Ein Photovoltaik-Anlage, auch kurz PV-Anlage besteht aus einer Unterkonstruktion, also Edelstahldachhaken und Aluminiumprofilen bzw. aus einem Aluminiumgestell bei Flachdach-Aufständerungen. Hinzu kommen die DC-Kabel inkl. Stecker, um die Module seriell zu verschalten, die dann wiederum die Verbindung darstellen zwischen Modulen und Wechselrichter, der als sogenanntes Herzstück der PV-Anlage dafür sorgt, dass der vom Dach gelieferte DC (Gleich) Strom in AC (Wechselstrom) umgewandelt wird. Fällt dieser aus, so liefert die PV-Anlage keinen Strom mehr. Die PV-Anlage steht still. Weitere Komponenten für Ihre PV-Anlage sind die Module und falls Sie den überschüssigen Strom zu einem Teil speichern wollen, der Batteriespeicher. Es gibt aber auch Zusatzoptionen wie Garantieverlängerungen für Speicher und Wechselrichter, wobei die meisten Anbieter für Speicher nur eine begrenzte Speichergarantie von maximal 10 Jahren anbieten. Die Wechselrichtergarantien belaufen sich von 2 – 10 Jahren je nach Hersteller.
Nicht zu vergessen wären die Metalldachziegel, falls die Anforderungen es verlangen. Das sogenannte Smart-Monitoring oder auch die oft angebotenen Solaroptimierer runden das Bild oft ab. Ebenfalls kommt der sogenannte Not- bzw. Ersatzstrom auch immer mehr in Mode, weil selbst die Medien immer häufiger von längerem Ausfallen respektive Stromlücken, die bis zu drei Tage dauern sollen, berichten.
Es gibt knapp 2 Millionen PV-Anlagen in Deutschland. Können sich all die Besitzer von Photovoltaik-Anlagen irren? Deutschland hat nun auch Dänemark überholt und ist derzeit das teuerste Land der Welt im Bereich Strom. Genau aus diesem Grund lassen sich immer mehr Hausbesitzer eine PV-Anlage auf Ihr Dach installieren. Eine eigene Stromproduktion auf dem Dach verringert das Risiko völlig ohnmächtig den steigenden Strompreisen ausgesetzt zu sein. Was ist aber zu beachten und was sollte der Investor einer PV-Anlage wissen. Dazu mehr jetzt!
Im Prinzip funktioniert eine netzgekoppelte Photovoltaik Solaranlage ganz einfach: Während Licht auf die Solarzellen fällt, erzeugen diese daraus Gleichstrom. Die einzelnen Solarzellen sind zu größeren Solarmodulen verschaltet. … Der erzeugte Gleichstrom wird mithilfe des Wechselrichters zu Wechselstrom umgewandelt.
Die Amortisation einer PV Anlage hängt von verschiedenen Faktoren ab. Da der Strom aus der PV-Anlage als erstes direkt an die Verbraucher geführt wird, wäre es sinnvoll, die Verbraucher als erstes zu bedienen. Wenn also die Möglichkeit besteht, Staub zu saugen oder die Wäsche zu waschen, solange die PV-Anlage tagsüber aktiv ist, dann sollte man diese Dinge erledigen, sodass ich eben mit der Energie der Sonne und damit zusammenhängenden Lichtleistung der Sonne meine Stromkosten senken kann. Die Amortisation von PV-Anlagen variieren je nach Verhalten und tatsächlicher Leistung auf dem Dach, gemessen in KWp und ob die PV-Anlage mit oder ohne Speicher betrieben wird. Eine Faustformel, aber auch die Erfahrung zeigt hier einen Messwert von ca. 30% und bis zu 75% (PV und Speicher), was die PV Anlage die Stromkosten reduzieren kann.
Die PV-Anlage dient dazu, die Stromkosten zu reduzieren und unabhängiger zu sein. Somit ist man gegen die immer höheren Stromkosten gut gewappnet.
Die Kosten einer PV Anlage richten sich wie bei allen Produkten nach deren Qualität und Einsatzfähigkeit. Eine Faustformel, wie sie gerne im Internet verbreitet werden, würden wir eher kritisch sehen. Erhält der Kunde Glas-Glas-Module oder Glas-Folien-Module? Verfügt die PV-Anlage über einen echten dreiphasigen Notstrom und wieviel Leistung hat dieser? Welche Leistung des Wechselrichters wird tatsächlich eingebaut? Welche Qualität hat der Speicher in Form von Entladung, Systemwirkungsgrad, Nachrüstbarkeit, Sicherheit usw.
Wenn Sie eine Photovoltaikanlage betreiben, die regelmäßig Strom ins öffentliche Netz einspeist, gilt das als gewerbliche Tätigkeit. Grundsätzlich sind Sie damit verpflichtet, sich beim Finanzamt anzumelden und auf den verkauften Strom die Umsatzsteuer zu zahlen. Was aber nicht bedeutet, dass Sie eine Gewerbeanmeldung auszufüllen haben. Das ist meistens nicht der Fall. Sie erhalten aber vom Finanzamt, nach der Anmeldung der PV-Anlage ein Schreiben, wo Sie dem Finanzamt mitteilen, wie Sie besteuert werden wollen. Es besteht unter anderem die Möglichkeit, die Kleinunternehmerregelung in Anspruch zu nehmen, die von der Umsatzsteuerpflicht befreit („Photovoltaik ohne Steuer“). Welche der beiden Optionen – mit oder ohne Zahlung der Umsatzsteuer – günstiger ist, hängt von den Rahmenbedingungen ab. Ganz allgemein lässt sich formulieren, dass der steuerliche Aufwand bei der Kleinunternehmerregelung am geringsten ist. Allerdings entgeht Ihnen als Betreiber der PV-Anlage die Möglichkeit, z. B. Einkaufspreis und Betriebskosten steuerlich geltend zu machen.
