Photovoltaik

Mit einer Photovoltaik-Anlage wird Strom produziert, was für den Anlagenbetreiber entscheidende Vorteile hat. Zum einen leistet er seinen Beitrag am Umweltschutz, zum anderen produziert er seinen Strom selbst und macht sich unabhängig und schlussendlich kann er seinen nicht genutzten Strom für gutes Geld verkaufen.

Das ist nun sicherlich sehr vereinfacht ausgedrückt. Die Einspeisevergütung ist längst nicht mehr so hoch wie noch vor einigen Jahren und die Produktion für den eigenen Verbrauch lohnt sich meist erst mit einem Speicher. Nachfolgend sind einige wichtige Punkte zusammengefasst, die bei der Beantwortung der Frage, ob sich eine PV-Anlage 2022 noch lohnt, helfen sollen.

Der Umweltgedanke

Die Klimabilanz ist ein wichtiger Punkt, wenn es um die Stromerzeugung durch die Sonnenkraft geht. Für einige Menschen ist der Umweltgedanke Grund genug, eine PV-Anlage zu errichten. Sie sagen ganz klar, dass sich Photovoltaik immer lohnt.

Die Einspeisevergütung

Andere Menschen tragen sich eher mit wirtschaftlichen Gedanken. Sie wollen durch die Eigennutzung Geld sparen und durch die Einspeisevergütung auch noch Geld verdienen. Nun ist es aber Tatsache, dass die staatliche Solarvergütung fürs Einspeisen von selbst erzeugtem Solarstrom ins öffentliche Netz in den letzten Jahren immer weiter gesunken ist und dieser Trend auch weiterhin so sein wird. Hier einmal die aktuellen Zahlen der Einspeisevergütung:

Vergütungssätze in Cent/kWh – feste Einspeisevergütung

Derzeit liegt somit die Einspeisevergütung bei 6,24 Cent pro Kilowattstunde. Gezahlt wird diese Summe für 20 Jahre. Und trotzdem rechnet sich die Neuinstallation einer Photovoltaik-Anlage in 2022. Ein wichtiger Punkt hierbei ist die Eigennutzung des Stromes. Bei den sinkenden Vergütungen wird die Volleinspeisung immer weniger attraktiv. Verbraucht man aber einen großen Teil des Stromes selber, dann merkt man das sehr schnell an der Stromrechnung, weil die Abnahme des Stromes vom Energieerzeuger sinkt. Bei einer Anlage bis 10 Kilowatt müssen auf den Eigenverbrauch auch keine Abgaben gezahlt werden.

Einspeisevergütung und Eigenverbrauch ergeben eine gute Rendite

Weil nun eine Volleinspeisung nicht mehr so lukrativ ist, stellt sich die Frage nach der Rendite, wenn man den Eigenverbrauch mit einberechnet. Hierzu sollen einmal die Meinungen von Experten zu Rate gezogen werden:

Meinung ISE-Institut

Das ISE hat eine Faktensammlung mit dem Titel „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland“ herausgebracht und beantwortet darin die Frage, ob eine neue PV-Anlage auch guten Renditen einbringt, eindeutig mit JA. In der Begründung wird aufgeführt, dass die Betreiber gute Erträge erzielen, wenn zwei Voraussetzungen erfüllt sind:

1. eine Stromeinspeisung ins Netz
2. der Eigenverbrauch

Weiter wird aufgeführt, dass es sicherlich so ist, dass der Gesetzgeber mit seinen Maßnahmen die erwähnten Geschäftsmodelle ordentlich beschneidet. Auf der anderen Seite aber sind die Preise für PV-Module stark gesunken, so dass wiederum Renditen erzielt werden können. Auch wenn der Eigenverbrauch gering ist, lohnt sich Anlage.

Meinung Focus

Das Wochenmagazin Focus begründet die Auffassung, dass sich PV lohnt mit einem Rechenbeispiel. Eine kWh Solarstrom kostet den Betreiber, je Ausrichtung der Dachfläche und Komplexität der Befestigung, zwischen 11 und 13 Cent. Und diese Summe ist nur halb so hoch wie der Strompreis aus der Steckdose. Focus rechnet weiter und kommt zu einem Rendite-Ergebnis von 8 Prozent – in Abhängigkeit der Menge des selbst genutzten Stromes.

In der Musterrechnung steht ein 4-Personen-Haushalt im Großraum München. Der Haushalt verbraucht im Jahr 4.500 Kilowattstunden (kWh) Strom. Mit einer eigenen PV-Anlage, die eine maximale Leistung von 4 kWp im ersten Jahr aufweise, könnte dieser Haushalt fast 500 Euro sparen, vorausgesetzt, die Anlage deckt ca. 38 Prozent des eigenen Strombedarfs. Dass das eine durchaus realistische Zahl ist, bestätigt auch Simon-Boris Estermann vom Fachverband Energie- und Gebäudetechnik (FEG) gegenüber dem Focus. Waschmaschine und weitere Stromfresser müssten tagsüber laufen und E-Mobile werden tagsüber aufgeladen. Betrachtet man nun die 20 Jahre Laufzeit und geht man von weiter steigenden Strompreisen aus, dann könnte die Gesamtersparnis durch den Eigenverbrauch im Beispielhaushalt bei mehr als 10.000 Euro liegen. Dadurch sind die Anschaffungskosten wettgemacht und die Haushaltskasse ordentlich entlastet worden. Die Amortisationszeit der Anlage liegt bei nur neun Jahren. Berechnet man die Rendite auf das eingesetzte Eigenkapital, dann kommt man auf sagenhafte 7,9 Prozent.

Der Stromspeicher

Wenn solch ein Haushalt nun in der Lage ist, den selbst erzeugten Strom zu speichern, um ihn nachts zu verbrauchen, dann lohnt sich eine Photovoltaik-Anlage noch mehr. Laut ISE kann ein Haushalt ohne Speichermöglichkeit einen Selbstverbrauchsanteil von 20 bis 40 Prozent erzielen. Mit einem Speicher könnte sich dieser Anteil verdoppeln. Daraus ergibt sich wiederum eine Ersparnis, weil viel weniger Strom eingekauft werden muss. Nun scheiden sich die Geister bei der Frage, ob sich ein Stromspeicher lohnt, weil erstens die Akkus nicht alle gleich gut sind und zweitens auch sehr teuer in der Anschaffung. Grundsätzlich muss man hier einige Punkte betrachten, bevor man sich einen Stromspeicher zulegt. Ein Stromspeicher lohnt sich, wenn:

• die PV-Anlage neu ist
• der erzeugte Strom größtenteils selbst verbraucht werden soll
• man Wert auf Unabhängigkeit und erneuerbaren Strom legt
• der gewählte Speicher eine hohe Lebenserwartung hat

Handelt es sich bei der PV-Anlage bereits um eine ältere, dann ist es ggf. ratsam, erst einen Speicher zu integrieren, wenn die garantierte Einspeisevergütung nicht mehr gezahlt wird.

Gestehungskosten für Photovoltaik-Strom

Neben den Möglichkeiten, seinen Strom zu nutzen und zu Geld zu machen, muss man natürlich auch die Kosten im Auge behalten, weil diese maßgeblich die Rendite mit beeinflussen. Diese so genannten Gestehungskosten sind alle Ausgaben, die durch den Betrieb der Technik in einem bestimmten Zeitraum (üblich 20 Jahre bei Photovoltaik-Anlagen) anfallen und setzen sich wie folgt zusammen:

• Preis für Neuanschaffung und Montage
• Versicherungskosten
• Wartungskosten

Bei kleineren Anlagen mit einer Leistung < 10 kWp liegen diese Kosten derzeit bei 10 bis 13 Cent pro Kilowattstunde. Somit ist der selbst erzeugte Strom etwa 15 bis 18 Cent günstiger als der Strom aus dem Netz.

