Hallo Freunde der Sonne. Das Thema PV wird durch den Preisverlauf in den letzten 20 Jahren für immer mehr Menschen interessant, dennoch steht man am Anfang meist vor ein paar grundlegenden Fragen.
Lohnt sich eine Anlage die nicht nach Süden ausgerichtet ist? Wann amortisiert sich die Investition? Wieviel Geld muss ich investieren? Welche Panele sind gut, welche sind schlecht? Was gibt es rechtlich zu beachten? Usw., usf.
Für die Beantwortung der meisten Fragen reicht im Prinzip einfache Mathematik, da jede Situation selbst ausgerechnet werden sollte. Um annähernd korrekte Daten zu erhalten gibt es zudem hilfreiche Tools im Internet.
Es macht z.B. einen Unterschied, ob ich eine Anlage mit Südausrichtung auf einem Flachdach in Hamburg montiere oder eine Anlage auf einem östlich ausgerichteten Dach mit 40° in München. Intuitiv würde man vielleicht auf mehr Ertrag in Hamburg wetten weil in München erst am Nachmittag die Sonne zum Tragen kommt, aber München würde in diesem Szenario tatsächlich ca. 10% mehr Ertrag liefern. Unter gleichen Bedingungen sogar ca. 15% einfach aufgrund der südlicheren Lage.
Bei der Berechnung des Ertrags der PV-Anlage hilft 🔗diese Seite.
Wie viel Geld man investieren muss/sollte liegt ebenfalls an den individuellen Bedingungen vor Ort. Wie viel Platz habe ich um PV-Module zu installieren, wie viel Geld habe ich im Zugriff, bin ich tagsüber oft Zuhause und kann den Strom weitgehend selbst nutzen oder brauche ich eine Batterie um etwas davon zu haben. Selbst ein Einstieg mit einem sogenannten 600 W Balkonkraftwerk kann finanziell attraktiv sein. In den Beispielen werde ich immer ein Flachdach in Hamburg wählen, d.h. für südliche Standorte kann man immer mit etwas mehr Einsparung/Ertrag rechnen.
Das Balkonkraftwerk in HH liefert im Schnitt ca. 525 kWh pro Jahr. In den Sommermonaten ca. 50-60 kWh/Monat bzw. 1,6-2 kWh von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang. Je mehr ich davon direkt nutzen kann, desto eher lohnt sich solch eine Anlage. Zur Einordnung, ein Kühlschrank verbraucht in 12h ca. 150-300 Wh (oder rund 1/8 des produzierten Stroms), ein Waschmaschine pro Waschgang ca. 500-1000Wh. Was ich damit sagen möchte, wer in der Regel tagsüber von 7-17 Uhr aus dem Haus ist, wird den Standby seiner Geräte easy decken können, aber auch viel produzierte Energie ins öffentliche Netz verschenken. Aus einer Amortisation in 4,5 – 5 Jahren werden dann schnell 8-9 Jahre. Gegensteuern kann man, in dem man energieintensive Dinge wie Waschmaschine, Trockner, Geschirrspülmaschine, Bügeln, usw. in den Tag legt.
Das Beispiel kann man weitgehend auf größere Anlagen übertragen, auch wenn ich für größere Anlagen eine Einspeisevergütung bekomme ist dieser eigentlich kein Faktor von großer Relevanz. Der Fokus sollte also immer darauf liegen, so viel wie möglich vom produzierten Strom selbst zu verbrauchen. Personen bzw. Familien die tagsüber viel Zuhause sind haben es da leichter, die anderen müssen auf eine Speicherbatterie setzen, was natürlich wieder die Investitionskosten erhöht und eine Amortisation nach hinten rücken kann (aber nicht muss). Auch hier kommt man mit einfacher Mathematik wieder recht weit um einen Eindruck zu bekommen ob es sich für einen lohnt oder nicht.
Seinen möglichen Autarkiegrad kann man 🔗hier ermitteln, der Schieber für die Speicherbatterie zeigt auch recht schnell welche Größenordnung für die eigene Anlage sinnvoll ist. Ab einer bestimmten Größe schafft es die PV nämlich nicht mehr die Batterie voll zu laden.