Es gibt verschiedenen Arten der Förderung. Zum Einem ist auch die Einspeisevergütung eine Förderung, die nicht zu unterschätzen ist, da bei einer Gutschrift von 500 € pro Jahr oder einer eingespeisten Strommenge von 6250 KWh und 8 Ct. Einspeisevergütung, der Hausbesitzer immerhin über 20 Jahre 10.000 € Einnahmen erzielt. Je nach Kapazität des neuen Batteriespeichers (kWh) und Leistung der neuen PV-Anlage (kWp) ist eine Förderung zwischen 500 und 3.200 Euro möglich. Hierbei muss allerdings der Speicher mit der PV-Anlage installiert werden, also im Zuge der Erstinstallation. Ebenfalls können Sie die Förderung einer Wallbox über die KfW beantragen. Bei regionalen Förderungen durch Ihre Gemeinde bitte vor Ort anfragen.
Die Installation einer PV-Anlage ist von mehreren Faktoren abhängig. Um welches Dach handelt es sich. Sind zum Beispiel die Dachpfannen am Ort (Rand des Daches) gemörtelt oder verschraubt, weil man sich gegen starke Winde rüsten wollte, so muss ein erhöhter Montageaufwand eingerechnet werden. Ebenfalls lässt sich ein Dach mit einer Neigung bis ca. 35°, aufgrund der Möglichkeit des problemlosen Stehens leichter montieren als ein Dach ab ca. 35°. Die Witterungsbedingungen sind ebenfalls mitentscheidend, genauso zu welcher Jahreszeit montiert wird, da auch die Tage im Winter deutlich kürzer sind als im Sommer. Außerdem verringert die Kälte auf dem Dach die Montagegeschwindigkeit.
Die Dachziegel müssen in Ordnung sein. Die Ausrichtung des Daches sollte Süd-Ost-West sein. Ein Norddach zu belegen ist weniger sinnvoll. Ebenfalls ist die Dachneigung entscheidend. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Lage des Objekts. Süddeutschland hat zum Beispiel höhere Einstrahlungswerte wie Norddeutschland. Während ein Solarteur in Bayern bei einer Berechnung von einem Ost/West-Dach ca. 850 KWh pro KWp heranzieht, rechnet ein Solarteur in Hannover eher mit 850 KWh pro KWp Modulleistung für ein Süd Dach. In Süddeutschland dagegen rechnet man mit ca. 1.000 KWh pro KWp. Die Berechnung wäre in Bayern also bei einem Optimal Dach 1.000 KWh pro KWp bei 0° Azimut (absolut Süd) und einer Dachneigung von 33°. Es gibt in Bayern auch Gegenden, wo PV-Anlagenbesitzer ca. 1.200 KWh pro KWp erzielen.
In der PV-Branche hört man immer KWp, was nichts anderes bedeutet wie die Spitzenleistung auf dem Dach. Hat also ein Modul 330 Wp, so benötigen Sie 3 Module um 990 Wp, also knapp 1.000 Wp (1 KWp) zu erzielen. Hat also ein Modul mit 330 Wp eine Länge von 1700mm und eine Breite von 1000mm (1,70 qm), dann benötigen Sie 5,1 qm für 990 Wp. Wenn Sie auf Ihrem Ost-West-Dach ohne Verschattung (850 KWh) 20 Module platziert haben, dann erzielen Sie mit einer installierten Leistung von 6.600 Wp (20 Module mit 330 Wp), die auf einer Fläche von 34 qm montiert sind, ca. 5.610 KWh pro Jahr (6,60 KWp x 850 KWh).
Bei einer PV-Anlage ohne Speicher gilt die Faustformel ca. 30% des Stromverbrauches pro Jahr und 70% bei einer PV-Anlage mit Speicher. *Je nach Auslegung der Anlage, den Standortbedingungen und Verbrauchsverhalten des Kunden.
PV-Anlagen haben so gut wie keine Reparaturarbeiten. Sie müssen aber damit rechnen, dass Ihr Wechselrichter irgendwann die Arbeit einstellt. Aber auch hier gibt es hohe Diskrepanzen, von WR die sehr schnell defekt werden, was aber eher ungewöhnlich ist, bis zu WR die 20 Jahr lang halten, was aber auch ungewöhnlich ist. Der durchschnittlichen Lebensdauer eines WR auch aus eigener Erfahrung sind ca. 10-12 Jahre.
Unter Degradation bezeichnet die Leistungsminderung von Photovoltaik Modulen im Laufe der Zeit. Alle Werkstoffe altern, auch Solarmodule, wobei die Degradation von kristallinen und Dünnschichtzellen sich erheblich unterscheidet. Die Degradation muss bei der Ermittlung der möglichen Erträge einer PV-Anlage berücksichtigt werden.
Je nach Modulgröße variiert das Gewicht von PV-Modulen. Im Durchschnitt wiegen PV-Modulen pro qm ca. 11-14 kg. Glas-Glas Module sind in der Regel etwas schwerer. Diese wiegen ca. 24 kg bei einer Größe von ca. 1.800mm x 1.000mm. Warum aber nur etwas? Weil ein Glas-Folien-Modul über ein 3,2mm starkes Sicherheitsglas auf der Frontseite verfügt und ein Glas-Glas-Module 2mm auf der Frontseite und 2mm auf der Rückseite.
