Das erste Jahr mit PV Anlage und Batterie

Unsere Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher war zum 31.08.2021 seit einem Jahr in Betrieb. Zeit ein erstes Fazit zu ziehen und meine Erkenntnisse mit euch zu teilen. Vielleicht ist es für den ein oder anderen hilfreich bei der Entscheidung, ob man in eine solche Anlage investieren sollte oder nicht (vorweg: letzteres halte ich immer für eine schlechte Idee, wenn man ein Haus sein Eigen nennen darf)

Ausgangslage

Seit 2015 bewohnen wir ein Einfamilienhaus im Südosten der Republik, genau genommen in der Dreiflüssestadt Passau. Das Thema Photovoltaik fand ich als Elektroingenieur schon immer interessant, hatte es bei der Hausplanung und beim Hausbau leider nicht mehr so recht auf dem Schirm. Zu viele Entscheidungen mussten getroffen, zu viele technische Details geklärt werden.

2013/2014, zum Zeitpunkt der Planung und Erstellung des EFHs war es leider nicht üblich Photovoltaik als Energieerzeuger in das Gesamtkonzeptes des Hauses mit einzuplanen. So haben wir zwar großen Wert auf hohe Energiestandards gelegt und sind bei einem Effizienzhaus 70 gelandet, jedoch war eigene Stromerzeugung nie ein Thema in Beratungsgesprächen.

2019 dann habe ich mich wieder mit dem Thema auseinandergesetzt und mir vorgenommen, die PV-Anlage im Frühjahr 2020 anzugreifen.

Gesagt, getan: Im Januar 2020 habe ich mich über das Netz und Literatur umfangreich informiert, bevor ich die ersten Angebote eingeholt habe. Oder sagen wir besser: Versucht habe, solche einzuholen, weil am Ende nur eine Firma Lust hatte, mir die PV-Anlage anzubieten und schließlich zu errichten.

Folgende Eckdaten waren für die Erstellung einer PV-Anlage relevant:

  • Flachdach mit 1% Gefälle nach Norden, Foliendach mit Kiesschüttung.
  • Damit ist fast jede Ausrichtung realisierbar.
  • Phasenweise Verschattung der Dachflächen nur im Frühjahr, Herbst und Winter. Dafür dann aber relativ komplex: Verschattungsphasen durch sehr hohe Bäume, durch die Solarthermie, die leider im Süden des Hausdachs steht und sehr steil aufgeständert ist. Phasenweise Verschattung des Garagendaches durch das Haus selbst und durch die Attika.
  • Energieverbrauch im Jahr von ca. 3.500kWh bis 4.000kWh
Hausdach Sonneneinstrahlung Anfang Juni 15:00 Uhr
Hausdach Sonneneinstrahlung Anfang Juni 15:00 Uhr
Hausdach Sonneneinstrahlung und Schattenwurf Mitte Januar 10:30 Uhr
Hausdach Sonneneinstrahlung und Schattenwurf Mitte Januar 10:30 Uhr

Zielsetzung

Natürlich gehört zur Planung einer PV-Anlage auch dazu, herauszufinden was man damit erreichen will. Die reine Rendite über die Einspeisevergütung ist heute jedenfalls kein Anreiz mehr, zu niedrig ist die Einspeisevergütung, als dass diese für einen Privathaushalt mit begrenzten Dachflächen relevant wäre.

Uns war es wichtig, dass wir uns, soweit wie möglich, gegen steigende Strompreisen absichern. Das hat zur Folge, dass die Autarkie durch die Anlage möglichst hoch sein muss. Man will also seinen Strombedarf so weit es geht über seine eigene PV-Anlage abdecken. Der Rest wird eingespeist und ist ein netter Nebeneffekt. Aber uns war nicht nur der monetäre Aspekt wichtig, sondern auch der Beitrag zum Klimaschutz bzw. zur Reduktion des eigenen CO2-Fußabdrucks.

Trotz vieler abratender Stimmen (man schaue nur mal in das Photovoltaik-Forum) haben wir uns für einen Hausspeicher bzw. einen Akku entschieden, um so viel eigene Energie wie möglich zu nutzen und unseren Netzbezug auf ein Minimum zu reduzieren.