Für den Anlagenbetreiber heißt das, dass er mit seiner Anlage preisgünstigen Strom produziert. Setzt man nun die Einspeisevergütung dazu ins Verhältnis, dann ergibt sich folgendes: Keine hohen Renditen bei Volleinspeisung, denn der Strom wird für 10 bis 13 Cent erzeugt und für weniger als 13 Cent verkauft. Das kann sich nur rechnen, wenn

• die Anlage in einer sonnenreichen Region steht und optimal gen Sonne ausgerichtet ist
• die Anlage äußerst günstig in der Anschaffung war
• Module und Wechselrichter besonders leistungsstark sind

In den allermeisten Fällen ergibt sich somit erst eine nennenswerte Rendite, wenn der erzeugte Strom zumindest zu einem Teil selbst genutzt wird. Und das geht durchaus auch ohne Stromspeicher.

Kommt nun aber ein Stromspeicher mit dazu, dann ändern sich natürlich auch die Gestehungskosten der Anlage. Nimmt man die marktüblichen Preise, dann liegen die Kosten mit Speicher bei 26 bis 30 Cent pro Kilowattstunde. Das entspricht in etwa den Kosten für Strom aus der Steckdose.

Anschaffungskosten für Photovoltaik

Mit welchen Kosten muss denn nun genau bei der Anschaffung einer Anlage gerechnet werden? Es handelt sich hierbei schließlich um Kosten, die erst einmal aus eigenem Kapital oder aus einem Kredit bestritten werden müssen.

Bei Anlagen mit einer Leistung von weniger als 10 kWp können Verbraucher mit folgenden Werten rechnen:

• 1.300 bis 1.700 Euro pro Kilowattpeak für die Photovoltaik-Anlage
• 1.300 bis 1.500 Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität für den Stromspeicher

Eine Beispielanlage mit einer Spitzenleistung von 4 Kilowattpeak und einem 4 Kilowattstunden Stromspeicher kostet demnach zwischen 10.400 und 12.800 Euro.

Die Förderung von Photovoltaik in Deutschland

Die Installation und Inbetriebnahme einer Photovoltaik-Anlage wird in Deutschland auch gefördert. Dafür gibt es verschiedene Wege. Nachfolgend sind einige kurz angerissen:

1. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) legt fest, dass regenerative Energien, wie Photovoltaik gefördert werden. Demnach sind Netzbetreiber verpflichtet, den aus regenerativen Energiequellen erzeugten Strom einzuspeisen und zu vergüten. Durch die fallenden Anschaffungskosten in den letzten Jahren, sind PV-Anlagen immer lukrativer geworden, weshalb nun auch von Seiten des Gesetzgebers die Einspeisevergütung sinkt. Die jeweilige Förderung wird monatlich neu festgelegt und hängt vom aktuellen Zubau an neuen Anlagen ab. Die Höhe der aktuellen Vergütung wird immer kurzfristig von der Bundesnetzagentur bekanntgegeben.
2. Durch KfW-Kredite kann man Geld sparen, denn sie sind besonders günstig. Die KfW-Bankengruppe ist staatlich und bietet im Rahmen ihres Programms „Erneuerbare Energien – Standard“ (Nr. 270) Kredite an, die langfristig und günstig sind. Mit Stand Januar 2019 ist hier beispielsweise ein effektiver Jahreszins von 1,05 Prozent möglich. Privatpersonen können außerdem die Programme „Energieeffizient Sanieren – Kredit“ (151, 152) oder „Energieeffizient Bauen“ (153) nutzen. Bei energetischer Sanierung oder dem Kauf von energetisch saniertem Wohnraum können derzeit bis zu 100.000 Euro je Wohneinheit bei einem effektiven Jahreszins von derzeit 0,75 Prozent (Stand: Januar 2019) in Anspruch genommen werden. Bis zu 50.000 Euro können für Einzelmaßnahmen oder Maßnahmenpakete beantragt werden. Der Tilgungszuschuss beträgt bis zu 27.500 Euro. Möglich ist außerdem das Zuschussprogramm 430, bei dem eine energieeffiziente Sanierung mit einem Investitionszuschuss von bis zu 30.000 Euro je Wohneinheit gefördert wird.
   
   Wichtig ist hierbei, dass erstens die Förderung vor der Investition beantragt werden muss und zweitens, dass KfW-Kredite immer über die Hausbank beantragt werden müssen.
   TIPP: Auch eine Dachsanierung kann gefördert werden, wenn sie erforderlich ist, um eine PV-Anlage errichten zu können.
3. Es lohnt sich in jedem Fall auch, einmal über die Hausbank oder bei anderen Kreditinstituten die Fördermöglichkeiten in Form von günstigen Krediten zu erfragen. Die Banken bieten hierbei oft günstige Konditionen, weil die Rückzahlung durch den Ertrag der PV-Anlage quasi gesichert ist.
4. Förderungen sind auch über regionale oder kommunale Einrichtungen erhältlich. Auskünfte hierüber sind beispielsweise bei den Stadtwerken oder den Verbraucherzentralen erhältlich. Erkundigen sollte man sich außerdem über die Möglichkeit, verschiedene Förderwege miteinander zu kombinieren.

Fazit

Nach den vielen Fakten und Zahlen ist die Antwort auf die Frage, ob sich eine PV-Anlage in 2022 noch lohnt, eigentlich eindeutig und lautet: JA

1. Nutzt man den erzeugten Strom selbst, dann rentiert sich eine Photovoltaik-Anlage. Voraussichtlich steigen die Strompreise, die Modulkosten und damit die Gestehungskosten für den selbst erzeugten Strom sinken aber. Eine Anlage für den Eigenverbrauch lohnt sich damit immer.
2. Eine gute Mischung aus Einspeisung und Eigenverbrauch ist wichtig, weil höhere Gestehungskosten durch einen Stromspeicher wieder ausgeglichen werden müssen.
3. In die Berechnungen müssen unbedingt die erhältlichen Fördermittel einfließen, die eine große finanzielle Entlastung bringen können.

Die Kosten für eine Photovoltaikanlage werden von folgenden grundlegenden Faktoren beeinflusst:

1. Größe der Anlage
2. Anzahl/Art der Module
3. Art des Wechselrichters

Hinzu kommen die Kosten für den laufenden Betrieb der Anlage. Mindestens eine entsprechende Versicherung und die Kosten für die regelmäßige Wartung und Reinigung sollten hierbei beachtet werden.

