengelernt hat.

Viel besser ist es natürlich, wenn so etwas mit eigenen Erfahrungswerten begleitet werden kann.

Wir beobachten seit Anfang 2013 unsere Anlage auf dem eigenen Dach.

Diese Anlage wurde konzipiert, um möglichst so viel Solarstrom zu produzieren, wie über ein Jahr von dem privaten Haushalt, den sie speist, ungefähr verbraucht wird. Dabei wurde Wert auf eine moderne Speicherung des Stroms gelegt, um den eigenen Nutzen des selbst produzierten Stroms möglichst groß zu halten.

Bei allen Beispielrechnungen wurde die Investitionssumme für die Erstellung und Beschaffung der jeweiligen Anlagenform nicht mit eingerechnet, dafür wird sie jeweils vorab erläutert.

Mögliche Motivation 1: mit Solarstrom Geld verdienen

Für ältere PV-Anlagen gilt, dass man sie wegen langfristiger Einspeisevergütung (20 Jahre ab Inbetriebnahme) mit einem verhältnismäßig hohen garantiertem Abnahmepreis je eingespeiste kWh  als Einnahmequelle betreiben kann. Diese hohe Einspeisevergütung war Anfang der 200er-Jahre eingeführt worden, um Anreize zu schaffen, die damals noch etwa 5x so teuren und etwas schlechter wirkenden PV-Module zu installieren. Die Tatsache, dass solche Anlagen eine Lebenserwartung von bis zu 30 Jahren bei minimalem Verschleiß haben, macht sie spätestens ab dem Moment, wo sie voll abbezahlt sind, zu lukrativen Einnahmequellen.

Mittlerweile hat sich dieses Verhältnis umgekehrt: die Module kosten erheblich weniger, heute (2015) ca. 1.100€ je kWp Leistung.

Aus diesem Grund wurde in den vergangenen Jahren die Förderungen und Einspeisevergütungen für Neuanlagen so konsequent zurückgefahren, dass dies inzwischen fast alle namhaften deutschen Hersteller wegen extremem Wettbewerb aus Fernost vom Markt verdrängt hat. Und Geld kann man heute mit Solarstrom praktisch nicht mehr verdienen. Aber Kosten sparen kann man sehr wohl.

Motivation 2: produziere möglichst so viel Solarstrom, wie Dein Haushalt verbraucht

Erster Antrieb für so eine Anlage kann sein, dass man einen eigenen Beitrag zum Einsatz regenerativer Energien bei der Stromerzeugung leisten möchte.

Obendrein kann man damit nach heutiger Rechtslage auch noch Geld sparen.

Wenn man in einem Privathaushalt im Jahr 4.500 kWh Strom benötigt, dann kosten diese bei einem angenommenen Preis von 25 ct je kWh  1.125€. Steigt dieser Preis um 5 ct je kWh, so liegen die Jahreskosten bei 1.350€. Derartige jährliche Preissteigerungen sind in den letzten Jahren nicht ungewöhnlich, es liegt also nahe, zu versuchen, sich davon abzukoppeln, wenn man dazu die Möglichkeit hat.

Viel braucht man nicht: bei einem Eigenheim genügt eine Dachfläche von 45-50m² und eine Investition, die nun beispielhaft beschrieben wird.

Um also eine Anlage zu errichten, die den Bedarf eines Einfamilienhauses in Strom „deckt“ (warum sie das eben doch nicht tut, siehe weiter unten), musste man 2013 ca. 8.500€  für die Anlage aufwenden, hinzu kommen Kosten für Montage und Inbetriebnahme, die bei ca. 2.500€ liegen.

Noch vor 10 Jahren hätte man für eine Anlage mit gleicher Leistung mindestens das Vierfache bezahlt.

Eine solche Anlage verursacht über die erwartete Laufzeit von mindestens 20 Jahren jährliche Wartungskosten von durchschnittlich unter 100,00€ und sollte sinnvollerweise extra versichert werden. Dies ist bei privaten Anlagen bis 10 kW ebenfalls für weniger als 100,00€ Jahreskosten möglich. Damit liegen die jährlichen „Betriebskosten“ bei ca. 150,00 bis max. 200,00 €, mehr fällt nicht an, in den ersten Jahren eher die Hälfte davon.

