Photovoltaik - Strom von zu Hause

Die Sonne bestrahlt die Erde tagtäglich mit über 10.000 mal mehr Energie, als wir verbrauchen. Trotzdem nutzt die Menschheit bisher nur einen winzigen Bruchteil dieser Energie.

Stattdessen verlassen wir uns nach wie vor auf endliche, fossile Rohstoffe. Eine Photovoltaik-Anlage ermöglicht es, die Strahlungsenergie der Sonne in elektrischen Strom umzuwandeln und damit nutzbar zu machen.

Selbst in Deutschland, das global nicht unbedingt für viele Sonnenstunden bekannt ist, erreichen jährlich rund 1.000 Kilowattstunden (kWh) Strahlung pro Quadratmeter den Boden. Diese Energie kann privat genutzt werden, wenn man eine Photovoltaik-Anlage auf dem Grundstück installiert.

Eine heutige Photovoltaik-Anlage ist nicht dazu in der Lage, die gesamte Sonnenstrahlung in Elektrizität umzuwandeln. Um 1.000 kWh Strom zu erzeugen, benötigen Sie zwischen 6 und 8 Quadratmeter Photovoltaik-Panels. Rechnet man mit etwa 5.000 kWh Jahresverbrauch für ein Einfamilienhaus, kann durch die Installation von 30 bis 40 Quadratmetern Photovoltaik der gesamte Stromverbrauch gedeckt werden.

Aufbau und Funktionsweise

Die Photovoltaik-Anlage besteht, wie jede komplexe Technik, aus verschiedenen Komponenten. Die Panels sind der wohl wichtigste Bestandteil der Photovoltaik-Anlage. Diese bestehen aus Siliziumkristallen, in denen durch die Einstrahlung der Sonne Elektronen angestoßen werden. Durch angeschlossene Metallkontakte wird der entstehende Strom aus den Zellen in ein Netz gespeist und nutzbar gemacht.

Der Wechselrichter ist dafür zuständig, den von den Photovoltaik-Panels erzeugten Gleichstrom in für Haushaltsgeräte nutzbaren Wechselstrom umzuwandeln. Damit gehört er zu den essenziellen Bestandteilen einer Photovoltaik-Anlage, sofern der Strom selbst genutzt und nicht vollständig ins Netz eingespeist werden soll.

Mit einer privaten Photovoltaik-Anlage kann das Haus mit ökologisch sauberem Strom versorgt werden. Eine wichtige Frage, die sich jeder am Anfang stellt: Lohnt sich die Anschaffung auch finanziell?

Prinzipiell lässt sich diese Frage immer mit „Ja“ beantworten. Die Strompreise in Deutschland sind nach wie vor hoch und eine Senkung ist nicht sicher vorherzusehen. In der Vergangenheit lohnte sich der Verkauf des selbst produzierten Stroms ins öffentliche Netz aufgrund hoher Einspeisevergütung.

Da die Einspeisevergütung langsam zurückgeht, geht der Trend zunehmend zum Eigenverbrauch. Durch die Kombination von Photovoltaik-Anlage und Stromspeicher lässt sich ein hoher Grad der Selbstversorgung erzielen. Auch als Ergänzung zur Heizungsanlage ist eine Photovoltai-Anlage eine sinnvolle Investition: Speziell Wärmepumpen werden dank Solarstrom zu einer vollständig klimaneutralen Heizung. Andere Heizungen brauchen zwar weniger Strom als Wärmepumpen, ganz ohne elektrische Energie (z. B. zum Betrieb der Umwälzpumpe) kommen sie jedoch nicht aus.

So kann Photovoltaik bei allen Heizungen Kosten und CO2 einsparen. Der Kauf einer Photovoltaik-Anlage ist eine lohnenswerte Investition, die sich langfristig bezahlt macht. Einzig im Altbau kann es je nach Gebäudezustand sinnvoll sein, sich zunächst mit anderen Sanierungen auseinanderzusetzen, bevor Sie eine neue Technik installieren lassen. Im Folgenden haben wir einige nützliche Tipps für Sie zusammengestellt, die Sie bei der Planung Ihrer Photovoltaik-Anlage beachten sollten.