Durchschnittliche Anschaffungskosten für Photovoltaik 2022

In den letzten Jahren sind die Anschaffungskosten für Photovoltaikanlagen kontinuierlich gesunken. Gründe dafür sind im harten Konkurrenzkampf der Anbieter und der stetig sinkenden Einspeisevergütung zu sehen. Im Durchschnitt müssen Anlagenbetreiber mit folgenden Grundkosten rechnen:

Kristalline Solarmodule	550 bis 800 Euro / kWp
Wechselrichter	250 bis 350 Euro / kW
Montagesysteme	130 Euro / kWp
Verkabelung	1 bis 5 Euro / m
Montage	120 - 180 Euro / kWp
Netzanschluss der Anlage	500 bis 1.000 Euro

Legen wir diese Zahlen zugrunde und gehen von folgenden Daten aus, ergibt sich die nachfolgende Beispielrechnung:

Anlagenleistung		5 kWp
Leistung Wechselrichter		5,0 kW
Verkabelung		30 Meter

Insgesamt ergibt sich daraus folgende Rechnung:

a) Verwendung von kristallinen Solarmodulen:

	700 Euro * 5 kWp	=	3.500 Euro
+	300 Euro x 5,0 kW	=	1500 Euro
+	130 Euro x 5 kWp	=	650 Euro
+	3 Euro x 30 Meter	=	90 Euro
+	150 Euro * 5 kWp	=	750 Euro
+	500 Euro	=	500 Euro
Gesamtkosten		=	6.990 Euro

Netzanschluss – Kauf oder Miete?

Im Beispiel sind wir vom einmaligen Kauf des Einspeisezählers inklusive Komplettanschluss der Anlage ausgegangen. Die Miete des Einspeisezählers würde dagegen mit monatlich ca. 30 Euro zu Buche schlagen. Experten raten zur Miete, da diese auf 20 Jahre gerechnet günstiger ausfallen dürfte als der Kauf. Allerdings handelt es sich dabei um reine Prognosen, genaue Vorhersagen kann hier niemand treffen.

Betriebskosten der PV-Anlage

Neben den reinen Anschaffungskosten sind auch die laufenden Betriebskosten der PV-Anlage zu berücksichtigen. Die wichtigsten sind die Neuanschaffung von Ersatzteilen oder der Austausch des Wechselrichters sowie die Reinigungskosten und die Kosten der Versicherung. Im Schnitt sollten etwa ein Prozent der Anschaffungskosten pro Jahr für die laufenden Betriebskosten eingerechnet werden. Wer sich diesen Betrag jährlich zurücklegt, wird auch von einem Austausch des Wechselrichters finanziell nicht so stark betroffen sein.

Die aktuelle Einspeisevergütung für PV-Anlagen liegt für November 2022 bei 6,24 Cent je Kilowattstunde (kWh). Sie gilt ausschließlich für Anlagen bis 10 kWp Leistung, die auf Wohngebäuden und Lärmschutzwänden angebracht sind. Größere Anlagen erhalten eine entsprechend geringere Einspeisevergütung.

• PV-Anlagen bis 10 kWp = 6,24 Cent/kWh Einspeisevergütung
• PV-Anlagen größer 10 bis 40 kWp = 6,06 Cent/kWh Einspeisevergütung
• PV-Anlagen größer 40 bis 100 kWp = 4,74 Cent/kWh Einspeisevergütung

Anlagen, die auf der Freifläche errichtet wurden oder nicht auf Wohngebäuden und Lärmschutzwänden installiert sind, werden mit 4,26 Cent/kWh Einspeisevergütung gefördert, sofern die Anlagenleistung 100 kWp nicht überschreitet.

PV-Anlagen, die mehr als 100 kWp Leistung bringen, erhalten eine „Marktprämie“ als Förderung. Sie müssen allerdings einen Direktvermarkter mit der Vermarktung des eingespeisten Stroms beauftragen.

Keine Förderung für Eigenverbrauch

Keine Förderung gibt es dagegen mehr für den Eigenverbrauch von Solarstrom. Stattdessen mussten Anlagenbetreiber mit einer Anlagenleistung über 30 kWp sogar eine Abgabe von 1,49 Cent je Kilowattstunde für den selbst verbrauchten Strom zahlen. Dieser Wert errechnete sich aus der EEG-Umlage, die bis Juni 2022 bei 3,723 Cent/kWh gelegen hat. Ausgenommen von dieser Abgabe waren Bestandsanlagen, die bereits vor dem 01.08.2014 in Betrieb genommen wurden, Inselanlagen und Neuanlagen, deren Nennleistung unter 30 kWp liegt. Glücklicherweise wurde die EEG-Umlage zum 1. Juli 2022 abgeschafft und muss nicht mehr entrichtet werden.

Förderung der KfW für PV-Anlagen

Förderungen gibt es außerdem von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) für den Kauf neuer PV-Anlagen. Hier sind die beiden KfW-Programme 270 und 275 von Bedeutung. Das KfW-Programm 270 bietet ein zinsgünstiges Darlehen ab 1,05 Prozent effektivem Jahreszins für den Neukauf einer PV-Anlage. Die Zinsbindung kann bis zu 20 Jahre gewählt werden. Gefördert werden Unternehmen jeder Größenordnung.

Das KfW-Programm 275 bietet den gleichen günstigen effektiven Jahreszins für den PV-Kredit, ist aber auch für Privatpersonen, Freiberufler und gemeinnützige Organisationen erhältlich. Zudem wird der zinsgünstige Kredit nur dann gewährt, wenn die PV-Anlage in Verbindung mit einem Batteriespeicher gekauft wird bzw. eine Nachrüstung mit dem Batteriespeicher erfolgt. Dafür gibt es in diesem Programm attraktive Tilgungszuschüsse.

Weitere Förderungen für die Photovoltaik

Darüber hinaus bieten viele Bundesländer, aber auch Kommunen spezielle Förderprogramme für die Photovoltaik an. Diese sind hier natürlich nicht in aller Vollständigkeit aufzählbar, beispielhaft seien aber folgende Förderungen genannt:

• „Markteinführung“ in Nordrhein-Westfalen
• SWK Bank Solarkredit – bundesweit
• LBS-Energiekredit für Solarstrom

Jede dieser Förderungen stellt eigene Ansprüche an die PV-Anlagenbetreiber. Daher ist die Förderung im Einzelnen konkret zu überprüfen, bevor die endgültige Entscheidung getroffen wird. Ratsam ist es außerdem, bei der eigenen Gemeinde noch einmal gezielt nach Förderungen zu fragen. Viele Kommunen haben selbst Förderungen aufgelegt, die in ihrer Vielzahl aber kaum irgendwo vermerkt werden können.

Außerdem steht der Solarkredit der Umweltbank zur Verfügung. Dieser wird jedoch nur noch für Anlagen mit einer Investitionssumme von mehr als 100.000 Euro angeboten.

PV-Anlagen kosten inklusive Stromspeicher oft 15.000 € bis 20.000 € - eine signifikante Investition, die sich nicht jeder Haushalt leisten kann. Auch wenn Familien aus finanzieller Sicht eine Photovoltaikanlage kaufen könnten, haben sie nicht immer die notwendige Liquidität oder würden das Geld lieber anders investieren. Abhilfe schaffen in dieser Situation externe Finanzierungspartner, Kredite (z. B. der KfW) oder das Mietmodell.
Solaranlagen zur Miete sind tatsächlich kein neues Konzept, doch wurden erst in den letzten Jahren vor allem durch das Berliner Unternehmen Enpal bekannt. Erst 2017 gegründet ist das Unternehmen mit über 12.000 installierten PV-Anlagen bereits Marktführer. Und das bisher ausschließlich mit dem Miet-Angebot.

Was ist am Mietmodell so besonders?

Das Mietmodell ist gegenüber dem Direktkauf einer PV-Anlage nicht per se besser. Der Grund für das wachsende Interesse am Mietmodell ist einfach, dass es sich sehr gut für bestimmte Haushalte eignet.