Anlagen ohne Stromspeicherung

Wenn man eine solche Anlage ohne jegliche Speicherung des produzierten Stroms in Betrieb nimmt, dann ist der Effekt folgender:

1) jeglicher Solarstrom, der in einer netzgekoppelten Anlage produziert wird, wird über einen Einspeisezähler ins Netz gespeist, und dafür erhält man vom Netzbetreiber die bei Inbetriebnahme gültige Einspeisevergütung, ab dem Jahr der Inbetriebnahme, 20 Jahre lang, garantiert.

2) Die Höhe der Einspeisevergütung wird einmalig zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme nach geltender EEG-Richtlinie ermittelt und gilt dann für den genannten Zeitraum garantiert.

3) jeglicher Strom, den man im Haushalt benötigt, wird über den normalen Stromzähler bezogen. Man profitiert also nicht direkt vom Strom, den man selber produziert, sondern nur über den Umweg, dass man ihn zu garantiertem Preis verkauft.

Beispielrechnung ohne Speicherung und damit ohne Eigenverbrauch:

  • Jahresproduktion 4.950 kWh, vollständig eingespeist
  • Einspeisevergütung 16 ct/kWh
  • Einnahme für Einspeisung 792,00€
  • Strombedarf 3.785 kWh, vollständig fremd bezogen
  • Strompreis pro kWh 25 ct
  • Strombedarfskosten: 946,25€
  • Nettokosten = Einnahme minus Kosten= 154,25€
  • Hinzu kommen die angenommenen „Betriebskosten“ von ca. 150,00€
  • Gesamtkosten ca. 300,00€/Jahr

Das gilt aber nur, wenn der Strompreis für den gekauften Strom nicht steigt, denn dann verändern sich die Kosten, während die Einnahme ja über 20 Jahre gleich bleibt.

Schon bei 30 ct /kWh Kosten steigen die Kosten jährlich um 189,25€

Anlage mit intelligentem Stromspeicher und Lademanagement

Seit Mai 2013 gibt es Fördermittel für die Errichtung eines Stromspeichers zum Eigenverbrauch von selbst erzeugtem Solarstrom. Unsere Anlage wurde vorher errichtet, weshalb wir nicht in den Genuss dieser Förderung gekommen sind. Spätestens mit der Förderung wird jedoch die Errichtung eines Speichers durchaus interessant. Unabhängig davon ist sie eine Investition in die eigene Energieversorgung, in die Entlastung des öffentlichen Stromnetzes, und der Bedarf des betroffenen Haushaltes an Strom, der möglicherweise noch aus nicht regenerativen Quellen stammen könnte, wird drastisch gesenkt.

Man könnte sagen: ein Ziel einer solchen Lösung ist es, das öffentliche Stromnetz nur noch dann zu nutzen, wenn dies mit Strom aus eigener Produktion nicht möglich ist.

Kosten: ein Stromspeichersystem mit einer Kapazität von 4-5 kW kostet zwischen 9.000 und 11.000€, wenn man auf fertige Systeme zurückgreift (und nur diese sind förderungsfähig). Durch eigene Ingenieurleistung erstellte Systeme können preislich in etwa um den Wert darunter liegen, den die Fördersumme ausmacht.

Gefördert wird mit bis zu 600€ pro kW Kapazität, maximal mit 3.000€

Funktionsweise des intelligenten Speicher- und Lademanagements

1) sobald die Anlage Strom produziert, wird dieser zunächst den gerade laufenden Verbrauchern des Haushalts zur Verfügung gestellt. Es lohnt sich also, Geräte wie Waschmaschinen, Geschirrspüler etc. immer dann einzuschalten, wenn die Anlage gerade Strom erzeugt, denn dann wird der direkt und unmittelbar genutzt.

Laufende Kosten für Solarstrom, der unmittelbar verbraucht wird: 0,00€. Allerdings muss man für den geldwerten Nutzen jeder kWh eigenverbrauchtem und selbst produziertem Strom Umsatzsteuer an das Finanzamt abführen (5,28 ct * 19% MwSt entspricht ca. 1ct MwSt pro selbst genutzte kWh, das erhält man im Regelfall über die jährliche Steuerabrechnung aber wieder zurück)

2) sobald die Stromproduktion höher ist als der tatsächliche Verbrauch des Haushaltes, wird der überschüssige Strom zum Laden der Akkus verwendet. Es entstehen auch hier keine weiteren Kosten.

3) sobald die Stromproduktion immer noch höher ist als der tatsächliche Verbrauch, und die Akkus sind voll geladen, wird der überschüssig produzierte Strom über den Einspeisezähler ins Netz eingespeist. Ab jetzt entstehen Einnahmen, und zwar wieder mit 20 Jahre garantierter Einspeisevergütung ab Inbetriebnahme.

