Lohnt sich eine Photovoltaik-Anlage?

Vor dem Hintergrund der angestrebten Energiewende im Gebäudesektor sollte sich jeder Hausbesitzer und angehende Bauherr mit der Frage beschäftigen, ob sich eine Photovoltaik-Anlage auf dem eigenen Dach lohnt oder nicht. Wir geben im Folgenden die Antwort:

Private Bauherren in Baden-Württemberg, Berlin und Hamburg haben keine Wahl. Für sie ist eine PV-Anlage im Neubau mittlerweile Pflicht. Aber auch in allen anderen Bundesländern kommen Bauherren, die mit ihrem Hausbau einen aktiven Beitrag zur Energiewende leisten wollen, um den Einbau einer Photovoltaik-Anlage zur eigenen Stromerzeugung nicht herum. Doch lohnt sich die Photovoltaik-Anlage auch finanziell?

WAS IST PHOTOVOLTAIK (PV) EIGENTLICH?

Unter Photovoltaik (PV) versteht man die Umwandlung von Lichtenergie, d.h. in der Regel Sonnenenergie, in elektrische Energie. Eine PV-Anlage besteht aus Solarmodulen, deren Solarzellen das Sonnenlicht aufnehmen und daraus Gleichstrom produzieren. Über den sogenannten Wechselrichter wird dann der gewonnene Gleichstrom in Haushaltsstrom, d.h. nutzbaren Wechselstrom mit 230 Volt, umgewandelt.

Die Nennleistung einer Photovoltaik-Anlage wird in Kilowattpeak (kWp), d.h. Kilowatt Spitzenleistung, angegeben. Diese Angabe bezieht sich auf die Leistung eines Moduls unter standardisierten Testbedingungen. Das sind 25°C Modultemperatur, 1.000 W/m² Strahlungsstärke und eine Luftmasse von 1,5. Auf diese Weise wird ein Leistungsvergleich verschiedener Solarmodule ermöglicht. Der Dachflächenbedarf für die Installation von 1 kWp Anlagenleistung beträgt etwa 5-7 m².

IST MEIN HAUS FÜR PHOTOVOLTAIK GEEIGNET?

Erlaubt die Statik die zusätzliche Dachlast, ist grundsätzlich jedes Gebäude für die Installation einer PV-Anlage geeignet. Den optimalen Ertrag einer Photovoltaik-Anlage erhalten Sie bei einer reinen Südausrichtung und etwa 30-40° Modulneigung. Abweichungen nach Osten oder Westen bzw. mehr oder weniger Neigung der Module reduzieren den Ertrag aber nur geringfügig. Verschattungen durch große Bäume, Dachgauben oder Nachbarbebauungen mindern den möglichen Ertrag dagegen ganz erheblich, weil die Solarzellen nur bei direkter Sonneneinstrahlung arbeiten. Obwohl sie nicht so hohe Maximalerträge wie nach Süden ausgerichtete Flächen erzielen, sind geteilte PV-Anlagen mit Ost- und Westausrichtung oft genauso sinnvoll, weil sich bei ihnen die Stromerzeugung stärker über den Tag verteilt und auf diese Weise ein größerer Anteil des Stroms direkt im Haus genutzt werden kann.

Wenn Sie genau wissen wollen, wie sich Ihr Hausdach für eine Photovoltaik-Anlage eignet, sollten Sie einen Blick in das Solarkataster Ihres Bundeslandes werfen. Solarkataster sind Online-Karten, die detailgetreu Auskunft geben, ob und welche Dachflächen sich für Photovoltaik eignen. Viele geben sogar an, mit welchem ungefähren Stromertrag Sie für Ihr Haus rechnen können.

STROM EINSPEISEN ODER SELBST NUTZEN?

Wer eine PV-Anlage auf dem Dach hat, kann den produzierten Strom grundsätzlich selbst nutzen oder in das öffentliche Stromnetz einspeisen. Für die Einspeisung erhalten Privatpersonen aktuell 13 ct/kWh Strom bei Volleinspeisung und 8,2 ct/kWh bei Teileinspeisung (Stand August 2023, Anlage bis 10 kWp). Verglichen mit einem Marktpreis von ca. 30 ct/kWh sparen Sie also über 20 ct/kWh, wenn Sie den eigenproduzierten Solarstrom zum Teil selbst nutzen. Da stellt sich die Frage einer Volleinspeisung für private Hausbesitzer nicht.

Finanztipp hat ausgerechnet, dass sich bei Teileinspeisung eine Photovoltaik-Anlage bis zu einem Preis von 1.800 € pro kWp-Nennleistung rechnet (Quelle: finanztip.de/photovoltaik). Mit anderen Worten: Bei diesem Preis holen Sie die Investitionskosten durch eingesparte Stromkosten innerhalb der normalen Lebensdauer der Module von 20 Jahren wieder rein. Steigt der Strompreis auf ein höheres Niveau, rechnet sich die Anlage schon eher bzw. ist auch ein höherer Preis für die Photovoltaik-Anlage noch rentabel.

Bei der Rechnung ist berücksichtigt, dass der Strom einer PV-Anlage unter günstigen Voraussetzungen etwa 20-30% des eigenen Strombedarfs deckt. Der Eigenverbrauchsanteil ist deswegen nicht höher, weil zum einen der Ertrag einer Photovoltaik-Anlage mit der Anzahl der Sonnenstunden im Jahresverlauf variiert und zum anderen untertags die Stromproduktion nicht zeitgleich mit dem Stromverbrauch anfällt. Strom wird vor allem im Winter und abends benötigt, wenn die Sonne nicht oder nicht mehr so stark scheint.