Familien, die sich zwar eine Solaranlage wünschen, jedoch keine hohen Anschaffungskosten zahlen möchten oder sich so wenig Aufwand wie möglich wünschen, waren in den letzten Jahren die größte Kundengruppe des Modells.

Die Verantwortung, die Koordination und der Betrieb der Anlage liegt im Mietmodell komplett beim Unternehmen. Dafür zahlt der Haushalt monatliche Beträge für das „Komplett-Service-Paket“.

Alle anderen Vorteile wie die Eigenstromnutzung und die Gutschrift der Einspeisevergütung bleiben dem Haushalt dabei erhalten.

Die Vor- und Nachteile des Mietmodells in der Übersicht:

Wie funktioniert das Mietmodell genau?

Während beim Kauf einer PV-Anlage der gesamte Investitionsbetrag am Anfang fällig ist, gibt es bei der Miete monatliche Beiträge, die meistens zwischen 60 € und 200 € liegen. Ausschlaggebend für den Preis sind die Leistung der Anlage, die Anzahl der Module, die Komponenten (z. B. Stromspeicher und Wechselrichter), der gebotene Service und die Qualität der Module und Komponenten.

Während die Amortisationszeit beim Direktkauf meistens zwischen 12 und 15 Jahre liegt, gibt es so gesehen keine Amortisation bei der Miete. Oft liegen die monatlichen Beiträge nah an den monatlichen Stromkosten, die ohne PV-Anlage anfallen würden.

Solar-Mieter zahlen auf Papier in Summe manchmal etwas mehr als beim Direktkauf, sparen jedoch in vielerlei Hinsicht Zeit und Nerven. Denn Käufer müssen selbständig Installateure, Reparatur- und Wartungsfirmen suchen und engagieren, während die Koordination und die Umsetzung im Mietmodell alles aus einer Hand geschieht.

Bei der Solar-Miete ist nicht der Hausbesitzer sondern das Unternehmen für die Funktionsfähigkeit der Anlage verantwortlich. Sollte etwas mit der Solaranlage nicht einwandfrei sein, so ist das Unternehmen vertraglich dazu verpflichtet, sich um die Behebung des Problems zu kümmern.

Ein weiterer Aspekt, der vor allem beim Preisvergleich nicht zu unterschätzen ist, sind die Betriebskosten einer PV-Anlage. Diese betragen jährlich meist 250 € - 500 €. Die Haupt-Kostenfaktoren sind dabei Wartung und Überwachung, Reparatur, Reinigung, Versicherung und die Finanzierung der PV-Anlage. Während diese laufenden Kosten jährlich zum ursprünglichen Kaufpreis hinzuaddiert werden müssen, sind diese Kosten in den meisten Mietmodellen inklusive.

Nach einer Laufzeit von meistens 15 – 20 Jahre können Mieter je nach Vertrag entscheiden, ob die Solaranlage abgebaut werden soll oder ob sie sie weiternutzen möchten. Da die Lebensdauer von PV-Anlagen heute oft 30 Jahre beträgt, ist die kostenfreie Weiternutzung für die aller meisten Haushalte eine sehr lukrative Option.

Einige Unternehmen verkaufen die Solaranlage nach der Laufzeit zum Restwert, während sie andere kostenlos an die Mieter übergeben. Schauen Sie vor dem Abschluss also unbedingt auch auf dieses Vertragsdetail.

Für wen ist die Miete einer PV-Anlage geeignet?

Das Mietmodell eignet sich am besten für Haushalte, die keine Anfangsinvestition tätigen wollen und sich Aufwand ersparen möchten. Haushalte, die nicht so tief in die Technik einsteigen möchten, sich nicht mit Recherche, Auswahl der Komponenten und den einzelnen Fachbetrieben und Institutionen auseinander setzen wollen, profitieren am meisten vom Mietmodell. Alles - von der Beratung über die Planung und Installation bis hin zur kontinuierlichen Wartung und Überwachung – wird vom selben Unternehmen übernommen.

Weitere Informationen über das Mietmodell erhalten Sie hier.

Die Photovoltaik Amortisation lässt sich in zwei Formen unterscheiden:

1. Monetäre Amortisation
2. Energetische Amortisation

Die erste Variante spielt vor allem bei der Betrachtung der Wirtschaftlichkeit eine entscheidende Rolle, letztere Form ist für den Umweltgedanken besonders wichtig.

Was sagt die monetäre Amortisation der PV-Anlage aus?

Die monetäre Amortisation einer PV-Anlage gibt an, nach welchem Zeitraum die Investitionskosten für die Anlage durch die mit ihr erzielten Erträge wieder eingespielt wurden.

Die monetäre oder auch finanzielle Amortisation wird von folgenden Punkten beeinflusst:

• Einspeisevergütung des Stromversorgers
• Laufzeit der PV-Anlage
• Investitionskosten der PV-Anlage
• Sonnenstunden pro Jahr
• Eigenverbrauch/Volleinspeisung

Wie berechne ich die finanzielle Amortisation der PV-Anlage?

Für die Berechnung der Amortisation einer PV-Anlage sollten einige Faktoren bekannt sein:

Investitionskosten	z. B. 1.450 Euro / kWp Leistung
Größe der Anlage	z. B. 5 kWp
Reduktion der Leistung der PV-Anlage/Jahr	z. B. 0,5 Prozent
Ertrag im 1. Jahr	950 kWh/kWp
Energieverbrauch/Jahr	z. B. 4.000 kWh
Strompreis/kWh	z. B. 0,30 Euro
Erhöhung der Strompreise	um jährlich 2 %
Einspeisevergütung/kWh	z. B. 0,123 Euro
Laufende Kosten der PV-Anlage	z. B. 150 Euro

Fall 1: Kompletteinspeisung des erzeugten Stroms
Gesamtkosten der Anlage: 1.450 Euro x 5 kWp = 7.250 Euro

Deutlich wird im Beispiel: Der jährliche Ertrag durch die Einspeisevergütung sinkt, da die Leistung der PV-Module ebenfalls nachlässt. Die finanzielle Amortisation der Anlage ist, auf die reinen Investitionskosten bezogen, bereits nach ca. 12,5 Jahren erfolgt. Werden die laufenden Betriebskosten hinzuaddiert, ist die finanzielle Amortisation der PV-Anlage erst etwas später erfolgt. In der Regel ist von einer Lebensdauer von 30 Jahren für die PV-Anlage auszugehen, so dass sich eine Anlage, die den erzeugten Strom komplett ins öffentliche Netz einspeist, schon durchaus rechnet. Zu beachten ist dabei aber, dass die Wartungskosten im Laufe von mehr als zwei Jahrzehnten noch ansteigen können, so dass sich die finanzielle Amortisation weiter nach hinten verschieben kann.

Fall 2: Eigenverbrauch = 42 %, überschüssiger Strom wird ins öffentliche Netz eingespeist

Im Beispiel zeigt sich, dass die Erträge aus der Einspeisevergütung sinken. Gründe dafür sind, dass sich die Einspeisevergütung nicht verändert und die Leistung der Anlage im Laufe der Jahre nachlässt. Demnach kann bei 42 Prozent Eigenverbrauch zwar ebenfalls weniger Strom selbst verbraucht werden, allerdings sind wir von einer Steigerung der Stromkosten ausgegangen, so dass sich der Ertrag durch den Eigenverbrauch erhöht. In diesem Fall wird die finanzielle Amortisation der Anlage schon nach ungefähr sieben Jahren erreicht, bezogen auf die reinen Investitionskosten. Nach acht Jahren haben sich auch die Investitionen für die Wartungskosten amortisiert. Insgesamt sind nach acht Jahren folgende Kosten für die Anlage angefallen:

7.250 Euro Kaufpreis * (8 Jahre * 150 Euro Wartungskosten) = 8.450 Euro

Das heißt, dass die Kombination aus Eigenverbrauch und Einspeisevergütung die besten Chancen für eine wirtschaftliche Anlage mit sich bringt.