Man geht heute von einer Lebensdauer einer PV-Anlage bis zu 40 Jahren aus. Das zeigten bereits Studien aus den 1980er Jahren, dass die Leistung zwar abnimmt, aber die Module noch gute Ergebnisse erzielten. Die Lebensdauer richtet sich aber auch nach der Qualität der Zellen. Hierbei unterscheidet man zwischen P- und N-Zell-Typen (siehe: Welche Unterschiede gibt es bei den Zellen?)
Kann ich eine Photovoltaik-Anlage auch bauen, wenn ich nicht Eigentümer bin? In so einem Fall kann man mit einem Pachtvertrag arbeiten. Das gleiche Procedere als wenn ein Dritter ein Dach anmieten möchte und zwischen ihm und dem Eigentümer des Daches wird ein Pacht- bzw. Mietvertrag vereinbart. Diese Verträge gibt es im Netz als Muster.
In so einem Fall kann man mit einem Pachtvertrag arbeiten. Das gleiche Procedere als wenn ein Dritter ein Dach anmieten möchte und zwischen ihm und dem Eigentümer des Daches wird ein Pacht- bzw. Mietvertrag vereinbart. Diese Verträge gibt es im Netz als Muster.
Die Not- bzw. Ersatzstomfähigkeit wird immer wichtiger. Warum? Weil selbst die Medien davon ausgehen, dass durch die Abschaltung von Atomkraft und Kohle und gleichzeitig dem Ausbau an E-Mobilität die Netze an ihre Grenzen kommen. Während man heute einen durchschnittlichen Stromausfall von 20 Minuten haben kann, so geht man in Zukunft von 1-2 Tagen aus, was viele Haushalte in größere Schwierigkeiten bringen kann, bedenkt man, dass Kühlschrank und Tiefkühltruhe keine Stromversorgung mehr haben. Aber auch kein Licht nutzen zu können und eben völligen Stillstand zu haben, drängt immer mehr Menschen zu dem Gedanken, eine PV-Anlage mit echtem Ersatzstrom zu installieren. Hierbei ist aber wichtig zu wissen, welche Unterschiede gibt es und was bietet der Markt, damit man sich richtig entscheiden kann?
Der grundsätzliche Unterschied liegt darin, dass ein Glas-Glas Modul seine Zellen in Glas eingebettet hat und die beiden Glasscheiben werden von einem Aluminiumrahmen umschlossen. Die herkömmlichen Glas-Folien-Module haben anstatt der unteren Glasscheibe eine Plastikfolie. Aus ökologischer Sicht punktet hier natürlich das Glas-Glas-Modul. Aber auch in der Garantiezeit hat das Glas-Glas-Modul Vorteile, weil die Leistungsgarantiezeit oft bei 30 Jahren liegt. Herkömmliche Glas-Folien-Module hingegen 25 Jahre. Auch bei der Produktgarantie stechen die Glas-Glas-Module hervor, weil die Hersteller anstatt 10-12 Jahren bei Glas-Folien-Module in der Zwischenzeit 15-30 Jahre anbieten.
Die herkömmlichen Module (Glas-Folien) haben eine Glasstärke von 3,2mm (eisenarmes Sicherheitsglas), während die Glas-Glas-Module auf jeder Seite 2mm Stärke aufweisen. Dieser Verbund (Glas-Glas) macht das Modul im Ganzen stabiler und dichter. Wenn nun jemand den Gedanken hegt, dass 3,2mm Glas ist doch stabiler als das 2mm Glas, dann sollte man an dieser Stelle aber auch wissen, dass, wenn es um Schäden geht, wie zum Beispiel Hagel, dass hier dann die Versicherung (Allgefahren/Elektronik Versicherung) eintritt, falls diese abgeschlossen wurde.
Was bedeutet Bifazialität bei Modulen?
Der Begriff „bifazial“ bedeutet „zweigesichtiges“ Modul, weil es die direkte Einstrahlung auf der Vorderseite als auch das indirekte Licht auf der Rückseite zur Stromerzeugung nutzt. Wie in der Abbildung rechts zu sehen ist, werden herkömmliche Module mit einer lichtundurchlässigen Rückseitenfolie abgeschlossen. Somit ist Licht, dass von hinten auf das Modul trifft nicht nutzbar.
Beim bifazialen Modulen mit einer Glas Rückseite kann das eingehende Licht, dass ungenutzt durch das Modul geht und reflektiertes Licht aus der Umgebung auf der Rückseite genutzt werden. Es gibt aber auch transparente Folien Rückseiten, die den gleichen Effekt haben, was die Durchlässigkeit des Lichts hat.
Vor allem morgens und abends, wenn die Sonne sehr flach steht, kann die Rückseite den größten Beitrag leisten.
Konkret heißt das, dass bei optimalen Bedingungen, Mehrerträge von über 25% erreicht werden. Außerdem zeichnen sich komplett verglaste Module sich durch lange Lebensdauern und Robustheit aus.
Der tatsächliche Mehrertrag (Quelle: Testanlage in Köln vom TÜV Rheinland) Die Ergebnisse der Feldmessungen in Köln zeigen deutliche Vorteile in der Energieertragsleistung von bifacialen Modulen. Im Schnitt brachten diese Module 11 Prozent mehr Ertrag als herkömmliche kristalline Module.
Die Unterschiede zwischen p-Typ und n-Typ Solarzellen
Die p-Typ Solarzelle ist die Solarzellenstruktur, die jeder kennt und die in den letzten vier Jahrzehnten den größten Anteil des Marktes hält.