Umsetzung

Mit der Planung und Umsetzung der Anlage haben wir schließlich im April 2020 die Firma Praml beauftragt. Hier können wir nur absolute Zufriedenheit ausdrücken: Von der Planung, der Ausführung, dem Papierkram mit Netzbetreiber und sonstigen Institutionen, bis hin zur Nachbetreuung wurde/wird alles hoch professionell erledigt. Und der Preis war ebenfalls unschlagbar.

Aus technischer Sicht betreiben wir eine PV-Anlage mit folgenden Eckpunkten:

  • 28 Stk. QCells DUO-G7 330Wp –> Spitzenleistung von 9,24 kWp
  • Ost-West-Ausrichtung, aufgeständert auf ca. 11°
  • SolarEdge SE8K Wechselrichter und 28 Stk. P370 Optimierer (an jedem Modul ein Optimierer)
  • Tesla Powerwall 2 inkl. Notstromfunktion –> Nutzbare Kapazität von 13,5kWh

Die Modulfelder sind in ihrer Unterkonstruktion zusammenhängend auf die Kiesschicht des Daches gestellt. Eingeschwert werden diese nur mit Beton-Plastersteinen. Die flache und zusammenhängende Konstruktion liefert wenig Angrifffsläche für starken Wind, die Attika des Daches liefert einen weiteren Windschatten.

Module in 10° Ost-West-Ausrichtung
Module in 10° Ost-West-Ausrichtung

Nachteilig dabei ist jedoch, dass bei tiefstehender Sonne die Attika einen Schatten auf einen Teil der Module wirft.

Dieser Schattenwurf durch Attika, Bäume, Solarthermieanlage und das Haus selbst, machten ein SolarEdge-System erforderlich. Hierbei wird nicht mit Strings gearbeitet, sondern jedes einzelne Modul angesteuert. Jedes Modul trägt also die Energiemenge bei, die es im Moment liefern kann. Bei einer herkömmlichen String-Lösung zieht ein verschattetes Modul die Leistung aller im String befindlichen Module nach unten. Egal, ob sie voll beschienen werden oder nicht.

Ein weiterer Vorteil von SolarEdge: Jeds Modul lässt sich per App diagnostizieren. So erfährt man welche Module besonders viel Energie liefern und welche weniger. Auch ein defektes Modul lässt sich so sofort ausfindig machen. Technische Details zu SolarEdge auf Wikipedia.

Nachteil: Das System ist in Summe etwas teurer als herkömmliche Lösungen. Ebenso macht es nur Sinn, wenn spezielle Verschattungssituationen vorhanden sind oder “Rund-Um-Lösungen” angestrebt werden. Also Module in jede Himmelsrichtung. Bei gleichmäßiger Sonneneinstrahlung/Verschattung über die Module ist eine herkömmliche Lösung wohl zielführender.

Tesla Powerwall 2
Tesla Powerwall 2

Nach einem Jahr: Produzierte Energie, Autarkie, Kosten(einsparungen)

Energiedaten

Fangen wir mit den reinen Energiedaten an:

  • 2020 (also Sep bis Dez) haben wir in Summe 1.470 kWh produziert.
  • 2021 (Jan bis Aug) war die Produktion 6.740 kWh.

Damit haben wir im ersten Jahr mit der PV-Anlage 8.210 kWh an Energie produziert. Für eine Ost-West-Ausrichtung und dem geringen Aufstellwinkel der Module ist das sicherlich kein schlechter Wert. An der Übersicht der Produktion pro Modul sieht man sehr schön welche der Module weniger Sonneneinstrahlung über das Jahr abbekommen haben als andere.

Ein weiterer sehr interessanter Punkt beim Einsatz einer Batterie ist der Eigenverbauchswert und die Autarkie, also zu wie viel Prozent man sich komplett selbst versorgen konnte, ohne Strom aus dem Netz zukaufen zu müssen.