Die energetische Amortisation einer PV-Anlage

Die energetische Amortisation einer PV-Anlage lässt sich ungleich schwieriger bestimmen. Sie gibt an, wann mehr Energie mit der Anlage erzeugt wurde, als für die Herstellung und den Transport der einzelnen Komponenten und die Installation der Gesamtanlage verbraucht wurde. Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Module, lässt sich daher nur schwer eine Aussage treffen. Grobe Richtlinien gibt es aber, die folgende Aussagen treffen:

• Dünnschichtmodule – energetische Amortisation nach ca. 1,5 Jahren
• Polykristalline Solarmodule – energetische Amortisation nach ca. 2,5 Jahren
• Monokristalline Solarmodule – energetische Amortisation nach ca. 5 Jahren

Wegen des hohen Anschaffungspreises der Photovoltaikanlage ist meistens eine Finanzierung notwendig oder zumindest empfehlenswert. Grundlegend lassen sich mit der Finanzierung durch die KfW, dem Solarkredit sowie dem Solarleasing drei Finanzierungsformen voneinander differenzieren, die unterschiedliche Vor- und Nachteile bieten. Interessenten sollten Konditionen vergleichen und typische Schwierigkeiten am besten gleich im Vorfeld umschiffen.

Wie funktioniert die Finanzierung durch die KfW?

Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) finanziert im staatlichen Auftrag sowohl private als auch gewerbliche Photovoltaik-Anlagen. Als nationale Förderbank bietet sie berechtigten Antragstellern nicht nur einen klassischen Kredit, sondern darüber hinaus auch einen Tilgungszuschuss für Batteriespeichersysteme. Diesen stellt das deutsche Bundesministerium für Wirtschaft und Energie zur Verfügung.

Was ist ein Solarkredit?

Ein Solarkredit unterscheidet sich grundsätzlich kaum von einem klassischen Darlehen, das Kreditnehmer bei ihrer Bank aufnehmen. Allerdings ist der Kreditzweck durch die Finanzierung einer Photovoltaik-Anlage klar fixiert. Weil der Kreditgeber durch die garantierte Einspeisevergütung bzw. Stromkostenersparnisse des Kreditnehmers eine gewisse Sicherheit erhält, sind die Zinsen häufig vergleichsweise niedrig.

Was kennzeichnet das Solarleasing?

Im Zentrum des Solarleasings steht der Verkauf und die anschließende Vermietung einer Solaranlage. Die Leasinggesellschaft kauft die Fotovoltai-Aanlage und bezahlt für die Nutzung des Dachs oder einer anderen Fläche anschließend eine laufende Gebühr. Leasingnehmer und -geber gestalten dieses Geschäft in der Regel als Mietkauf aus, bei dem das Eigentum der Solaranlage am Laufzeitende meistens zurückfällt. Wie beim klassischen Leasing lassen sich verschiedene Formen wie Teil- und Vollamortisations- sowie Full-Service-Leasing unterscheiden.

Wann ist welche Finanzierungsform empfehlenswert?

Wer eine Solaranlage finanzieren möchte, sollte am besten immer zunächst die Angebote der KfW prüfen. Weil die Bank im staatlichen Auftrag und nicht primär wegen der Gewinnerzielung Kredite vergibt, sind die Zinsen häufig recht niedrig. Zudem können sich Anspruchsberechtigte noch zusätzlich einen Tilgungszuschuss sichern. Die Finanzierung durch die KfW lässt sich mit weiteren Förderungen und anderen Krediten wie dem Solarkredit kombinieren. Viele Banken verlangen bei diesem neben der Einspeisevergütung noch weitere Sicherheiten. Wer diese nicht geben kann oder möchte, sollte deshalb ein Solarleasing erwägen.

Was sind typische Konditionen bei der Photovoltaik-Finanzierung?

Die Finanzierungsbedingungen der einzelnen Banken sind teilweise sehr unterschiedlich und auch immer wieder Änderungen unterworfen. Deshalb handelt es sich bei den folgenden Angaben nur um ungefähre Richtwerte. Da es meistens um hohe Beträge geht, ist ein Vergleich der Konditionen im Vorfeld empfehlenswert. Im Zentrum stehen hier neben der Laufzeit vor allem Finanzierungsvolumen, Finanzierungszins, Zinsbindung, Sicherheiten und Sondertilgungsmöglichkeiten.

Finanzierungsvolumen

Das Finanzierungsvolumen, das Banken gewähren, ist je nach Anbieter höchst unterschiedlich. Wer nur eine Photovoltaik-Anlage für sein Haus finanzieren möchte, sollte hier allerdings kein Problem haben. Denn Photovoltaik-Kredite in der dafür typischen Größenordnung finanziert praktisch jeder Anbieter – entsprechende Sicherheiten vorausgesetzt. Ausgewählte Anbieter wie die SKW Bank oder die Umweltbank gewähren Solarkredite sogar bis 100.000 Euro. Bei der Ethikbank ist sogar ein Finanzierungsvolumen von bis zu einer halben Million Euro möglich.

Finanzierungszins

Der Finanzierungszins spielt oft eine große Rolle, weil er neben der Tilgung die laufende Belastung für den Kreditnehmer ausmacht. Bei erstklassiger Bonität sind derzeit Zinsen von gut einem Prozent bei der KfW möglich. Klassische Banken verlangen in der Regel einen Zinssatz, der mindestens doppelt so hoch ist.

Zinsbindung

Einige Banken bieten bei Krediten eine sogenannte Zinsbindung an. Hier ist der Zins über die gesamte Laufzeit fix. Eine Zinsbindung erleichtert nicht nur die Kalkulation im Vorfeld, sondern lohnt sich für Kreditnehmer vor allem dann, wenn steigende Zinsen zu erwarten sind. Das Zinsniveau ist bei Krediten mit Zinsbindung allerdings oft etwas höher.

Sicherheiten

Bei Solarkrediten verlangen Kreditgeber in der Regel Sicherheiten vom Kreditnehmer. Diese gehen allerdings meistens über die Einspeisevergütung hinaus. Teilweise verlangen Banken als Sicherheit etwa einen Grundbucheintrag.

Sondertilgungsmöglichkeiten

Bietet ein Darlehen Sondertilgungsmöglichkeiten, lässt sich der Kredit auch außerhalb der Reihe ganz oder teilweise tilgen und so die Kreditlast mindern. Die Option ist besonders für Kreditnehmer interessant, deren Einnahmen variabel sind.

Welche typischen Fallstricke drohen bei der Photovoltaik-Finanzierung?

Wer seine Photovoltaik-Anlage finanzieren lässt, sollte im Vorfeld unbedingt die damit verbundenen Bedingungen berücksichtigen. So fördert etwa die KfW generell keine gebrauchten Solaranlagen und nur Systeme mit einer bestimmten Höchstleistung. Bei Solarkrediten ist es hingegen oft nötig, zusätzliche Sicherheiten zu stellen. Enthält der Kreditvertrag keine Zinsbindungsklausel, droht bei steigenden Marktzinsen eine Finanzierungslücke.