Stromspeicher - ja oder nein?

Ein Stromspeicher ist ein sehr großer Akkumulator (Akku). Dieser wird über die Photovoltaik-Anlage aufgeladen und speichert den Strom, bis er benötigt wird. Das ist vor allem deshalb praktisch, da die meiste Sonnenenergie um die Mittagszeit die Photovoltaik-Anlage erreicht, während der Strom in Deutschland vor allem abends benötigt wird, wenn die Sonne nicht scheint.

Das bedeutet, wenn der Strom verbraucht werden soll, während es draußen gerade dunkel ist, benötigen Sie einen Stromspeicher. Ob sich die Anschaffung eines solchen Geräts finanziell lohnt, ist hingegen eine andere Frage. Obwohl die Technologie in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht hat und immer noch macht, ist sie bislang noch sehr teuer.

Damit verzögert sich der Amortisationszeitpunkt der gesamten Photovoltaik-Anlage nach hinten; finanziell lohnt sie sich in den meisten Fällen heute noch nicht. In einigen Jahren wird sich das voraussichtlich ändern. Aus ökologischer Sicht und in Bezug auf die Unabhängigkeit vom öffentlichen Netz ist eine Photovoltaik-Anlage mit Stromspeicher heute bereits sehr sinnvoll.

Eine Alternative zum Stromspeicher stellt die sogenannte Stromcloud dar. Diese ist ein Angebot verschiedener Anbieter, das es ermöglicht, den Strom der Photovoltaik-Anlage einzuspeisen, wenn man zu viel produziert und Strom abzurufen, wenn er benötigt wird. Dadurch umgeht man die Notwendigkeit, Strom aus dem öffentlichen Netz zu beziehen, ist aber durch die Bindung an einen Anbieter sowie monatliche Grundkosten trotzdem nicht wirklich autark.

Halterungen vormontieren lassen

Die allermeisten privaten Photovoltaik-Anlagen in Deutschland werden auf Dächern montiert. Dafür werden spezielle Halterungen benötigt. Da der Neubau eines Hauses finanziell eine große Belastung ist, verzichten viele Bauherren auf den Einbau einer Photovoltaik-Anlage, da er zusätzliche Kosten mit sich bringt.

Wenn Sie jedoch im Voraus planen, nach einigen Jahren eine Photovoltaik-Anlage nachzurüsten, ist es sinnvoll, die Halterungen bereits beim Bau zu installieren. Mit diesen lässt sich die Photovoltaik-Anlage im Nachhinein schnell und kostengünstig einbauen.

Neuen Wechselrichter einplanen

Sowohl Photovoltaik-Module als auch Stromspeicher haben eine potenzielle Lebensdauer von deutlich über 20 Jahren. Anders sieht es bei Wechselrichtern aus. Diese müssen normalerweise bereits nach etwa 10 Jahren ausgetauscht werden.

Diese zusätzlichen Kosten sollten bei der Errichtung der Photovoltaik-Anlage bereits eingeplant werden. Der Austausch des Wechselrichters schlägt mit rund 1.500 Euro zu Buche. In der folgenden Tabelle haben wir unsere Tipps zur Photovoltaik für Sie noch einmal übersichtlich zusammengefasst:

Eine zentrale Frage bei der Planung einer Photovoltaikanlage ist: Wie groß soll die Anlage dimensioniert sein? Das durchschnittliche Einfamilienhaus verfügt über eine Dachfläche von etwa 120 Quadratmetern.

Bei einer potenziellen Photovoltaik-Leistung von einem Kilowatt (kW) pro 6 m² kann theoretisch eine Anlage von 20 kW Leistung betrieben werden. Ob sich das lohnt, ist allerdings fraglich. Der durchschnittliche Stromverbrauch eines Einfamilienhauses beträgt rund 5.000 Kilowattstunden (kWh) pro Jahr.

