Photovoltaik

Dass der Strom nicht einfach aus der Steckdose kommt, wissen wir alle. Die dezentrale Erzeugung von Strom auf dem eigenen Dach faszinierte mich schon immer. Nun machen wir Nägel mit Köpfen und produzieren Strom. 

Willmann Energy

PV-Anlagen gehören schon längst zum normalen Alltagsbild. Es gibt wohl kaum einen Ort, von dem aus kein Solarpanel zu sehen ist. Und in der Summe rechnet sich das und es ist gut für's Klima. In diesem Beitrag versuche ich, unsere Entscheidungsfindung zu beleuchten und zu begründen, warum das aus unserer Sicht eine sinnvolle Maßnahme ist.

Als wir vor ca. 10 Jahren unser Haus gebaut haben, haben wir schon eine PV-Anlage berechnen lassen. Unser Dach ziegt ziemlich genau nach Süden, was für eine PV-Ernte perfekt ist. Allerdings ist das Dach von einem Kapitänsgiebel durchschnitten, durch den ein Teil des Daches im Tagesverlauf beschattet wird. Vor 10 Jahren war das ein Problem, weil die Solar-Panels in Reihe geschaltet werden und das schwächste Glied in dieser Kette den Maximaldurchsatz definiert hat. Wurde also ein Panel beschattet, fiel die Leistung der gesamten Anlage rapide ab. Man konnte das ein wenig kompensieren, indem man nicht alle Panels in Reihe schaltete, sondern 2 oder 3 Strings aufgebaut hat, so dass zumindest eine Dachhälfte immer mit voller Leistung fahren konnte. Am generellen Problem änderte dies aber nichts.

Die Leistung einer PV-Anlage wird in kWp angegeben; das ist die Peak-Leistung wenn alle Panels maximale Leistung liefern. Vor 10 Jahren noch war dies für unser Dach bei ca. 5,5 kWp - wohlgemerkt "theoretisch maximale Leistung ohne das Verschattungsproblem".

Ich wil gar nicht zu sehr in der Vergangenheit weilen, aber die Entwicklung in den letzten Jahren was so rasant, dass ich die Werte einmal gegenüberstellen muß. Das Problem mit der Verschattung ist mittlerweile gelöst: dankt Optimierern, die direkt an die Panels angeschlossen werden, kann jedes Panel seine volle Leistung einspeisen, unabhängig davon, ob andere Panels verschattet sind. Das ist ein enormer Vorteil für Dächer, die Gauben oder wie in unserem Fall einen Kapitänsgiebel haben. Darüber hinaus sind die Panels viel besser geworden. Für unser Hausdach heisst das, das wir teilweise aufpassen müssen, nicht über die 10kWp-Grenze zu kommen, bei der ein aufwändigeres Genehmigungsverfahren notwendig wird.

Auch wenn die Einspeisevergütung in den letzten Jahren massiv gesenkt wurde (und auch noch immer weiter abgesenkt wird), sind das enorme Vorteile.

 

Unsere Solarmodule in der Ansicht, wie sie auf dem Dach verbaut sind. Gut zu erkennen, welche Module gerade Strom produzieren und wieviel.

Wie gut die Technik in den letzten Jahren geworden ist, lässt sich auch hieran sehen. Jedes einzelne Modul liefert genaue Informationen über die aktuelle Stromproduktion. Gut zu sehen ist hier auch, dass es auf jeder Dachhälfte ein Modul gibt, das etwas schlechter performed als der Rest - früher hätte dieses Modul den Durchsatz für alle vorgegeben und es wäre schlauer gewesen, das Modul einfach wegzulassen. Heute liefert jedes Modul seine Leistung voll ab. 

Bitte stört Euch nicht an den geringen Werten. Wir haben Dezember und draußen ist es grau. Mit Spitzenwerten ist momentan nicht zu rechnen.

Und die Umwelt?

Gerade weil wir unsere Klimabilanz verbessern möchten, haben wir uns auch kritischen Fragen gestellt. Immer wieder hört man, dass bei der Produktion der Panels ja extrem viel Energie aufgewendet wird, die dem Ertrag gegenüberstehen. 