Hier konnten wir selbst in den Herbst- und Wintermonaten von September bis Dezember 2020 eine Autarkie von 61% erreichen. Von Januar bis August 2021 konnten wir sogar 84% Autarkie erzielen. In Summe konnten wir uns also zu 72,5% komplett selbst versorgen. Zugekauft haben wir nur 1.050 kWh.

Problematisch war in 2021 v.a. der Januar und Februar, der uns unverhältnismäßig viel Schneefall und lang anhaltende Minustemperaturen brachte. Bei nur gut 10° Gefälle kann man mit einem Abrutschen des Schnees kaum rechnen, zumal dieser dann relativ schnell auf der Kiesschüttung ansteht und das Nachrutschen verhindert. Ist es dann auch noch langanhaltend kalt, dauert das Abtauen noch länger. Selbst das regelmäßige abkehren der 12 Module auf der Garage brachte keine Abhilfe: Ist ein zu großer Teil der Module verschneit, reicht die Spannung der abgekehrten Module nicht aus, um den Wechselrichter zu starten.

Verschneite Module
Verschneite Module

Unser Gesamtverbrauch ist gestiegen, da wir Großverbraucher wie Waschmaschine und Trockner häufiger benutzen mussten (kleine Kinder lassen grüßen). Insofern sind wir mittlerweile bei 4.610 kWh angelangt, anstatt bei 3.500 kWh. Aber nicht vergessen: Es werden auch die Ladevorgänge der Powerwall von Solaredge dazu gezählt, abzüglich der Energieabgabe (hier zählt Solardge nichts). D.h. in der Summe sind auch die Lade- und Entladeverluste enthalten.

Leider konnte die ersten Monate die Tesla-App den tatsächlichen Verbrauch bzw. Netzbezug nicht darstellen. Die sogenannte Phasen-Saldierung wurde nicht richtig umgesetzt.

Neben der Energiedaten möchte man natürlich auch wissen, ob sich die Investition eigentlich rechnet:

Kosten und Kosteneinsparungen

Auch wenn ich der Meinung bin, dass sich eine eigene PV-Anlage nicht nur anhand der Kosten-Nutzenrechnung bewerten lässt (CO2-Einsparung), ist es durchaus interessant zu wissen, wann sich eine PV-Anlage mit Speicher eigentlich amortisiert bzw. rechnet.

Die kWh Strom kostet mich immerhin 13,2 Cent (Erstehungskosten). Das ist aufgrund des Speichers deutlich mehr, als bei einer reinen PV-Anlage. Aber aus meiner Sicht noch im Rahmen, immerhin deutlich weniger als würde ich den Strom einkaufen.

Hier die gesamte Rechnung:

Kostenermittlung und Erstehungskosten
Kostenermittlung und Erstehungskosten

Darüber hinaus haben wir auch Strom ins Netz eingespeist und mit 8,9 Cent vergütet bekommen. Bei 4.650 kWh Einspeisung sind das immerhin 413,85 €.

Aber wann rentiert bzw. amortisiert sich die Anlage?

Dazu muss man die Kosten auf den Abschreibungszeitraum von 20 Jahren hochrechnen. Unter der Annahme, dass sich der Eigenverbrauch nicht verändert und der Energiebedarf durchschnittlich bei 4.610 kWh bleibt, die Einspeisung im Schnitt ebenfalls gleich bleib, dann erzielt man 8.277€ durch die Einspeisevergütung und spart sich gut 19.000€ an Stromkosten. Hinzu kommen die Gesamtkosten der Anlage von 21.670,50€ und der Zukauf von Strom mit 8.038€ (bei unverändertem Strompreis von 0,2672 €).

Unter diesen Umständen würde man am Ende 2.407,66 € Verlust machen. Die PV-Anlage mit Speicher hätte sich also rein monetär nicht rentiert:

Rentabilität bei gleichbleibenden Stromkosten
Rentabilität bei gleichbleibenden Stromkosten

Aber wer glaubt bitte an gleichbleibenden oder gar sinkenden Strompreisen? Ich nicht. Denn Strom wird DER Energieträger der Zukunft werden: E-Autos, Heizung, etc. Davon muss zuerst mal genug oder ein Überschuss vorhanden sein, damit die Preise irgendwann nicht mehr nur den Weg nach oben kennen.