P-Typ Solarzellen basieren darauf, dass die Zelle auf einer positiv geladenen (daher p-Typ) Siliziumbasis aufgebaut ist. Der Wafer ist mit Bor dotiert, mit einem Elektron weniger als Silizium. Die Oberseite des Wafers ist dann mit Phosphor, der ein Elektron mehr hat als Silizium, negativ dotiert (n-Typ). Durch diese p-n-Verbindung wird der Stromfluss in der Zelle ermöglicht.
N-Typ Solarzellen sind umgekehrt gebaut, wobei die n-dotierte Seite als Basis der Solarzelle dient. Die erste Solarzelle, die von den Bell Laboratories im Jahre 1954 produziert wurde, war eine n-Typ, Rückkontakt, Solarzelle. Die allerersten Jahre brachten eine rasche und wichtige Effizienzsteigerung. Die p-Typ Struktur übernahm dann aber die Führung in der Branche, weil die Solartechnik in den frühen Tagen ihrer Entwicklung vor allem für die Raumfahrt eingesetzt wurde, und es stellte sich heraus, dass die p-Typ-Struktur eine bessere Beständigkeit gegen Strahlungen für Raumfahrtanwendungen hatte. Dann entwickelte sich die Branche mit der Strukturierung der Wertschöpfungskette und die Technologie konnte die Vorteile von Skaleneffekten genießen.
Was sind dann die Hauptunterschiede zwischen den beiden Zelltypen?
– Die Effizienz: Die leistungsstärksten Solarzellen, die heute auf dem Markt erhältlich sind, werden auf n-Typ Basis hergestellt. Der Hauptgrund für ihre überlegene Effizienz liegt in der höheren Trägerlebensdauer, denn die Technologie ist nicht anfällig für den sogenannten Bor-Sauerstoff-Defekt. In der Tat, neigen Ingots, wenn sie gezogen werden, dazu, eine hohe Konzentration an gelöstem Sauerstoff zu haben, der aus dem Quarz des Tiegels mit dem geschmolzenen Silizium stammt. In Gegenwart von Bor-dotiertem Silizium bildet dieser Sauerstoff einen Rekombinationsbereich, der als Bor-Sauerstoff-Defekt bekannt ist und der die Effizienz schädigt. Bei der Verwendung von n-Typ-Solarzellen, die mit Phosphor dotiert sind, verschwindet dieser Effekt. Auch sind n-Typ Solarzellen weniger anfällig für metallische Verunreinigungen des Siliziums.
– Lichtinduzierter Degradationseffekt: n-Typ Solarzellen sind immun gegen LID, wieder dadurch, dass kein Bor-Sauerstoff-Defekt auftritt.
Quelle
– Martin Hermle, Silicon Solar Cells – Current Production and Future Concepts, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, BESSY II Foresight Workshop on Energy Materials, 10 October 2016
– Green MA, 2001, Crystalline silicon solar cells, in Archer MD;Hill R (ed.), Clean Electricity from Photovoltaics, edn. Original, Imperial College Press, United Kingdom, pp. 149 – 197 – MacDonald, D 2012, The emergence of n-type silicon for solar cell manufacture, Australia and New Zealand Solar Energy Society Conference (Solar 2012), Australian Solar Energy Society, Sydney NSW, p. 6
Viele Interessierte überlegen sich, ob ein Speicher sich lohnt und ob es wirtschaftlich ist, sich einen Speicher installieren zu lassen. Bei einer PV-Anlage mit Speicher hat man bei richtiger Auslegung einen Autarkiegrad von ca. 70% und ohne von ca. 30% Ein KW eines guten Speichers kostet zwischen 700-1.000 €. Auch kann man von den Speicherprogrammen profitieren, die den Einkauf durch die Subvention dann noch einmal günstiger werden lassen. Grundsätzlich gilt, dass jede gekaufte KWh viel Geld kostet. In Deutschland liegt der Preis derzeit (2021) bei ca. 30 Ct. Alles was ich also nicht in den Speicher leite, also ins Netz, ist ein KW, dass ich wieder kaufen muss. Die Haltbarkeit eines Speichers hängt natürlich von verschiedenen Faktoren ab. Zum einen, wie wird mein Speicher beansprucht (sogenannte C-Rate)? Und zum anderen, in welchem Temparaturfeld läuft die Batterie. Wo steht die Batterie? Wird es dort sehr warm oder steht Sie im Keller bei 17-19 Grad.
Im Grunde genommen heißt C-Rate, wie stark eine Batterie belastet werden kann, ohne dass diese Schaden nimmt. Wenn ich also ein 10 KW Batterie habe, dann kann ich bei einer C-Rate von 1 diese 10 KW entnehmen und wieder voll beladen, ohne dass dieser Speicher Schaden nimmt. Bei manchen Speichern wie der BYD kann man sogar 2 C entnehmen, was bedeutet, dass ich für 5 Sekunden 20 KW Leistung entnehmen kann. Je höher die C-Rate, desto eher wird die Batterie defekt.
Ein Speicher geht einmal von ganz voll ganz leer! Habe ich nur immer 25% eines Vollzyklus, dann werden diese addiert, sodass bei 4 Viertelzyklen ein ganzer Zyklus entsteht.
Die Erfahrung von Experten zeigen, dass bei einer 10 KWp Anlage mit einem 10 KW Speicher und einem Stromverbrauch von 5.000 KWh eine Zyklenzahl von 260 gezählt wurde. Das ist auch keine geschönte Rechnung, weil man nicht davon ausgeht, dass der Speicher einmal am Tag ganz voll und am gleichen Tag ganz leer wird. Das passiert nur, wenn der Speicher unterdimensioniert ist im Vergleich zur Anlage und zum Verbrauch.