4) sobald die Stromproduktion unter den Bedarf des Haushaltes sinkt, wird der Haushalt aus den Akkus versorgt. Dabei bestimmt die Kapazität der Akkus, wie lange dies möglich ist.

5) sobald die Akkus ihre minimale Kapazität erreicht haben, unter der sie nicht entladen werden dürfen, wird bei fortgesetztem Strombedarf aus dem Netz über den Zähler Strom bezogen. Hier entstehen dann Kosten für den bezogenen Strom, in Höhe der gültigen Preise in ct pro kWh.

Wie sieht das in der Praxis aus?

Nehmen wir einen Sommertag:

  • die Anlage produziert am Tag bis zu 35 kWh, im Mittel der Sommermonate Juni bis August sind es 22 kwH
  • Der durchschnittliche Tagesverbrauch des Haushaltes liegt im Sommer bei 8,5 kWh
  • Im Juli 2014 wurden 750 kWh Solarstrom erzeugt, der Haushalt verbrauchte 278 kWh. Von der produzierten  Menge Solarstrom wurden 435 kWh eingespeist ins Netz, also verkauft, die Restmenge wurde entweder als Eigenverbrauch oder zum Laden der Akkus benötigt. Im selben Monat wurden 21 kWh Strom aus dem Netz bezogen, also gerade mal etwas über 7,5% des Gesamtbedarfs
  • Einnahme: 75,00€
  • Kosten: 5,20€

Und wie sieht das im Frühjahr oder im Herbst aus?

  • Beispiel April oder Oktober: produzierte Menge ca. 300 kWh, Haushaltsverbrauch ca. 300 kWh, Netzeinspeisung (Verkauf) ca. 180 kWh, Netzbezug ca. 110 kWh, also ca. 36,6%
  • Einnahme: 32,40€
  • Kosten: 27,50€

Und über das ganze Jahr?

Beispiel 2014:

  • Jahresproduktion: 4.950 kWh
  • Einspeisung:  2.420 kWh (gerechneter Vergütungssatz 0,16€/ kWh)
  • Einnahme: 387,20€
  • Jahresverbrauch: 3.785 kWh
  • Netzbezug: 1.667 kWh
  • Kosten: 416,75€ (gerechneter Kostensatz 0,25€/kWh)
  • Nettokosten abzüglich Einnahme (=Jahresstromrechnung: 29,55€)
  • Hinzu kommen die angenommenen „Betriebskosten“ von ca. 150,00€
  • Gesamtkosten ca. 180,00€/Jahr

Wenn nun die Kosten für jede bezogene kWh von angenommenen 25ct auf 30 ct stiegen, erhöhten sich die Kosten auf 500€, also nur um 83,25€. Die Nettokosten lägen dann bei 112,80€.

Diese Lösung hat also einen deutlich niedrigeren Hebel als die Anlage ohne Speicher.

Anmerkungen

  • Wenn man durch intelligentere Nutzung der Verbraucher den Eigenverbrauch weiter erhöht (nur den EIGENverbrauch, nicht den VERBRAUCH!), dann sinkt der Bedarf an zugekauftem Strom, der ja teurer ist als der selbst produzierte. Dadurch geht zwar die Einnahme für eingespeisten Strom etwas zurück, aber da die Kosten für den bezogenen Strom höher wären, wird das immer mehr als kompensiert.
  • wenn man zusätzlich alle Bemühungen einsetzt, den täglichen Gesamtbedarf an Strom durch sparsamere Geräte, Abschalten von Standby, Zeitschaltuhren etc weiter zu senken, erhöht sich der Nutzeffekt der Speicherlösung noch mehr. (Natürlich bringt Einsparung immer Vorteile mit sich, egal, ob man Solarstrom nutzt, und wenn ja,  welche Lösung man dafür einsetzt)
  • es bleibt festzuhalten, dass man mit einer Speicherlösung nur kurzzeitig eine Netzunabhängigkeit erreichen kann, und dass aufgrund der Abhängigkeit der PV-Anlage von der jahreszeitlichen Strahlungsstärke und -dauer eine vollständige Abkopplung eines normalen Haushaltes vom öffentlichen Stromnetz nach heutigem Maßstab weder bezahlbar noch sinnvoll ist, es sei denn, es gelänge, Geräte zu nutzen, die nicht mit Strom funktionieren, oder man greift zusätzlich auf Lösungen wie Kraft-Wärme-Kopplung zurück. Letztere benötigen aber wieder einen Primärenergieträger wie z.B. Gas.