Die Nutzung einer PV-Anlage macht heute nur noch Sinn, wenn möglichst viel des erzeugten Solarstroms selbst verbraucht wird. Mit Hilfe moderner Stromspeicher lässt sich der Eigenverbrauch mittlerweile nahezu verdoppeln. Seit kurzem gibt es dafür passende Stromspeicher, die auch preislich für Privathaushalte interessant sein können. Allerdings sollte die Wahl für den Stromspeicher immer den individuellen Anforderungen angepasst werden.

Welcher Stromspeicher ist der Richtige?

Bei den Stromspeichern für Solarstrom lässt sich grundsätzlich zwischen Blei- und Lithium-Ionen-Akkus unterscheiden. Wo die konkreten Vor- und Nachteile der Systeme liegen, zeigt nachfolgende Tabelle:

Blei-Batterie	Lithium-Ionen-Batterie
Lebensdauer ca. 5 bis 10 Jahre	Lebensdauer ca. 15 Jahre
Unterbringung in einem belüfteten Raum erforderlich, da die Batterien ausgasen	Keine Ausgasung der Batterien, daher keine Unterbringung im belüfteten Raum notwendig
Entladetiefe ca. 50 Prozent, andernfalls negative Auswirkungen auf die Lebensdauer	Entladetiefe bis zu 100 Prozent
Systemwirkungsgrad ca. 70 Prozent -> höhere Dimensionierung der PV-Anlage nötig	Systemwirkungsgrad ca. 90 Prozent -> niedrigere Dimensionierung der PV-Anlage möglich

Insgesamt überwiegen die Vorteile der Lithium-Ionen-Akkus als Stromspeicher für die PV-Anlage, weshalb diese sich am Markt immer weiter durchsetzen. Blei-Batterien, die auf Blei-Säure- oder Blei-Gel-Basis arbeiten, sind deutlich weniger effektiv.

Stromspeicher – auf die Speicherkapazität kommt es an

Entscheidend bei der Wahl des geeigneten Stromspeichers zur Erhöhung des Eigenverbrauchs ist die Speicherkapazität. Diese muss an den individuellen Bedarf angepasst sein. Das heißt, der im Stromspeicher gespeicherte Strom muss ausreichen, um den Haushalt wenigstens vom Abend bis zum nächsten Morgen mit Solarstrom versorgen zu können. Gehen wir von einem durchschnittlichen Vier-Personen-Haushalt mit einem Jahresstromverbrauch von etwa 4.500 Kilowattstunden aus, sollte der Stromspeicher vier bis sechs Kilowattstunden Speicherkapazität aufweisen.

Bei zu großer oder zu kleiner Dimensionierung des Stromspeichers können dagegen erhebliche Probleme auftreten:

• Zu gering dimensionierter Stromspeicher: gespeicherter Strom deckt den Bedarf nicht, teurer Zukauf von Netzstrom wird nötig
• Zu groß dimensionierter Stromspeicher: nicht benötigter Solarstrom wird dauerhaft gespeichert. Dadurch entfallen die Vergütungen für die Netzeinspeisung.

Was der Wirkungsgrad des Stromspeichers aussagt

Ebenfalls von großer Bedeutung ist der Wirkungsgrad des Stromspeichers. Beim Speichern von Solarstrom werden Umwandlungsverluste erzielt. Ein Teil der Energie wird also nicht komplett gespeichert, sondern etwa in Wärme umgewandelt. Bei Lithium-Ionen-Akkus liegen diese Verluste bei etwa fünf bis zehn Prozent, bei Blei-Akkus bei bis zu 30 Prozent. Daher sollte stets ein Stromspeicher mit Wirkungsgraden über 90 Prozent gekauft werden.

Ebenso sollte die Lebensdauer beachtet werden. Empfehlenswert sind hier Stromspeicher, die herstellerseitig eine Garantie von zehn Jahren mitbringen. So lassen sich früher auftretende systemseitige Defekte über die Garantieansprüche kostengünstig beheben.

Egal, ob eine bereits bestehende PV-Anlage mit einem Stromspeicher nachgerüstet oder eine neu geplante Anlage von vornherein mit dem Stromspeicher ausgestattet werden soll, die Ausgaben dafür können gefördert werden. Erster Ansprechpartner ist dabei die KfW, die mit dem Programm 275 – Erneuerbare Energien – Speicher ein entsprechendes Förderprogramm aufgelegt hat. Im vergangenen Jahr musste es bereits nach wenigen Monaten wieder eingefroren werden, weil das Fördervolumen von immerhin zehn Millionen Euro bereits aufgebraucht war. Seit Anfang 2017 steht es jedoch mit einem neuerlichen Fördervolumen von zehn Millionen Euro wieder zur Verfügung.

Wie hoch fallen die Förderungen für Stromspeicher durch die KfW aus?

Die KfW fördert Stromspeicher mit einem Mix aus Darlehen und Tilgungszuschuss. Der Tilgungszuschuss wird dabei in regelmäßigen Abständen nach unten korrigiert. Anfang 2017 lag er noch bei 19 Prozent, aktuell ist er bereits auf 16 Prozent gefallen – Tendenz weiter fallend:

• Tilgungszuschuss für Anträge ab 01.10.2017 = 13 Prozent
• Tilgungszuschuss für Anträge ab 01.01.2018 = 10 Prozent

Die Grundlagen zur Förderung für Stromspeicher durch die KfW

Die Kredite zur Förderung der Stromspeicher für PV-Anlagen werden bereits ab einem sehr günstigen effektiven Jahreszins von 1,05 Prozent angeboten. Sie gelten für alle nachgerüsteten Stromspeicher und neu errichtete PV-Anlagen mit Stromspeicher. Die Zinsbindung kann über maximal 20 Jahre vereinbart werden.

Gefördert werden ausschließlich stationäre Batteriespeichersysteme, die in Verbindung mit einer PV-Anlage stehen müssen. Der Tilgungszuschuss selbst kommt dabei aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).

Bei der Nachrüstung bestehender Anlagen gelten folgende Voraussetzungen:

• PV-Anlage muss nach dem 31.12.2012 in Betrieb genommen worden sein
• Zwischen Nachrüstung des Stromspeichers und Inbetriebnahme der PV-Anlage müssen mindestens sechs Monate liegen

Generelle Anforderungen für die Förderung des Stromspeichers sind folgende:

• PV-Anlage darf eine maximale Leistung von 30 kWp nicht überschreiten
• Es gibt lediglich eine Förderung für ein Speichersystem pro PV-Anlage
• Das Batteriespeichersystem muss in Deutschland aufgestellt und über einen Zeitraum von wenigstens fünf Jahren betrieben werden

Wer kann gefördert werden?

Die Förderung für Stromspeicher erhalten sowohl in- und ausländische Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft, als auch Unternehmen, an denen Kirchen, Gemeinden oder karitative Organisationen beteiligt sind. Ebenfalls können Freiberufler, Landwirte, gemeinnützige Antragsteller oder Privatpersonen die Förderung in Anspruch nehmen.