Die Batterie sollte also in einem optimalen Temperaturbereich gehalten werden und nicht überladen oder zu tief entladen werden. Ein Bereich von 70-30% im Keller wäre laut Experten ideal.
Ein Speicher altert durch den Energiedurchfluss und durch die Zeit (Altern des Materials).
Es gibt Berichte von alten Phosphat-Batterien, die unglaubliche 22.000 Vollzyklen gemacht hatten. Habe ich eine Wärmepumpe, so habe ich deutlich mehr Zyklen am Tag, als ein normaler Hausbetrieb.
Kurzum ist eine klassische Cloud, wo der User seine Daten von einem Gerät über das Internet auf den Server eines Cloud-Anbieters hochladen kann. Später können die Dateien dann mit diesem oder anderen Geräten wieder abgerufen werden.
Heutzutage werden Stromlieferverträge als Cloud getarnt, wo dem Kunden angeboten wird, die im Sommer überschüssige Menge an Strom einzuspeisen, um diese dann im Winter, wo die Photovoltaikanlage deutlich weniger Leistung bringt, wieder abzurufen. Das Thema ist aber, dass es keine „virtuelle Cloud“ für solche Zwecke gibt und somit keine Möglichkeit, einen im Sommer eingespeisten Strom im Winter abzurufen. Das ist nur in einem physischen Speichermedium möglich! Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei den angebotenen Cloudpaketen um reine Stromlieferverträge. Der eingespeiste Strom im Sommer wird wie bei jedem PV-Anlagen Besitzer ins Netz eingespeist. Die Einspeisevergütung wird an den jeweiligen Cloudanbieter abgetreten. Für den Bezug im Winter muss der Anlagenbetreiber dann den vereinbarten Cloud-Paketpreis bezahlen. Angenommen Sie bezahlen für ein Cloudpaket mit 1.000 KWh einen Paketpreis monatlich von 15,99 EUR brutto (MwSt. ist nicht abzugsfähig), dann sind das jährliche Kosten von 191,00 EUR. Der Strompreis liegt dann somit bei günstigen 19,18 Ct. Rechnet man die verlorengegangene Einspeisevergütung hinzu (z. B: 7,5 Ct.), dann ergibt sich eine Gesamtsumme von 26,68 Ct. Außerdem sind die Verträge höchstens auf 2 Jahre bindend und manche Verträge, liest man die AGB genauer, sind bereits nach 6 Monaten berechtigt, eine Strompreiserhöhung durchzusetzen oder zu kündigen. Die Photovoltaik-Anlage wird dann oft noch überteuert verkauft. Mit diesen überhöhten PV-Anlagen-Preisen lässt sich dann auch ein günstiges Cloud-Paket quersubventionieren. Lukrativ ist das für den Anbieter auf jeden Fall, bindet er sich ja höchstens 24 Monate. Also vielleicht doch besser den klassischen Stromliefervertrag aus dem Internet?
Bei einem Stromausfall funktioniert – entgegen der allgemeinen Erwartung – auch jede „normale“ Photovoltaikanlage für die Dauer des Stromausfalls nicht. Durch ein Not- oder Ersatzstromsystem gibt es jedoch die Möglichkeit, den selbst erzeugten Solarstrom auch bei Ausfall des öffentlichen Stromnetzes weiter zu nutzen. Von Notstrom ist dann die Rede, wenn eine unterbrechungsfreie Stromversorgung nicht mehr gewährleistet ist. Bei einem eintretenden Stromausfall springt das Notstromsystem der Solarstrom-Speicheranlage „unmittelbar“ (Umschaltzeit beachten) an, um den Haushalt weiterhin mit Strom zu versorgen.
Eigenverbrauchssysteme, also Photovoltaikanlagen mit integriertem Batteriespeichersystem können bei Netzausfall wichtige Verbraucher versorgen. Viele Wechselrichter-Hersteller bieten in Kombination mit ausgewählten Batterien eine Notstrom- oder Ersatzstromfunktion (inselfähig) an. Damit wird dem Hausbesitzer eine erhöhte Versorgungssicherheit für sein Eigenheim ermöglicht. Wichtig ist hierbei, auf die Leistung zu achten. Es gibt Hersteller, die einmal gerade 1-2 KW Leistung aus dem System bereitstellen und dann auch nur einphasig. Deutlich besser wäre da eine Variante, die 5-12 KW Leistung (abhängig von der Wechselrichterleistung) dem Haus zuführt und dreiphasig ist. Auch eine Versorgung nur über den Speicher, weil eine gewisse Leistung über den Speicher reserviert ist, ist keine Notstromlösung, wird aber gerne so angeboten.
Damit eine Wirtschaftlichkeitsberechnung seriös ist, müssen verschiedene Faktoren eingehalten bzw. berücksichtigt werden. Nachdem jeder Anbieter die Kennzahlen einer PV-Wirtschaftlichkeitsberechnung selbst steuern kann, sollte der PV-Interessent die Parameter sorgfältig überprüfen. Durch gezielte Eingaben von Zahlen kann somit die Amortisation so kaschiert werden, dass diese vorteilhaft für den Verkäufer ausfallen.
Die Eingabeparameter des Verkäufers sind:
- Strommenge
- Strompreis
- Grundgebühr
- Leistung der PV-Anlage in KWh per anno
- Autarkiegrad
- Strompreiserhöhung in Prozent pro Jahr
- Degradation der PV-Module (0,5% pro Jahr)
- Einspeisevergütungssatz in Cent
- Peis der PV-Anlage netto oder brutto
- Nebenkosten/Wartung/Ersatz
Oft fehlen Parameter oder die Eingaben wurden geschönt. In der Praxis sieht man zum Beispiel, dass Autarkiegrade bis zu 80% und höher als Parameter benutzt werden.