Mit der vollen Ausnutzung der Dachfläche würde man also viermal mehr Strom als benötigt produzieren. Dieser überflüssige Strom kann ins öffentliche Netz eingespeist werden, um damit kontinuierlich Geld zu erwirtschaften. Im Normalfall ist es aber sinnvoller, die Anlage an den eigenen Verbrauch anzupassen. Eine optimierte Photovoltaik-Anlage wird sich bei den heutigen Preisen nach rund 10 bis 15 Jahren amortisiert haben.

Kleine Photovoltaik-Anlage fürs Einfamilienhaus

Um den Eigenverbrauch möglichst effizient abzudecken, lohnt sich eine Photovoltaik-Anlage mit etwa einem Kilowatt peak (kWp) Leistung pro benötigten 1.000 kWh Strom. Bei einem Einfamilienhaus mit 5.000 kWh Strombedarf pro Jahr ist also eine Photovoltaik-Anlage mit mindestens 5 kWp sinnvoll. Eine solche Anlage nimmt rund 30 Quadratmeter Dachfläche ein. Teilweise wird man die Anlage größer dimensionieren, damit die Leistung auch bei hohem aktuellem Stromverbrauch ausreicht.

Bis zu maximal 10 kWp sind für den Eigenbedarf sinnvoll und amortisieren sich innerhalb von 10 bis 15 Jahren. Wenn Sie die Anlage noch größer planen, sind Sie dazu verpflichtet, sich als Unternehmer anzumelden und entsprechend Umsatzsteuer zu bezahlen. Ohne Stromspeicher sind realistisch rund 30 Prozent Eigenverbrauch anzupeilen. Die restlichen 70 Prozent des Stroms werden in das Netz eingespeist.

Die Kosten für eine Photovoltaik-Anlage betragen für ein Einfamilienhaus (~ 5 kWp Leistung) in etwa 8.000 Euro. Hinzu kommen die eventuellen Kosten für einen Stromspeicher.

Diese liegen bei rund 7.000 Euro. Von den Gesamtkosten entfallen nur ungefähr 4.000 Euro auf die Solarpanele selbst. Mit rund 800 Euro pro Kilowatt-Peak (~ 130 Euro pro Quadratmeter) sind ihre Kosten in den letzten Jahren stark gesunken.

Die restlichen Kosten verteilen sich auf den Wechselrichter (~ 1.500 Euro) und die Montage samt Zubehör (~ 2.500 Euro). Bei einer solchen Anlage geht man davon aus, dass sie jährlich rund 5.000 Kilowattstunden (kWh) Strom erzeugt. Eine kWh Strom kostet in Deutschland im Schnitt 27 Cent im Einkauf; 12 Cent erhält man als Einspeisevergütung, wenn der Strom dem Netz zur Verfügung gestellt wird.

Das bedeutet, dass wenn der Strom vollständig selbst verbraucht wird, jährlich bis zu 1.350 Euro Stromkosten eingespart werden können. Hierbei handelt es sich aber um ein idealisiertes Rechenbeispiel und nicht um eine Abbildung der Realität. Weder ist es sinnvoll realisierbar, den gesamten Strom selbst zu verbrauchen, noch lässt sich der erzeugte Strom so genau planen. Zusätzlich müssen beim Betrieb einer Photovoltaik-Anlage jährliche Betriebskosten eingeplant werden.

Laufende Kosten

Als Faustregel lässt sich sagen, dass pro Jahr etwa 1 Prozent der Anschaffungskosten der Photovoltaik-Anlage als laufende Kosten anfallen. Zwar benötigt die Anlage keinen Brennstoff oder Ähnliches, wohl aber regelmäßige Pflege. Einmal jährlich sollten die Module gesäubert und gewartet werden.

Auch der Wechselrichter und der Stromspeicher sollten regelmäßig von einem Techniker untersucht werden. Mit den stürmischen Sommern der letzten Jahre ist zudem eine Versicherung äußerst ratsam, die gegen den finanziellen Schaden durch die Zerstörung der Photovoltaik-Anlage absichert.