Nicht gefördert werden können dagegen:

• Hersteller von Batteriespeichern und deren Komponenten
• Kommunen
• Bund und Länder
• Unternehmen in Schwierigkeiten (unter bestimmten Voraussetzungen)
• In-sich-Geschäfte – etwa der Erwerb des Speichers vom Ehegatten

Die Mindestlaufzeit für die Förderung der Stromspeicher liegt bei zwei Jahren. Der Kreditbetrag wird zu 100 Prozent ausgezahlt und ist wahlweise in einer Summe oder in Teilbeträgen abrufbar. Ebenfalls sind tilgungsfreie Anlaufjahre möglich, die Ratenzahlungen erfolgen im Anschluss quartalsweise.

Die idealen Voraussetzungen für eine PV-Anlage sorgen dafür, dass sie möglichst viel Strom erzeugt. Entscheidend sind in diesem Zusammenhang:

• Standort
• Dachneigung
• Dachausrichtung
• Einstrahlungswinkel
• Verschattung
• Wirkungsgrad der Solarmodule

Standort genau betrachten

Der Standort der Anlage lässt sich zwar kaum beeinflussen, dennoch sollte mit Hilfe der globalen Sonnenstrahlungskarten überprüft werden, mit wie vielen Sonnenstunden zu rechnen ist. Dieser Faktor ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeitsberechnung, die Ermittlung von zu erwartenden Erträgen und Renditen der Anlage.

Dachausrichtung und –neigung

Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage ist auch die Dachausrichtung. Ideal ist eine nach Süden ausgerichtete Dachfläche, wobei Abweichungen nach Osten oder Westen um 20 Grad ebenfalls noch als optimal betrachtet werden. Höhere Abweichungen von der südlichen Ausrichtung sind ebenfalls möglich, bringen jedoch Leistungseinbußen mit sich. Da die PV-Module heute allerdings sehr leistungsstark sind, sind die Leistungsverluste als eher gering zu betrachten.

Die Dachneigung ist ebenfalls entscheidend. Ideal für die PV-Anlage ist eine Neigung zwischen 10 und 50 Grad. Doch auch hier gilt, dass abweichende Dachneigungen immer noch hohe Erträge zulassen, wie folgende Tabelle zeigt:

Aus Dachausrichtung und –neigung ergibt sich dann auch der Einstrahlungswinkel der Sonne.

Verschattung vermeiden

Verschattungen sind der Feind jeder Photovoltaikanlage. Sie führen nicht nur zu Leistungseinbußen, sondern können die Solarmodule sogar schädigen. Deshalb sollten Verschattungen weitestgehend vermieden werden. Sie entstehen üblicherweise durch

• Bäume,
• Nachbargebäude,
• Sat-Schüsseln,
• Antennen usw.

Allerdings wandern Verschattungen je nach Jahres- und Tageszeit. Im Winter können sehr lange Schatten durch die tiefstehende Sonne entstehen.

Wirkungsgrad der Solarmodule

Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage ist ebenfalls der Wirkungsgrad der Solarmodule. Als Faustregel gilt:

• Monokristalline Solarmodule bieten den höchsten Wirkungsgrad.
• Polykristalline Solarmodule bieten einen etwas verringerten Wirkungsgrad.
• Dünnschichtmodule bieten geringsten Wirkungsgrad.

Weitere Module befinden sich derzeit noch in der Entwicklung und reichen hinsichtlich des Wirkungsgrades an die übrigen Module nicht einmal annähernd heran. Der höchste Wirkungsgrad bei monokristallinen Solarmodulen bietet aber nicht gleichzeitig die beste Wirtschaftlichkeit der Anlage, da die Investitionskosten für diese Module extrem hoch sind.

Die Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht in elektrischen Strom um. Moderne Anlagen benötigen nicht zwingend direkte Sonneneinstrahlung, sondern können auch bei diffuser Sonneneinstrahlung arbeiten. Die PV-Anlage besteht aus den einzelnen Komponenten:

• Solarmodule
• Wechselrichter
• Verkabelung.

Solarmodule und ihr Aufbau

Zum Einsatz kommen dotierte Siliziumscheiben. Das heißt, es wurden Fremdatome eingebracht, um die elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Die dotierten Siliziumscheiben werden als Zellen bezeichnet, von denen mehrere in Reihe oder parallel verschaltet, hinter einer gehärteten Glasscheibe montiert und in Kunststoff (Tedlar) eingegossen werden. Hierbei ist auch die Rede von der Einglastechnik. Die Doppelglastechnik verzichtet auf das Eingießen in Tedlar und setzt stattdessen auf die Abdeckung der Zellen mit einer zweiten Glasscheibe. Die Glasscheiben werden meist mit einem Aluminiumrahmen für die nötige Stabilität versehen.

Werden die einzelnen Komponenten zusammengesetzt, entsteht das eigentliche Solarmodul. Über eine Anschlussdose wird aus jedem Solarmodul ein Plus- oder Minuskabel mit Stecker oder Buchse herausgeführt. Die Module werden ebenfalls miteinander verschaltet, so dass ein Solargenerator entsteht.

Modulleistung berechnen

Die Gleichspannung eines Moduls wird in Volt angegeben und mit DC abgekürzt. Sie ermittelt sich aus der Anzahl und der Verschaltung der Solarzellen in einem Solarmodul. Aus diesen Werten ermittelt sich auch die Stromstärke, die in Ampere (A) angegeben wird. Werden Stromstärke und Spannung multipliziert, ergibt sich die Modulleistung. Diese wird in den Datenblättern der PV-Module unter Standardbedingungen in Watt oder Kilowatt angegeben.

Wie müssen die Module verschaltet werden?

Die Module können parallel oder in Reihe verschaltet werden. Die parallele Verschaltung erhöht die Stromstärke, die Reihenschaltung die Spannung. Entsteht die Gleichspannung im Modul durch auftreffendes Sonnenlicht, wird die elektrische Spannung mittels Metallkontakten abgegriffen und an den Wechselrichter über die Verkabelung weitergeleitet.

Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom – die Aufgabe des Wechselrichters

Nun ist der so abgegriffene Gleichstrom nicht nutzbar, um Elektrogeräte zu betreiben. Der Wechselrichter muss den erzeugten und gelieferten Strom also aufnehmen und in Wechselstrom umwandeln.

Der so erzeugte Wechselstrom kann nun

• gegen Zahlung der Einspeisevergütung ins öffentliche Netz eingespeist werden,
• für den Betrieb der persönlichen Elektrogeräte genutzt werden,
• in den hauseigenen Batteriespeicher geleitet werden.

Auch eine Kombination aus allen drei Varianten ist denkbar und sinnvoll, da die Einspeisevergütung nur noch sehr gering ist, während die Strompreise steigen. Bei der Kombination wird der erzeugte Solarstrom zunächst für die Nutzung der eigenen Elektrogeräte verwendet, Überschüsse werden in den Batteriespeicher geleitet. Erst wenn dessen Kapazität erschöpft ist, wird der Strom ins öffentliche Netz eingespeist.

Die Bestandteile der Photovoltaikanlage richten sich nach deren Art. Die häufigste Variante ist die netzgekoppelte Anlage, weshalb wir auf diese im Folgenden näher eingehen wollen. Die wichtigsten Bestandteile dieser Anlagen sind:

1. Solarmodule
2. Generatoranschlusskasten
3. Verkabelung
4. Wechselrichter
5. Stromzähler
6. (Einspeisemanagement)
7. (Stromspeicher)

Solarmodule als Grundlage für jede PV-Anlage

Die Solarmodule bieten die Basis für jede PV-Anlage. Sie werden zum Solargenerator zusammengeschaltet und bestehen aus vielen Solarzellen. Die Solarmodule lassen sich unterscheiden in die

• Monokristallinen Solarmodule,
• Polykristallinen Solarmodule und die
• Dünnschichtmodule.