Bei einer PV-Anlage mit 20.000 € Nettokosten Anschaffungspreis und einem Jahresstromverbrauch von 6.000 KWp und einem Strompreis von 1.860 € pro Jahr, einer gleichzeitigen Strompreiserhöhung von 3%, 10.000 KWh Stromproduktion vom Dach, einer Einspeisevergütung von 7,8 Cent und einer Autarkie (mit Speicher) von 65% beläuft sich die Amortisationszeit auf 9,87 Jahre.
Verändere ich die Parameter der Eingaben auf 11.000 KWh Stromproduktion, die Einspeisevergütung auf 8 Cent, die Strompreiserhöhung auf 4,5% und die Autarkie auf 75%, so erhalte ich eine Autarkie von 8,41 Jahre.
In vielen Wirtschaftlichkeitsberechnungen fehlt ohnehin der Austausch eines Speichers und eines Wechselrichters. Je nach Größe eines Speichers und Marke und Leistung eines Wechselrichters müssen diese Kosten auch noch hinzugerechnet werden. Nimmt man in den nächsten 20 Jahren dann noch Folgekosten von 7.000 € an, dann verlängert sich die Amortisation bei eben genannter PV-Anlage auf 11,35 Jahre.
Die Degradation der PV-Module sind oft ebenfalls nicht berücksichtigt.
Trotz aller Möglichkeiten, eine Wirtschaftlichkeitsberechnung positiv beeinflussen zu können, bleibt aber die Tatsache, dass eine PV-Anlage sehr wirtschaftlich ist. Ob der Betreiber einer PV-Anlage seine Investition über 9 Jahre oder 12 Jahre amortisiert ist nicht das Entscheidende. Vielmehr wäre in Betracht zu ziehen, dass die oben genannten 1.860 € Stromkosten pro Jahr und das über 20 Jahre, mit einer Strompreissteigerung von nur 3% eine Gesamtausgabe von 49.997,67 € darstellen. Kostet die PV-Anlage bei eben genanntem Beispiel also 20.000 € netto, so ist die Amortisation bei unter 10 Jahren und mit einem Austausch an Wechselrichter und Speicher bei gerade mal 12 Jahren.
Bei dieser Frage sollten wir zwei Faktoren in Betracht ziehen, die für diese Berechnung wichtig sind. Zum einen, wie groß ist die PV-Anlage und wie hoch ist der Stromverbrauch. Ging man früher noch davon aus, dass bei einem Verbrauch von 5.000 KWh pro Jahr eine 5 KWp PV-Anlage genügt, so hat man heute eher das Bedürfnis, sich mehr KWp auf sein Dach installieren zu lassen, weil immer mehr Verbraucher (Wallbox für Kfz, E-Bikes, Heizung, Warmwasseraufbereitung, elektrische Geräte) im Haus mit Strom versorgt werden. So war auch der Speicher in einem Verhältnis 1:1, also 5 KWp mit 5 KW Speicher keine Seltenheit. Oder man richtete sich ausschließlich an den Nachtverbrauch (300-400 Watt pro Stunde). Heute ist das Verhältnis eher 1:1,2-1,5, was bedeutet, dass bei einer 10 KWp PV-Anlage ein Speicher zwischen 12-15 KW Anwendung findet, um auch in den nächsten Tag zu kommen.
Mit der EEG-Novelle 2021 wurde beschlossen, dass PV-Anlagenbesitzer ein Rundsteuerempfänger (RSE) ab 25,00 KWp benötigen. Obwohl die Versteuerung der EEG-Umlage erst bei 30,00 KWp beginnt, so setzt diese Richtlinie, das Einbauen eines RSG, ab 25,00 KWp ein.
WaEin Funk-Rundsteuerempfänger ist eine Signalempfangseinrichtung, die es dem Netzbetreiber (z. B. Avacon, EON, Vattenfall, RWE, ENBW, oder Stadtwerke) ermöglicht die Einspeiseleistung Ihrer Photovoltaikanlage bei Überlastung des Stromnetzes im Bedarfsfall ferngesteuert zu reduzieren und die jeweilige Ist-Einspeiseleistung Ihrer Anlage abzurufen. Die Kosten belaufen sich auf ca. 150 €.
Da die PV-Anlage bei Licht Strom erzeugt, fließt dieser, sobald genügend Tageslicht vorhanden ist, um den Wechselrichter in Gang zu bringen, damit die PV-Anlage Strom erzeugen kann. Die PV-Anlage kann somit nicht einfach abgeschalten werden. Die Spannungen bei PV-Anlagen bewegen sich zwischen 800 Volt bis 1.000 Volt. Abschaltlösungen für Photovoltaikanlagen ermöglichen es der Feuerwehr im Falle eines Hausbrandes, die Photovoltaik Anlage spannungsfrei zu schalten. Die sogenannten Solaroptimierer verfügen über diese Eigenschaft. Der PV-Besitzer kann der Feuerwehr auch die Einrichtung einer Abschalteinrichtung melden, sodass diese vor Einsatz weiß, dass das Objekt diese Abschalteinrichtung besitzt.