Der Eigenverbrauch lässt sich steigern, wenn der Stromverbrauch untertags in die Produktionszeiten der PV-Anlage verschoben wird, z.B. wenn Sie die Wasch- oder Spülmaschine nur passend einschalten. Zudem ist der Eigenverbrauchsanteil natürlich umso größer, je kleiner die Anlage ist. Dabei ist jedoch zu beachten, dass kleinere Anlagen pro kWp-Nennleistung mehr kosten als größere und dass Sie bei einer kleinen Anlage zwar einen größeren Teil des eigenproduzierten Stroms selbst nutzen können, Sie aber trotzdem mehr Strom aus dem öffentlichen Netz (teuer) kaufen müssen, d.h. Sie einen niedrigeren Autarkiegrad haben. Als Faustformel gilt, dass die Anlagengröße mindestens 1 kWp Nennleistung je 1.000 kWh Jahresstromverbrauch betragen sollte. Dann erreichen Sie einen Eigenverbrauchsanteil und Autarkiegrad von etwa 30%. Das bedeutet aber z.B. für eine vierköpfige Familie mit 4.000 kWh Stromverbrauch im Jahr, dass für die PV-Anlage mindestens 20 m² nicht verschattete Dachfläche zur Verfügung stehen müssen.

BRAUCHE ICH EINEN STROMSPEICHER?

Mit einem zusätzlichen Stromspeicher steigen Eigenverbrauchsanteil und Autarkiegrad der PV-Anlage deutlich an. Die Batterie nimmt den Solarstrom auf, wenn der eigenproduzierte Strom gerade nicht im Haus verbraucht wird, anstatt dass er in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Der Stromspeicher bevorratet die elektrische Energie ohne große Verluste und hält sie so lange verfügbar, bis sie gebraucht wird. Mit einem großen Batteriespeicher lassen sich Eigenverbrauchsanteil und Autarkiegrad bis auf 80% steigern. Wenn der Speicher dieselbe Kapazität wie die Nennleistung der PV-Anlage hat, beträgt der Autarkiegrad knapp 60% und der Eigenverbrauchsanteil mehr als 50%.

Allerdings erhöht die Anschaffung eines Stromspeichers auch das Investitionsvolumen ganz erheblich. Selbst wenn die Preise für Lithium-Ionen-Akkus in den letzten Jahren kräftig gesunken sind, müssen Sie für 1.000 kWh Speicherkapazität immer noch mit Anschaffungskosten von über 1.000 € rechnen. Dadurch steigen die Gestehungskosten für den selbst produzierten Strom von 11 ct/kWh für die Anlage ohne Stromspeicher (1.800 €/1.000 kWp mit 20 jähriger Nutzungsdauer und 100% Ertrag) bei einem gleichgroßen Speicher um gut 16 ct/kWh (1.200 €/1.000 kWh mit 8.000 Ladezyklen und 90% nutzbarer Kapazität) auf mehr als 25 ct/kWh Strom. Trotzdem macht die höhere Investition über die erwartete Laufzeit der Anlage Sinn. Denn die Vollkosten für den eigenproduzieren und -verbrauchten Strom liegen immer noch unter dem Preis für Haushaltsstrom aus dem öffentlichen Netz. Somit lohnt sich die Investition in die PV-Anlage mit Batteriespeicher nicht nur für die Umwelt, sondern auch für den eigenen Geldbeutel. Allerdings erst über einen langen Zeitraum.

GÜNSTIGEN SOLARSTROM OPTIMAL NUTZEN

Bei einer Photovoltaik-Anlage auf dem eigenen Dach liegt es nahe, möglichst viel Technik im eigenen Haus auf elektrische Energie umzustellen. Angesichts der niedrigeren Kosten für den selbstproduzierten Strom macht das auch wirtschaftlich Sinn, obwohl die Anlage für den erhöhten Strombedarf natürlich größer dimensioniert werden muss und damit das Investitionsvolumen steigt.

Koppeln Sie die PV-Anlage, egal ob mit oder ohne Stromspeicher, mit einer Wärmepumpe. Nutzen Sie den eigenproduzierten Solarstrom nicht nur als Antriebsenergie für die Wärmepumpe, sondern auch für einen elektrischen Heizstab im Warmwasserspeicher, der überschüssigen Strom für die Erwärmung des Brauchwassers nutzt. Und wenn die Neuanschaffung des Familienautos ansteht, steigen Sie um auf ein Elektroauto, das Sie dann mit dem eigenproduzierten Strom aus Ihrer Photovoltaik-Anlage günstig laden können.

Allerdings steigt mit der Vielfalt der Stromabnehmer im Haus auch die Komplexität des nötigen Energiemanagements. So sollte z.B. der elektrische Heizstab oder die Waschmaschine dann anspringen, wenn gerade viel Solarstrom produziert wird oder sollte der eventuell vorhandene Batteriespeicher vorrangig geladen werden, wenn absehbar ist, dass eine Regenperiode ansteht. Deshalb ist es wichtig, dass alle Komponenten miteinander verbunden und optimal aufeinander abgestimmt sind. Bei MYMassivhaus dürfen Sie sich darauf verlassen, dass Ihr nächstgelegener MYMassivhaus-Baupartner auch für das Energiemanagement Ihres neuen, ganz persönlichen Traumhauses die bestmögliche Lösung anbietet.

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