Zwar gibt es mittlerweile auch weitere Solarmodule, jedoch haben diese noch keine so große Bedeutung in der Praxis erhalten.

Der Generatoranschlusskasten

Der Generatoranschlusskasten sorgt für die Zusammenschaltung der Solarmodule. In ihm finden sich ebenfalls die Sicherungen für die Strings. Er sorgt dafür, dass die Solarmodule in ihrer Gesamtheit zusammenarbeiten und es nicht zum kompletten Stromausfall kommt, wenn ein Solarmodul nicht mehr richtig arbeitet.

Die Verkabelung

Entscheidend für eine funktionstüchtige Photovoltaikanlage ist außerdem die Verkabelung. Sie lässt sich nochmals in zwei Unterarten untergliedern:

1. Verkabelung für den Gleichstrom
2. Verkabelung für den Wechselstrom

Im ersten Fall geht es um die Verkabelung von den Modulen hin zum Wechselrichter. Die Verkabelung für den Wechselstrom erfolgt vom Wechselrichter bis zum Einspeisepunkt ins öffentliche Netz bzw. in den Batteriespeicher. Die Querschnitte der Verkabelung sind abhängig von der Leistung der Solarmodule, des Wechselrichters und der Kabellänge.

Der Wechselrichter

Eines der Kernstücke jeder PV-Anlage ist zudem der Wechselrichter. Seine Aufgabe ist es, den mittels der Solarmodule erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Der Gleichstrom selbst kann nämlich im Haushalt nicht genutzt werden. Der Wechselrichter bestimmt übrigens auch den Wirkungsgrad der gesamten Anlage mit.

Der Stromzähler

Ebenso wichtig ist der Stromzähler als Bestandteil der PV-Anlage. Dieser sorgt bei netzgekoppelten Anlagen für die korrekte Ermittlung des ins öffentliche Netz eingespeisten Stroms. Deshalb spricht man hier auch oft vom Einspeisezähler. Ein weiterer Stromzähler misst den erzeugten Strom. Sinnvoll ist dies beim Eigenverbrauch, so dass eine Kontrolle des Verhältnisses zwischen erzeugtem, selbst verbrauchtem und eingespeistem Strom möglich wird.

Das Einspeisemanagement

Moderne Einspeisemanagementanlagen bieten eine Fernüberwachungsmöglichkeit für den Stromnetzbetreiber. Dieser kann so anhand des Strombedarfs mehr oder weniger Strom von der einzelnen Anlage beziehen.

Der Stromspeicher

Der Stromspeicher ist nur dann notwendig, wenn nicht der gesamte erzeugte Strom ins öffentliche Netz eingespeist werden, sondern ein Teil des Solarstroms direkt vor Ort genutzt werden soll. Das macht aufgrund der immer weiter sinkenden Einspeisevergütung durchaus Sinn, denn diese alleine reicht für eine effiziente Nutzung der PV-Anlage nicht aus. Der Stromspeicher kann zu viel erzeugte Solarenergie zwischenspeichern und sie dann zur Verfügung stellen, wenn sie benötigt wird. Wichtig ist allerdings, dass der Stromspeicher dem eigenen Bedarf entsprechend dimensioniert wird. Auch die Entladeleistung und ähnliches müssen bei der Auswahl beachtet werden.

Die Leistung einer PV-Anlage wird üblicherweise in Kilowatt Peak angegeben. Hierbei handelt es sich jedoch um die Spitzenleistung der Anlage unter Testbedingungen. Sie dient also lediglich der Vergleichbarkeit der verschiedenen Photovoltaikanlagen. Die tatsächliche Leistung kann von der Leistung unter Testbedingungen deutlich abweichen. Gründe dafür sind:

• Witterung
• Verschattung
• Jahreszeiten
• Wirkungsgrade
• Wechselrichterleistung
• Leitungsverluste
• Verschmutzung der Module

Die so entstehenden Leistungsverluste können bis zu 30 Prozent betragen. In den Testbedingungen, die zur Ermittlung der Leistungsangabe Kilowatt Peak (kWp) herangezogen werden, heißt es:

• Solarstrahlung pro Quadratmeter = 1.000 Watt
• Umgebungstemperatur konstant = 25 Grad Celsius
• Strahlungsspektrum (Air Mass) = 1,5

Da die Testbedingungen in der Praxis kaum erreicht werden, eignet sich die Leistungsangabe in kWp nur zu Vergleichszwecken. Beispielhaft seien hier folgende Vergleiche genannt:

• Spitzenleistung verschiedener Module vergleichen
• Dachfläche vergleichen, die für die Installation von einem kWp benötigt wird
• Gesamtkosten einer Anlage mit einer bestimmten kWp Leistung vergleichen

Wirkungsgrad einer PV-Anlage

Aussagekräftiger als die reine Spitzenleistung der PV-Anlage ist deren Wirkungsgrad. Dieser setzt sich zusammen aus den Wirkungsgraden der Solarmodule und des Wechselrichters. Der Wirkungsgrad der Solarmodule kann ermittelt werden, indem das Verhältnis zwischen eingestrahlter Solarenergie und tatsächlichem Energieertrag ermittelt wird. Dieser Wirkungsgrad gibt also an, wie viel der eingestrahlten Solarenergie tatsächlich in Strom umgewandelt werden kann.

Der Wirkungsgrad der Solarmodule ist stark davon abhängig, um welche Art der Module es sich handelt. Die besten Wirkungsgrade erzielen derzeit monokristalline Solarzellen und Dünnschichtzellen auf Galliumarsenid-Basis. Die folgende Tabelle gibt Auskunft über mögliche, durchschnittliche Wirkungsgrade von Solarzellen:

Solarzelle	Wirkungsgrad
Dünnschichtzellen Galliumarsenid	20 bis 25 %
Monokristalline Solarzellen	18 bis 21 %
Polykristalline Solarzellen	13 bis 16 %
Dünnschichtzellen (CIS)	10 bis 12 %
Dünnschichtzellen Cadmiumtellurid	11 %
Tandemzellen	10 %
Amorphe Siliziumzellen	6 bis 7 %
Farbstoffzelle/Grätzelzelle	2 %

In der Forschung finden sich zwar immer wieder Berichte über deutlich höhere Wirkungsgrade bis zu 40 Prozent und mehr. Doch diese sind in der Praxis nicht erreichbar und sollten daher vom privaten PV-Anlagenbetreiber mit Vorsicht genossen werden.

Genauso wichtig, wenn nicht noch wichtiger, ist übrigens der Wirkungsgrad des Wechselrichters. Ist dieser nicht ausreichend, so kann er die besten Solarzellen mit hervorragenden Wirkungsgraden zunichtemachen.

Zu beachten ist außerdem, dass die theoretischen Wirkungsgrade bei maximal 32 bis 33 Prozent liegen können. Dies liegt an der Bandlücke der Halbleitermaterialien. Höhere Wirkungsgrade lassen sich erzielen, wenn verschiedene Wirkstoffe kombiniert werden, so wie es Forscher bei der Tandemzelle bereits vorgemacht haben. Hier könnten theoretische Wirkungsgrade von mehr als 70 Prozent bei Multibandzellen erreicht werden. Allerdings sind diese Solarzellen noch nicht entwickelt und ob die Wirkungsgrade in absehbarer Zukunft tatsächlich erreicht werden können, bleibt fraglich.

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