Photovoltaik

Die Einsatzbereiche für elektrischen Strom in Wohngebäuden werden immer vielfältiger. Während dieser bisher üblicherweise nur zur Versorgung der Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik oder der allgemeinen Haustechnik verwendet wurde, so nimmt derzeit die Bedeutung zur Brauch- und Heizwassererwärmung oder zur Ladung von Elektrofahrzeugen stetig zu. Diese wachsende Bedeutung der Sektorenkopplung wird nicht nur zu einer Verlagerung der Energieversorgung hin zum elektrischen Strom führen, sondern auch Effizienzvorteile in vielen Bereichen ermöglichen. Photovoltaikanlagen auf Wohngebäuden, die zur Versorgung der Bewohner installiert wurden, stellen damit eine hervorragende Möglichkeit dar, den Fremdenergiebezug langfristig zu reduzieren und den energetischen Erfordernissen des zukünftigen Energiesystems gerecht zu werden. Die geschickte Kombination mit einem Batterie- oder Wärmespeicher erlaubt es zudem, den Anteil des selbst verbrauchten Solarstroms zusätzlich zu erhöhen.

Freiflächen-Photovoltaikanlagen stellen aufgrund der vergleichsweise hohen Flächeneffizienz und den geringen Stromgestehungskosten einen wichtigen Baustein unseres zukünftigen Energiesystems dar. Aktuell befinden sich annähernd 30 % der in Deutschland installierten Photovoltaik-Leistung in der Freifläche. Hierbei handelt es sich vorrangig um landwirtschaftliche Flächen, aber auch Anlagenkonzepte auf Parkplätzen, Gewässern oder in Kombination mit einer landwirtschaftlichen Nutzung (Agri-Photovoltaik) werden zunehmend in den Fokus gerückt.

Bei steckerfertigen Solaranlagen handelt es sich um PV-Anlagen mit geringer Leistung, die beispielsweise an Balkonbrüstungen, auf der Terrasse oder an der Hausfassade angebracht werden können. Andere Bezeichnungen sind unter anderem „Kleinstsolaranlage“, „Balkon-PV-Anlage“ oder „Plug&Play-PV“. Der große Vorteil dieser Anlagen liegt in ihrer einfachen Installation, die häufig über den Anschluss an eine haushaltsübliche Steckdose erfolgt. Damit bieten sie insbesondere auch Mieterinnen und Mietern die Möglichkeit, selbst aktiv an der Energiewende teilzuhaben und Ihre Stromrechnung durch den Eigenverbrauch zu reduzieren.

Die einzelnen Komponenten der Anlage weisen unterschiedliche Lebenserwartungen auf. Auf die PV-Module geben Hersteller oft Garantien von über 20 Jahren. Die tatsächliche Lebensdauer liegt sogar darüber und wird für kristalline PV-Module mit bis zu 40 Jahren angenommen. Für die Wechselrichter geht man von einer durchschnittlichen Einsatzzeit von 15 Jahren aus.

Für die Installation von 1 kWp PV-Anlagenleistung wird etwa eine Fläche von 5 m² benötigt. So kann häufig eine Leistung von 7 bis 30 kWp auf einem Dach eines Einfamilienhauses realisiert werden. Zu beachten ist, dass Hindernisse wie Kamine, Gauben, Dachfenster oder Satellitenschüsseln auf dem Dach ausgespart werden, welche auch zusätzliche auszusparende Verschattungsflächen verursachen.

Der Stromertrag hängt hauptsächlich von der geographischen Lage und der Ausrichtung der Module ab. In Bayern ergibt sich ein Durchschnittswert von etwa 1.000 kWh/kWp im Jahr. Somit kann eine 15 kWp Anlage etwa 15.000 kWh pro Jahr an Strom erzeugen.

Um die Vereinfachungen bei der Anmeldung von steckerfertigen Solaranlagen in Anspruch nehmen zu können, dürfen diese nur eine begrenzte Leistung aufweisen. Ausschlaggebend ist hierbei die maximale Ausgangsleistung des Wechselrichters auf AC-Seite. Diese wird als Scheinleistung in der Einheit Voltampere [VA] angegeben und kann dem Datenblatt des Wechselrichters entnommen werden (Das Produkt von Spannung [V] und Stromstärke [A] ergibt Leistung in Watt [W]). In Deutschland liegt die Obergrenze für steckerfertige Solaranlagen derzeit bei 600 VA.
Auch wenn die Ausgangsleistung des Wechselrichters begrenzt ist, so kann die Leistung der PV-Module über 600 W liegen! Die Leistung so zu „überbauen“ kann in der Praxis durchaus sinnvoll sein. Da im Jahresverlauf die Spitzenleistung der Module nur für eine geringe Zeit erreicht wird, erhöht sich durch diese Maßnahme die Jahresstromerzeugung und damit die nutzbare Solarstrommenge. Durch eine verbrauchsoptimierte Ausrichtung der PV-Module (siehe nächste Frage) wird zusätzlich die maximale Leistung von 600 W auf wenige Stunden im Jahr verringert.
Wenn eine höhere Leistung installiert ist, stört auch eine eventuelle Teilverschattungen der Module weniger.
Inwiefern eine Anlage durch die Modulleistung „überbebaut“ werden kann, hängt von den technischen Eigenschaften des verwendeten Wechselrichters ab.

Ja, der große Vorteil der PV-Kleinstanlagen ist, dass auch Mieter*innen aktiv an der Energiewende teilnehmen können. Rechtlich sollte dabei beachtet werden, dass beispielsweise die Balkonbrüstung oder die Hausfassade in der Regel kein Bestandteil eines Mietvertrags ist. Das Vorhaben sollte also stets vorab mit dem oder der Vermieter*in oder der Wohnungseigentümergemeinschaft abgeklärt und mögliche Einwände zusammen besprochen werden.

Eine PV-Anlage mit 600 Wp installierter Leistung produziert in Deutschland etwa 600 kWh elektrischer Energie pro Jahr, wenn sie nach Süden ausgerichtet ist. Je nachdem, welcher Anteil davon direkt verbraucht werden kann, reduzieren sich die Stromkosten für den Netzstrom. Die Wirtschaftlichkeit einer steckerfertigen Solaranlage hängt damit neben den Anschaffungskosten wesentlich vom erzielten Eigenverbrauch des Solarstroms ab. Für einen typischen Haushalt kann jedoch in erster Näherung davon ausgegangen werden, dass durch die Anlage jährliche Einsparungen zwischen 100 € und 150 € erzielt werden können (abhängig vom Strompreis). Die Investition amortisiert sich damit nach etwa sieben bis acht Jahren.
Einfache Wirtschaftlichkeitsberechnungen für konkrete Vorhaben können beispielsweise mit dem „Stecker-Solar-Simulator“ der HTW Berlin vorgenommen werden.