Was kostet nun so eine Anlage? Stand Ende 2022 bezahlt man ab 700€ für ein 600W Balkonkraftwerk (1,15€ pro Watt peak) bestehend aus Solarmodulen, Gleichrichter und Kabel. Dazu kommen eventuelle Kosten für Montage und Montagematerial. Macht man möglichst viel selbst können das 100-200€ sein, lässt man machen muss man eher 300-500 dazu rechnen. Für eine DIY Montage bieten sich in der Regel 🔗solche Profile an. Gerade bei Balkonkraftwerken in Deutschland macht es Sinn, 2 Module mit mehr als je 300 Wp anzuschließen. Zumindest wenn es der Wechselrichter erlaubt kann man teilweise am Eingang 800 Watt oder mehr einspeisen. Der maximale Output bleibt zwar bei 600 Watt und im Sommer verschenkt man etwas an Leistung, dafür hat man aber in Herbst, Winter und Frühling und somit über das ganze Jahr betrachtet mehr Ertrag.
Wer sich mit 1-2 Nachbarn verbündet kann auch in großem Maßstab einkaufen um auf einen Preis von 0,80€ pro Wp zu kommen. Oftmals werden Module vergünstigt als Palettenware angeboten.
Bei modernen Modulen benötigt man grob 2 m² für 450 Wp, d.h. 20 m² für 4,5 kWp (~3900 kWh Ertrag in HH), die Kosten belaufen sich dann grob auf 2500 €. Es gibt weniger effiziente Module die auch meist um einiges günstiger sind (250 € vs. 150€). Bei wem also Platz kein Problem ist, kann aus wirtschaftlicher Sicht damit günstiger fahren. Auch hier muss man wieder den Taschenrechner bemühen und das ganze für seine Situation ausrechnen. Nicht vergessen, mehr Module benötigen mehr Befestigungsmaterial, mehr Kabel und die Installation dauert wahrscheinlich etwas länger. Wer gar keine Vorstellung hat, wie groß seine (Dach)Fläche ist, kann über 🔗den Link einen groben Richtwert ermitteln.
Wer sich kein Kit bestehend aus Modulen, Wechselrichter und Kabel bestellen will, muss die Module und den Wechselrichter aufeinander abstimmen. Dadurch kann die Anlage noch etwas günstiger bzw. gezielter gekauft werden, aber es erhöht sich auch wieder etwas die Komplexität. Die Werte der Module müssen nämlich zu denen des Wechselrichters passen und zwar in allen Zuständen. Ein Beispiel ist hier die Spannung (Volt) der Module, die je nach Temperatur sehr stark schwanken kann, >50 Volt/Modul im Winter und <30 Volt im Sommer. Bei 10 Modulen in Reihe muss der Wechselrichter also min. auf 300-500 Volt am Eingang ausgelegt sein.
Auch ein Punkt den man bei der Montage und dem richtigen Ort berücksichtigen sollte, sind die Gewichte der Module (20-30kg je Modul) und der maximale Winddruck, der auf der Konstruktion lasten kann. Wir reden bei einer Anlage bestehend aus 10 Modulen von rund 300-350 kg und einem Winddruck bei stürmischem Wetter von ca. 200-250 kg die auf ein Modul wirken können. Module halten das meist problemlos aus, das sollte aber natürlich auch für die Aufständerung, Geländer, Dächer usw. gelten. Für den richtigen Standort ist es auch wichtig eine Fläche zu wählen, die zu keiner Tages- und Jahreszeit beschattet ist. Hier lohnt es sich etwas Zeit zu investieren um z.B. keine Enttäuschung im Winter (durch längere Schatten) zu erleben. Schattenlängen und der Sonnenverlauf zu bestimmen Jahreszeiten kann man 🔗hier nachverfolgen. Schatten machen eine Anlage nicht unmöglich aber wieder etwas spezieller und weniger ertragreich. So ist es z.B. recht üblich mehrere Module in Reihe zu schalten, würde nun aber ein Modul davon beschattet bricht der Ertrag für alle Module spürbar ein. In diesem Fall, oder auch bei Anlagen mit Ost/West Ausrichtung sollte man sich nach Wechselrichtern umschauen die Module oder Modulreihen Parallel verschalten können. So könnte man ggf. auf einem Gartenhaus eine 600 Watt Anlage installieren, mit einem Modul in Richtung Osten und einem Richtung Westen.