Wenn Sie eine PV-Anlage betreiben und diesen Strom sozusagen verkaufen respektive regelmäßig ins öffentliche Netz einspeisen und dafür eine Einspeisevergütung erhalten, dann gilt das als gewerbliche Tätigkeit. Grundsätzlich sind Sie damit verpflichtet, sich beim Finanzamt anzumelden und auf den verkauften Strom die Umsatzsteuer zu zahlen.
Bei dieser Möglichkeit muss die Kleinunternehmerregelung in Anspruch genommen werden. Die andere Variante wäre, damit Sie regelbesteuert werden und somit auch die Umsatzsteuer der PV-Anlage geltend machen können, die Regelbesteuerung beim Finanzamt anzugeben. Sie erhalten nachdem die PV-Anlage in Betrieb ist, vom Finanzamt ein Schreiben, wo Sie dies mitteilen können. Bei der Regelbesteuerung ls können Sie alle Rechnungen/Ausgaben, die mit der Anschaffung/Reparatur/Unterhalt der PV-Anlage zu tun haben, steuerlich absetzen. Nach 60 Monaten können Sie zum Beispiel in die Kleinunternehmerregelung optieren, was dann wiederum bedeutet, dass alles was mit der Mehrwertsteuer zu tun hat, wegfällt.
Fazit: Ganz allgemein lässt sich formulieren, dass der steuerliche Aufwand bei der Kleinunternehmerregelung am geringsten ist. Allerdings entgeht Ihnen als Betreiber der PV-Anlage die große Möglichkeit, z. B. die Mehrwertsteuer der PV-Anlage zurückerstattet zu bekommen, sowie Betriebskosten steuerlich geltend zu machen.
PV-Laden ohne Ansteuerung der Wallbox
Das Elektroauto wird auf direktem Wege mit einer (zuvor) fest definierten Ladeleistung beliefert“ und beladen. Informationen seitens der PV-Anlage bleiben bei dieser Variante aus. Durch diese Variante kann der Anteil am eigenen Energieverbrauch (leicht) optimiert werden, etwa durch das Herabsetzen der Ladegeschwindigkeit.
Beim Kauf ist deshalb auf eine Ladestation zu achten, die mit einer regelbaren Ladeleistung ausgestattet ist. So kann bei einem Ladevorgang mit niedriger Leistung der Strom zum Großteil aus dem PV-Überschuss – und nicht aus dem teuren öffentlichen Netz – bezogen werden. Zur Wahrheit gehört jedoch auch, dass sich durch die fehlende Kommunikation zwischen PV-Anlage und Wallbox der PV-Eigenanteil nur marginal steigern lässt. Denn sobald das E-Auto angeschlossen wird, startet auch der Ladevorgang.
PV-Laden über ein Freigabesignal
Ab einem vorher festgelegten PV-Überschuss-Wert wird an die Wallbox ein Freigabesignal erteilt. Sogleich wird der Ladevorgang des Elektroautos gestartet. Wird hingegen dieser definierte Schwellenwert unterschritten bzw. nicht (mehr) erreicht, so stoppt der Ladevorgang ganz automatisch. Erst nach erneutem Erreichen des Schwellenwerts wird wieder eine Freigabe an die Wallbox erteilt, sodass ein erneuter Ladevorgang folgen kann.
Beim Kauf einer Ladelösung sollte deshalb zwingend auf das Vorhandensein eines Freigabekontakts geachtet werden. So lässt sich der PV-Eigenanteil deutlich steigern. Der Bezug und der Verbrauch von teurerem öffentlichem Strom nehmen merklich ab.
PV-Laden durch dynamische Ansteuerung
Mithilfe einer dynamischen Ansteuerung der Ladestation (je nach PV-Überschuss) kann diese Variante als der effizienteste Weg verstanden werden, um ein Elektroauto zu laden. Die Wallbox ist so konzipiert, dass sie permanent den Ladestrom anpasst. Der PV-Eigenverbrauch erreicht hiermit einen nahezu unschlagbar hohen Wert. Da das Elektrofahrzeug nur bei ausreichendem PV-Überschuss mit einer optimalen Ladeleistung geladen wird, kann auf den teuren Zukauf von Strom aus dem öffentlichen Netz oftmals (zu großen Teilen) verzichtet werden. Die Investitionskosten einer solchen Ladelösung liegen zwar höher als bei der ersten und zweiten Variante, gleichen sich jedoch durch die effizientere Eigennutzung des PV-Stroms wieder aus.
Um Ihr Elektroauto zu Hause zu laden benötigen Sie entweder eine fest installierte Wallbox oder eine mobile Ladestation (z.B. einem Juice Booster) und eine entsprechende Steckdose (Schuko oder CEE) an Ihrem Stellplatz. Ist an der Wallbox kein Ladekabel fest angebracht oder im Lieferumfang enthalten, sondern nur eine Steckdose für Typ 2 Elektroauto-Stecker, benötigen Sie zusätzlich noch ein Ladekabel, welches Sie zusätzlich auch an öffentlichen Ladesäulen nutzen können. Aus Sicherheitsgründen empfehlen wir Ihnen dringend die feste Installation einer Wallbox (durch Fachhände).
Prinzipiell wird das Laden an der Schuko Steckdose mit mobilen Ladestationen, dem sog. Mode 2 Laden möglich. Allerdings ist die Ladeleistung hier auf 3,6 kW begrenzt und damit für viele elektrische Fahrzeuge eigentlich zu gering. Schuko Steckdosen sind außerdem nicht auf einen Dauerstrom von 16 Ampere ausgelegt, weshalb wir von einem dauerhaften Laden an der Schuko Steckdosen dringend abraten. Stattdessen empfehlen wir das Laden an einer CEE Steckdose oder im besten Fall an einer fest installierten Wallbox.