Geht man also von einer Strompreissteigerung von 3% pro Jahr aus und einer Grundpreisanpassung von 3% alle 5 Jahre, dann sieht die Rechnung schon positiver aus: Man spart sich am Ende 3.163,36€.

Rentabilität bei Stromkostensteigerung von 3%
Rentabilität bei Stromkostensteigerung von 3%

Und selbst bei einer durschnittlichen Preisssteigerung von 1,5% pro Jahr und einer Grundpreiserhöhung von 3% alle 5 Jahre geht sich die Investition noch knapp aus: Man ist mit 342,54€ im Plus.

Rentabilität bei Stromkostensteigerung von 1,5%
Rentabilität bei Stromkostensteigerung von 1,5%

Am Ende ist die Rentabilität also stark von den Preissteigerungen beim Strom abhängig. Steigt der Strompreis wie gehabt, dann zahlt sich die Investition aus. Bleibt er gleich oder sinkt sogar: Dann zahlt man am Ende drauf. Wohlgemerkt unter der Ausgangssituation. Ändert sich der Eigenverbrauch z.B. weil man PV-Überschuss in ein E-Auto lädt und nicht verkauft, dann kann es natürlich deutlich positiver für die Rentabilität ausfallen. Jede kWh Strom, die man man selbst verbraucht, wirkt sich positiv aus. Damit ist jedoch nicht gemeint, dass man den Strom willkürlich verbraten soll. Stromsparen ist immer angesagt. Aber wechselt man die Energieträger aus, also eine Wärmepumpe für eine Erdgasheizung oder den Verbrenner-PKW gegen ein E-Auto, dann ist natürlich zielführend den eigenen Strom für gut 13 Cent dafür zu verwenden, anstatt ihn teuer für 30 Cent einkaufen zu müssen.

Allerdings möchte ich nicht verschweigen, dass die Gesamtkosten auch negativ beeinflusst werden können: Schlechtere Sonneneinstrahlung oder gar ein Defekt an der Anlage (Wechselrichter, etc.)

Fazit

Nach einem Jahr kann ich sagen, ich würde definitiv wieder eine solche Anlage bauen. Neben der Einsparungen die man mit hoher Wahrscheinlichkeit erreicht, ist es ein gutes Gefühl, wenn man weiß, dass man seinen täglichen Stromverbrauch zu fast 80% mit CO2-freier, selbst erzeugter Energie abdeckt. Und: Man leistet seinen kleinen Teil zur Energiewende.

Habt ihr Fragen zur Anlage? Einfach einen Kommentar hinterlassen 🙂

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2 Kommentare

  1. Ronald Willert

    Hallo Andreas,

    sehr schöner Beitrag zu deiner persönlichen Energie-Wende. Auch die realistische Betrachtung der Kosteneinsparungen habe mich beeindruckt und mir geholfen eine Entscheidung zu treffen. Das Schwierigkeiten auftreten überhaupt eine Firma zu beauftragen, hätte ich so nicht erwartet, bei der Flut an täglicher Werbung auf allen Kanälen zum Thema Solartechnik. Gerne würde ich weitere Beiträge von Dir lesen, insbesondere wieder zum Update der OPNsence Appliance auf die neuste Version.

    • Hallo Ronald,
      danke für deinen Kommentar.
      In unserem Raum ist es tatsächlich so, dass es gar nicht so einfach ist, an ein vernünftiges Angebot zu kommen.
      Das mag in anderen Regionen besser sein, allerdings ist ein Engpass auch nicht verwunderlich: Hohe Auslastung der Branche und Mangel an Bauteilen.
      Am Ende lohnt sich die Geduld und man leistet seinen persönlichen Beitrag zur Energiewende.

      Bezüglich OPNsensen: Ich wüsste nicht, was ich zu einem Update auf die neue Version schreiben sollte. Meine Appliance läuft mit kurzer Verzögerung immer auf der aktuellsten Version. Updates sind in 99% der Fällen unproblematisch. Einmal klicken und warten bis die Updates durchgelaufen sind. Automatischer Neustart und das wars.

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