Woran erkennt man nun gute Module. Auf den ersten Blick oft am Preis, der ergibt sich aber natürlich aus ein paar Kennwerten. So ist z.B. ein Wirkungsgrad von 20-22% ein momentan sehr guter Wert und auch weit wichtiger als der Peak Output der Module. Die Größe der Module ist nämlich nicht genormt und natürlich kann mit mehr Fläche auch eine höhere Leistung erreicht werden. Ein weiterer wichtiger Faktor ist der sogenannte Temperaturkoeffizient bei Pmax. Dieser besagt, wie sehr die Effizienz des Moduls mit steigender Temperatur sinkt. Gut sind Module mit <= 0.3% / °C. Im Klartext heißt das, im Sommer wenn das Modul mit Mittagssonne locker 50° erreichen kann, würde bei 0.3% / °C ein Verlust von 7,5% zur idealen Temperatur von 25° eintreten. Bei günstigeren Modulen mit 0.4% / °C wären das schon 10%. Aber auch hier lohnt es sich den Taschenrechner zu bemühen um zu schauen was finanziell sinnvoller sein könnte. Auf was man auch achten sollte wäre die Leistungsgarantie, hier ist >90% nach 25 Jahren ein guter Wert. Es gibt auch Hersteller mit einer Produktgarantie von >20 Jahren, das macht aber natürlich nur Sinn, wenn man davon ausgeht, dass es das Unternehmen auch so lange gibt.
Bekannte Player auf dem Markt sind z.B. Canadian Solar, Meyer Burger (Premium), Solarwatt, Sunpower, Ja Solar, Q Cells, Panasonic, Hyundai und LG Solar.
Das rechtliche Thema ist zu komplex und aktuell im Wandel um es hier in 1-2 Abschnitten adäquat zu behandeln. Daher verweise ich an dieser Stelle auf das Internet. Für alle die eine große Anlage mit Einspeisung planen dürfte 2023 interessant werden, diese Anlagen können dann wohl zum Nettopreis bezogen werden. Aber googelt das nochmal nach!
Ein wichtiger Hinweis zum Schluss. Die meisten älteren aber auch noch viele neuere Anlagen funktionieren nicht beim Stromausfall im Netz. Was erstmal komisch klingt hat primär mit dem Frequenzabgleich und Sicherheitseinstellungen zu tun. Wer eine sogenannte Insellösung möchte, muss entsprechend bei der Auswahl der Elektronik darauf achten!
Zusammengefasst kann man sagen, dass man keine allgemeingültige Aussage treffen kann. Welche Anlage die sinnvollste ist ergibt sich aus sehr vielen Faktoren wie Standort, Budget, nutzbare Fläche, eigenes Verbrauchsprofil, usw. Um ein recherchieren entsprechender Daten kommt man leider nicht drum herum, wenn man seine Anlage gezielt aufbauen möchte und den Ertrag bzw. die Ersparnis maximieren will. Unter idealen Bedingungen kann sich eine kleine PV Anlage ohne Batteriespeicher in rund 4 Jahren amortisieren, man sollte aber eher mit 5-6 Jahren rechnen und sich freuen wenn es früher passiert. Ist eine Batterie im Spiel und die Anlage etwas größer (>= 6 kWp) kann eine Amortisation schon in 3,5 Jahren realistisch sein, aber auch hier würde ich eher mit 5 Jahren rechnen.
Weitere nützliche Tipps und deep dive Technikhintergründe bekommt ihr u.a. auf dem YouTube Kanal von Andreas Schmitz: https://youtube.com/@Akkudoktor
[Update] Wie sollte man nun anfangen? Am besten man schaut mal was man über den Tag (Sonnenstunden) so an Strom verbraucht und überlegt welche Tätigkeiten (z.B. Wäsche waschen) man in den Tag verschieben könnte. Dann schaut man welche Flächen ohne Schatten zur Verfügung stehen und wie viele Module (~ je 1,75 x 1,1m) so auf die Fläche passen würden. Mit diesen beiden Werten kann man überschlagen welche Größe sinnvoll wäre und sich dann weiter im Detail damit beschäftigen.
nERDys point of view 