Grundsätzlich lässt sich festhalten, dass fast jede Wallbox zu fast jedem Elektroauto passt. Aber Vorsicht: Einziges Ausschlusskriterium kann der Steckertyp sein: Wenn an der Wallbox ein festes Ladekabel mit Typ 1 Stecker verbaut ist, Ihr Auto aber einen Typ 2 Stecker benötigt, können Sie nicht ohne einen passenden Adapter laden.
Die maximale Ladeleistung Ihres Elektroautos kann hingegen nur besser oder schlechter zu verschiedenen Wallboxen passen. Ein Fahrzeug, das mit 11 kW laden kann, hat in der Regel auch eine größere Batterie, die mit einer Wallbox mit z.B. nur 3,6 kW dann sehr lange bis zur Vollladung benötigt. Ein Auto mit 3,6 kW Ladeleistung kann aber ohne Einschränkungen auch an einer 11 kW Wallbox laden, da das Auto nur die benötigte Leistung aus der Wallbox bezieht.
Da die Position der Ladebuchse an Ihrem Fahrzeug in Kombination der Position der Wallbox stark von Ihren örtlichen Begebenheiten abhängt, ist die Länge des Ladekabels eine sehr individuelle Entscheidung. Zu lange Ladekabel liegen oft am Boden herum und stellen eine Stolperfalle dar, weshalb wir Ihnen empfehlen das Kabel nicht zu lang, aber lang genug zu wählen.
Bei den üblichen Positionen der Ladebuchse vorne mittig unter dem Herstelleremblem (z.B.: Renault Zoe, Nissan Leaf), am linken oder rechten Kotflügel (z.B.: Audi etron, Porsche Taycan) oder in der Gegend der herkömmlichen Tankklappe (z.B.: Tesla Model 3, VW ID.3), reicht meistens ein 3 bis 3,5m langes Ladekabel, wenn Sie bzgl. der Einparksituation eine gewisse Flexibilität mitbringen. Bitte bedenken Sie, dass bei einem festen Kabel an der Wallbox kein einfacher Wechsel der Kabellänge möglich ist.
Die Wallbox kann von jedem Elektrofachbetrieb angeschlossen werden. Wir raten Ihnen dringend davon ab, die Wallbox mithilfe von Online Anleitungen oder ähnlichem selbst zu installieren. Wallboxen werden in der Regel mit einer Spannung von 400V betrieben, deren Wirkung auf den Menschen tödlich sein kann. Bei einem Unfall während des Ladens ist die Wahrscheinlichkeit des Todes durch elektrische Körperdurchströmung aufgrund der hohen elektrischen Leistung beim Laden besonders groß. Neben dieser Gefahr drohen Ihnen bei einem Unfall auch versicherungstechnische Probleme, wenn die Wallbox nicht durch einen Fachmann installiert wurde.
Das hängt davon ab, wie groß die Batterie ist, wie leer sie ist und mit welcher maximalen Leistung geladen wird. Ein Beispiel: Der BMW i3 hat eine nutzbare Batteriegröße von 37,9 kWh. Wenn diese leer wäre, dauert die Vollladung mit 2,3 kW mehr als 15 Stunden, mit 11 kW ca. 3,5 Stunden und eine Schnellladung mit 50 kW etwa 40 Minuten bis 80 % Ladestand. Die maximale Ladeleistung ist aber begrenzt durch die maximal mögliche Ladeleistung des Elektroautos und die der Elektroinstallation.
Der Installation einer Ladesäule an einem privaten Stellplatz in einer Mietgarage muss der Vermieter bzw. die Wohneigentümergemeinschaft zustimmen. Diese sind also die ersten Ansprechpartner.
Gibt es Komplettangebote von Stromanbietern oder Autoherstellern?
Das Angebot an geeigneten Ladestationen ist vielfältig. Häufig bieten die Fahrzeughersteller über Kooperationspartner und auch die regionalen Energieversorgungsunternehmen Ladestationen an, zum Teil sogar mit Installation. Dabei ist aber zu empfehlen, eine Ladestation auszuwählen, die sowohl einphasig als auch dreiphasig laden kann und damit universell einsetzbar und zukunftssicher ist. Alternativ sollte auch bei örtlichen Elektroinstallationsbetrieben angefragt werden. Wir empfehlen, möglichst immer alles aus einer Hand zu beziehen, damit alle relevanten Anforderungen und Vorgaben eingehalten werden und bei Problemen die Zuständigkeiten klar geregelt sind.
Prinzipiell ist es möglich, ein Elektroauto mit einer Photovoltaik-Anlage (PV) zu laden. Aufgrund der beschränkten Leistung dieser Anlage und den Schwankungen des „Sonnenstroms“ macht das aber nur in Ergänzung zur Netzladung Sinn. Die Größe üblicher Stromspeicher bei PV-Anlagen ist für den Hausbedarf ausgelegt und damit zu klein, um ein Elektroauto laden zu können. Der Überschussstrom der PV-Anlage kann aber in ein E-Auto geladen werden, wenn es angesteckt und nicht unterwegs ist.
Es gibt verschiedene Varianten von Ladesäulen, die Sie mittels einer Chipkarte oder eines Schlüssels freischalten müssen, um sich so gegen unbefugte Nutzung absichern zu können.
Moderne Ladeeinrichtungen sind kompakt und können problemlos an der Wand befestigt werden, daher auch der Name „Wallbox“.
Je nach Ausstattung und Ladeleistung müssen Sie mit etwa 500 bis 2000 Euro für die Wallbox zuzüglich Elektroinstallation und Montage rechnen.