Das Fraunhofer-Institut hat das durchgerechnet. Die Energie, die bei der Produktion von Solarpanels aufgewendet werden muß, wird durch das Solarpanel etwa während eines Jahres Laufzeit wieder eingespielt. Bei Solarpanels kann man von einer Lebensdauer von ca. 25-30 Jahren ausgehen; der Erntefaktor ist damit also deutlich über 20! Wenn nur alles eine solche Rendite einspielen würde.

Im Jahr 2019 wurden von Photovoltaikanlagen in Deutschland 46,5 TWh Strom erzeugt und damit 8,2% des gesamten Strombedarfs gedeckt. Auch wenn die meisten Anlagen auf dem heimischen Dach eher einen kleinen Beitrag leisten, ist dies doch ein schönes Beispiel, wie sich diese Beträge aufsummieren. Der durch Solarstrom umweltfreundlich und CO2-frei gewonne Strom entsprach ungefähr der Menge des Stroms, der von 4 Kernkraftwerken erzeugt würde. 

Stromspeicher

Vor 10 Jahren noch unbezahlbar hat sich in den letzten Jahren auch in der Batterietechnik viel getan. Rechnerisch kann man mit einer eta 9 kWp-Anlage ca. 8700 kWh Strom pro Jahr gewinnen. Dies aber natürlich hauptsächlich in den Sommermonaten und natürlich auch nur tagsüber. Auch wenn die Module mittlerweile auch an grauen Tagen Strom gewinnen, muss schon Sonnenlicht auf die Panels fallen. 

Da wir aber eben nicht nur tagsüber Strom benötigen, sondern auch abends und in der Nacht, können wir in diesen Zeiten nicht direkt auf die Stromquelle auf dem Dach zugreifen. Typischerweise wird Strom, der aktuell nicht benötigt wird, verkauft (zu eher mauen 8,5 ct/kWh) und Strom nachts wieder normal eingekauft (zu eher 28 ct/kWh). Die Alternative ist ein Stromspeicher in Form eines Akkus, den man sich im Keller oder HWR aufstellt. Auch mit diesem wird keine 100% Autarkie erreicht, aber 70-75% kann man damit schaffen. Im Vergleich: Der Autarkiegrad ohne Speicher liegt bei ca. 30%. 

Marktüberblick

Wir haben verschiedene Angebote von regionalen und überregionalen Anbietern verglichen. Auffällig war, dass wir von vielen der "großen Namen" Angebote erhalten haben, bei denen wir vergeblich Vorteile für die Kundenseite gesucht haben. Das heisst nicht, dass es keine gäbe - vielleicht gibt es Kunden, die genau auf dieses Angebot gewartet haben. Wir sind es nicht.

E.on hat ein auf den ersten Blick tolles Angebot - die Solar-Cloud (ja, jedes Produkt muss ja irgendwas mit Cloud im Namen haben momentan...). Im Erstgespräch wurde uns schmackhaft gemacht, dass wir eine Art Stromsparbuch kaufen (für ca. 50 EUR/Monat), bei Überschuß unseren Ertrag "einzahlen" und nachts und im Winter davon zehren können. Verbunden mit einer Anlage nahe an der 10 kWp-Grenze klang das auf den ersten Blick spannend: Rechnerisch erzeugen wir mehr Strom als wir benötigen und wenn mit den Fixkosten wäre das zumindest perfekt kalkulierbar und risikofrei gewesen. Der zweite Berater war aber glücklicherweise sehr offen und ehrlich und machte auf das Problem aufmerksam: die Gutschriften auf das Stromsparbuch erfolgen nicht in kWh, sondern in € - und zwar zu dem nicht besonders guten Kurs der garantierten Einspeisevergütung (ca. 8,5 ct/kWh). Das "Abheben" ist ein normaler Stromvertrag zu 27 ct/kWh - verbunden mit der dann doch happigen monatlichen Pauschale hat uns das Angebot dann nicht mehr begeistert.