Steuern

Da der Betrieb einer Photovoltaikanlage bei der Steuer gemeldet werden muss, haben Sie bei der Einrichtung zwei Möglichkeiten. Entweder Sie lassen sich als Unternehmer eintragen oder Sie betreiben die Anlage als Kleinunternehmer. (Nur Anlagen bis 10 kWp können als Kleinunternehmer betrieben werden.)

Beide dieser Optionen haben etwas, das für sie spricht. Wenn Sie als Unternehmer agieren, sind Sie von der Mehrwertsteuer beim Kauf der Anlage befreit. Das bedeutet, dass 19 Prozent der Anschaffungskosten erstattet werden. Der Nachteil dieser Entscheidung ist, dass Unternehmer umsatzsteuerpflichtig sind. Die Umsatzsteuer liegt je nach Größe der Anlage im Bereich zwischen 100 und 200 Euro im Jahr.

Entscheiden Sie sich dafür, als Kleinunternehmer zu agieren, sparen Sie sich die Umsatzsteuer, bekommen allerdings nicht die Erstattung zu Beginn. Langfristig, das bedeutet nach 15 bis 20 Jahren, wird der Betrieb der Photovoltaik-Anlage als Kleinunternehmer im Normalfall eine höhere Ersparnis bringen.

Förderung und Einspeisevergütung

Eine direkte Förderung für Photovoltaikanlagen gibt es in Deutschland nicht. Die Kreditanstalt für Wiederaufbau stellt zwar mit dem "Programm 270 - Erneuerbare Energien" einen Kredit zur Verfügung, dieser beinhaltet aber keinen Tilgungszuschuss. Darüber hinaus sind Sie als Privatperson auf die sogenannte Einspeisevergütung angewiesen, die jeder erhält, der überschüssigen Strom in das allgemeine Netz einspeist. Die Einspeisevergütung ist gesetzlich garantiert: Die Energieversorger sind dazu verpflichtet, Besitzern von Photovoltaik-Anlagen den überschüssigen Strom abzunehmen.

Sie ist nach Leistung gestaffelt und gilt für 20 Jahre. Das heißt, wenn Sie heute einen Vertrag über eine Einspeisevergütung von 12,20 Cent pro Kilowattstunde abschließen, wird Ihnen dieser Preis für die nächsten 20 Jahre garantiert. Erst nach Ablauf dieser Zeit muss mit dem örtlichen Energieversorger darüber verhandelt werden, wie viel er für den eingespeisten Strom zu zahlen bereit ist. Die Einspeisevergütung wurde in den letzten Jahren allerdings immer mehr gekürzt, sodass es sich heute eher lohnt, den Strom selbst zu verbrauchen.

Während es bei der höheren Einspeisevergütung vor zehn Jahren noch ratsam war, die Anlage komplett nach Süden auszurichten, um möglichst viel Strom zu erzeugen, lohnt es sich heute eher, die Anlage nur teilweise nach Süden auszurichten.

Auch die Abendsonne lässt sich gut nutzen und ermöglicht einen höheren Eigenverbrauch in den späten Stunden des Tages. Da die Einspeisevergütung kontinuierlich sinkt und sich der Eigenverbrauch zunehmend lohnt, setzt sich der Aufbau in mehreren Richtungen immer mehr durch.

Gleichfalls lohnt es sich bei sinkender Einspeisevergütung immer weniger, extra große Anlagen zu installieren. Idealerweise dimensioniert man die Anlage so, dass sie auf den persönlichen Verbrauch abgestimmt ist. Bei einem Einfamilienhaus lohnt sich also, je nachdem, wie viel Strom benötigt wird, eine Photovoltaik-Anlage in der Größe von 5 bis 10 Kilowatt peak (kWp).

Größe des Stromspeichers

Wie groß der Stromspeicher sein sollte, hängt vom Strombedarf des Hauses und der Leistung der Photovoltaik-Anlage ab. Als Faustregel kann man eine Speicherkapazität von einer Kilowattstunde (kWh) pro Kilowatt-Peak (kWp) Leistung der Anlage rechnen. Bei einer durchschnittlichen Anlage von 5 kWp hat der entsprechende Stromspeicher also eine Speicherkapazität von 5 Kilowattstunden.