PV-Anlage - rechnet sich das?

Ein Beitrag von Katja Leimeister

Prof. Konrad Mußenbrock und Sven Müller von der TH Aschaffenburg sagen: Photovoltaik-Anlagen rechnen sich öfter als man denkt! Vorbehalte gegen PV-Anlagen seien zumeist unberechtigt, auf die maßgeschneiderte Dimensionierung komme es an. In unserem Workshop „Wie man mit PV-Anlagen die Stromkosten nachhaltig senken kann“ am 1. März 2021 haben sie den Weg zur Entscheidung anhand eines fiktiven Beispiels aus der Region transparent gemacht.

Unser Weltenergiebedarf kann mit konventionellen Energieträgern nicht auf Dauer bewältigt werden. Abgesehen vom schädlichen CO₂-Ausstoß, der den Klimazielen entgegen spricht, sind Erdöl, Erdgas und Kohle auch endliche Ressourcen. Die Sonne dagegen bietet uns ein Vielfaches unseres Energiebedarfs und wird dies auch in Zukunft tun. Technologien, die Sonnenenergie zu nutzen, sind vorhanden und so gilt es clevere Strategien zu entwickeln, die Potenziale zu nutzen. Eine Möglichkeit sind PV-Anlagen auf Dächern oder auf Freiflächen.

Apropos Potenziale, natürlich spielen die geographische Lage und die Klimabedingungen eine Rolle. Wie oft scheint die Sonne an dem gewünschten Standort der PV-Anlage? Bekannt ist Freiburg als die Stadt mit den meisten Sonnenstunden in Deutschland. Tatsächlich bietet auch unsere Region Bayerischer Untermain hier gute Klimadaten, mit 1074 kWh pro Quadratmeter rund 100 kWh pro Quadratmeter (Jahressumme der Globalstrahlung) höher als der Bundesdurchschnitt. Eine Studie am Bayerischen Untermain hat ergeben, dass die Nutzung von Sonnenenergie größeres Potenzial aufweist als die Nutzung von Windenergie. 

Am besten die gewonnene Sonnenenergie selbst nutzen

Wie geht man also vor, wenn man vor der Entscheidung für eine Investition in einer PV-Anlage steht? Fakt ist, dass zwar mehr als genug Sonnenenergie - über das Jahr gesehen - vorhanden ist, doch im Winter weniger Energie geerntet werden kann als im Sommer und nachts weniger als am Tag. Es gibt also Phasen des Überschusses und der Unterproduktion, welche entweder über Speicher oder über das Einspeisen von Überschüssen in das Netz bzw. Anzapfen des Netzes bei Unterproduktion ausgeglichen werden müssen. Da die Einspeisevergütung für Überschussproduktionen minimal ist und der Netzbezug von Strom zu Marktpreisen erfolgt, gibt es für die Betreiber von PV-Anlagen eine Faustregel: Den Eigenverbrauch maximieren. Das gelingt mit der Minimierung der Netzeinspeisung. Ökologisch gesehen sollte dann noch der Netzbezug minimiert werden, um einen hohen Autarkiegrad zu erreichen und keinen Strom aus nicht erneuerbaren Energien zuzuführen.

Parameter für die Dimensionierung einer PV-Anlage

Bei der Planung einer PV-Anlage sind eine Reihe von Parametern zu berücksichtigen. Wichtig ist Kenntnis darüber zu erlangen, wie der Lastgang, also die zeitliche Schwankung des Verbrauchs aussieht. Ein Lastgangprofil kann beim Netzbetreiber angefordert werden. Mit einem dafür geeigneten Zähler und einem entsprechenden Datensammler wird über einen Tag der mittlere Leistungswert einer jeden Viertelstunde erfasst und gespeichert.

Wichtig ist bei PV-Anlagen auf Dächern auch die Ausrichtung. Einen schnellen Einblick, ob und wie ein Dach für Photovoltaik geeignet ist, gibt das Solarkataster (https://www.solare-stadt.de/bayerischer-untermain).

Tools wie PV-Sol können zur Detailplanung herangezogen werden. Alle relevanten Daten (Größe des Dachs, Verbrauch, Lastgang, Klimadaten etc.) werden ins System eingegeben, auch ob die Anlage gefördert wird oder finanziert. Das Programm errechnet unter anderem die Dauer der Amortisation, die Gesamtkapitalrendite und die Stromgestehungskosten, vermiedener CO₂-Austoß und vieles mehr und kann somit eine wichtige Entscheidungshilfe sein.

Einen kleinen Einblick in die wichtigsten Parameter und wie deren Variation sich auf die Wirtschaftlichkeit einer Anlage auswirken, zeigt diese Tabelle. Jeweils der blau markierte Wert wurde variiert bei gleichbleibenden sonstigen Parametern. Amortisationsdauer und Kapitalrendite ändern sich dadurch.

Hilfe bei der Kalkulation

Wer eine PV-Anlage mit PV-Sol kalkulieren lassen möchte, kann sich gerne an Prof. Mußenbrock wenden. Seine Studierenden können anhand konkreter Beispiele die Software anwenden und einen Wirtschaftlichkeitsplan aufstellen. „Nicht selten sind Renditen von 10 und mehr Prozent realisierbar, und die Module werden immer leistungsfähiger und langlebiger, so dass im Grunde jeder ernsthaft über die Nutzung von Sonnenenergie nachdenken sollte“, sagt Prof. Mußenbrock.