Bei SONNEN gibt es ebenfalls eine Cloud. Hier wird allerdings für die monatliche Pauschale nur eine bestimmte Strommenge geliefert, die bei uns ca. 2/3 der Einspeisemenge gewesen wäre. Auch hier habe ich keinen Vorteil auf Seiten des Kunden gesehen; ca. 1/3 des von uns erzeugten Stroms wäre einfach weg gewesen, ohne Vergütung. 

Technik

Wir haben uns daher für einen regionalen Anbieter entschieden, der nicht an irgendeine Cloud koppelt. Stattdessen statten wir unser Dach mit vernünftigen Photovoltaikzellen aus und erreichen 9,9 kWp und erwarten damit einen Ertrag pro Jahr von gut 9 MWh. Mit einem 14kWh-Speicher werden wir in den Sommermonaten autark, im Winter werden wir Strom zukaufen müssen - über unseren normalen Stromanbieter, der auch schon jetzt Ökostrom liefert. Wir rechnen mit einer Autarkiequote von mindestens 75% für Haus- und Heizstrom (wie bereits erwähnt sorgt hier eine Erdwärmepumpe dafür, dass wir heiss duschen können und das Haus warm ist). Wenn wir es schaffen, stromintensive Geräte tagsüber zu betreiben, vielleicht sogar etwas mehr. 

Rein rechnerisch werden wir über das Jahr mehr Strom erzeugen als verbrauchen. 

Als kleinen Bonus ist der Stromspeicher in der Lage, einen Stromausfall des normalen Leitungsnetzes zumindest für kurze Zeit zu kompensieren.

Den CO2-frei produzierten und nicht selbst verbrauchten Strom speisen wir natürlich in das Leitungsnetz ein und erhöhen so (leicht) den Anteil an klimaneutralem Strom (und bekommen natürlich auch ein wenig Geld dafür). 

Wir werden durch diese Investitition unsere Stromrechnung um ca. 75% reduzieren; dagegen stehen natürlich die Anschaffungskosten der Anlage. Rechnet man diese auf 10 Jahre, hebt das ziemlich genau die Einsparung der Stromrechnung auf - nach den 10 Jahren profitieren wir dann davon, deutlich weniger Strom zu benötigen. Von der KfW gibt es für die Errichtung von Photovoltaikanlagen einen zinsgünstigen Kredit.

Geht man von einer Lebensdauer von 25 Jahren aus (das ist eher konservativ gerechnet) scheint das eine gute Investition zu sein. 

Das Land Schleswig-Holstein bietet momenan eine Förderung für Stromspeicher an; hier machen wir uns berechtigte Hoffnung, einen (kleinen) Teil der Kosten für den Stromspeicher als Zuschuss zu erhalten. Neben Stromspeichern werden auch andere Investitionen in Klimaschutzmaßnahmen (vom Lastenrad bis Gründach) gefördert - zur Übersicht

Das grüne Gewissen erleichtert die Anlage von Anfang an - wir produzieren ab sofort Strom und tragen zur Energiewende bei. Wenn die Rechnung halbwegs aufgeht, verbrauchen wir ca. 2/3 des erzeugten Stroms selbst und speisen den Rest ein, auf das ein kleiner Teil eines Kohlekraftwerks überflüssig wird. ;-) 

In der Garage haben wir bei der Gelegenheit gleich eine Lademöglichkeit für ein Elektrofahrzeug installieren lassen. Auch hierfür gibt es aktuell eine Förderung der KfW, die die Installation eines Ladepunkts bezuschusst.

Herausforderung: Klimaneutralität.

Ich möchte meinen CO2-Fußabdruck bereits 2021 signifikant senken und in Zukunft klimaneutral werden. Wenn Du mich auf diesem Abenteuer begleiten willst und Dich für meine Fortschritte und Gedanke interessierst, werde ich auf dieser Seite darüber berichten.

Falls Du Ideen hast oder Dich einer ähnlichen Aufgabe stellst, freue ich mich sehr über Deinen Kommentar oder Deine Nachricht.

 

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