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News vom 27.05.2019

Themenserie "Speicher für Energieautarkie und Mieterstromprojekte" - Teil 7

Wie erzeugt man selbst Strom? – Photovoltaik

Photovoltaik, kurz PV genannt, ist die in Deutschland häufigste Form der Stromerzeugung. Gut 1,7 Millionen Anlagen mit einer Leistung von 45 Mrd. MWp (entspricht gut 25 größeren Atomkraftwerken) erzeugen rund 43 Mrd. kWh Strom. Doch nur 2,5 Mrd. kWh davon dienen dem Eigenverbrauch. Denn die EEG-Umlage für den ins Netz eingespeisten Strom war in den letzten 20 Jahren zu attraktiv.

Diese PV-Anlage mit 2 kWp in Ost-West-Ausrichtung (zu sehen ist die Westseite) ermöglicht eine kontinuierlichere Stromproduktion und eignet sich gut zur Eigenversorgung. Bild: KN
Diese PV-Anlage mit 2 kWp in Ost-West-Ausrichtung (zu sehen ist die Westseite) ermöglicht eine kontinuierlichere Stromproduktion und eignet sich gut zur Eigenversorgung. Bild: KN

Mit Beginn des kommenden Jahres fallen die ersten Anlagen aus der Förderung heraus.

Am Markt werden sie kaum mehr als 1 bis 2 Cent je kWh erlösen. Deswegen macht Eigenverbrauch bei Strompreisen aus dem Netz um die 30 Cent je kWh durchaus Sinn, da die Anlagen noch eine Weile weiterhin guten Strom produzieren können.

Gab es zu den Urzeiten des EEG Vergütungen von mehr als einem Euro je kWh und blieben sie jahrelang bei 39 Cent je kWh festgeschrieben, lohnt sich schon jetzt die Einspeisung kaum mehr.

Hier eine Übersicht:

Leistung

Vergütung nach EEG in Eurocent/kWh

Bis 10 kW

11,11

10 bis 40 kW

10,81

40 bis 100 kW

8,50

Quelle: BNetzA, Stand: April 2019

Da die bisherigen PV fast ausschließlich auf das Verhältnis von EEG-Erlösen zur Investition, die sich aus der Anlagengröße ergibt, ausgelegt waren, kommt es nun darauf an, PV-Anlagen anhand des Eigenbedarfs eines Gebäudes zu planen und zu installieren.

Diese Entwicklung deutet sich schon jetzt an. Gut die Hälfte der derzeit montierten PV-Anlagen wird bereits mit einem Speicher ausgestattet.

Doch wie funktioniert eine PV-Anlage? Die Technologie basiert auf Siliziumzellen, die mittels photoelektrischem Effekt Strom erzeugen. Dabei handelt es sich jedoch um Gleichstrom, weswegen er nicht direkt genutzt oder ins Netz eingespeist werden kann. Nötig ist ein Wechselrichter, der bei 3 % Verlust den Gleich- in Wechselstrom umwandelt.

Wesentlich für die optimale Stromerzeugung sind Himmelsrichtung, Dachneigung sowie potenzielle Verschattungen.

Zuerst zur Himmelsrichtung: Ideal wäre Süden, da von dort aus immer die Sonne einstrahlt. Geeignet ist also erst einmal alles, was von Süd-Ost bis Süd-West geht. Es gibt aber auch Anlagen, die eine reine Ost-West-Ausrichtung haben. Diese haben den Vorteil einer doch recht kontinuierlichen Stromproduktion, da die Sonne im Laufe des Tages relativ gleichmäßig über sie hinwegwandelt. Sie erreichen 90 % der Produktion einer Anlage mit reiner Südausrichtung. Man spricht dabei von einer flachen Produktionskurve, die einem kontinuierlichen Stromverbrauch in einem Gebäude entgegenkommt – im Gegensatz zur reinen Südausrichtung, bei der ein Höhepunkt der Stromproduktion in der Mittagszeit erfolgt.

Nun zur Dachneigung: Idealerweise beträgt die 30 bis 36 °. Sollte dies nicht so sein, könnte mit Unterbauten nachgeholfen werden. Oder man akzeptiert geringere Erträge.

Und zum Schluss die Verschattung: Zwar produzieren PV-Analgen auch dann Strom, wenn ein Schatten auf sie fällt. Doch ist dies deutlich weniger. Deswegen sollte bei der Auswahl eines Daches geprüft werde, ob durch Gebäude oder Bäume eine Verschattung entsteht.

Eine Übersicht zu diesen Planungen findet sich hier.

PV-Anlagen gibt es nicht nur für Dächer, sondern auch für Fassaden. Diese können direkt dort angebracht oder schon integriert als Bauteile mit eingebaut werden. Aufgrund des 90°-Winkels sind die Erträge aber immer geringer als bei Dachanlagen.

Hier nun eine Beispielrechnung für die Planung einer PV-Anlage zum Eigenverbrauch:

Legt man den Strombedarf einer vierköpfigen Familie in einem 120 m2 großen Einfamilienhaus von 4,500 kWh zugrunde, benötigt man eine PV-Anlage mit 5 kWp Leistung. Bei einer Sonneneinstrahlung von 1000 Stunden jährlich könnte man damit aber nur 30 % des Strombedarfs abdecken, der Rest würde ins Netz eingespeist. Nutzt man einen Speicher, kann man das Verhältnis ungefähr umkehren. Eine Übersicht dazu findet sich hier

Der nächste Teil der Themenserie am 29.05.2019 beleuchtet Alternativen zu Blockheizkraftwerk, Brennstoffzelle und PV, etwa Kleinwindanlagen.

Bisher erschienen:

1. Was ist Eigenversorgung und welche Komponenten braucht man dafür?
2. Wie ist die rechtliche Lage bei Strom-Eigenerzeugung und -verbrauch?
3. Welchen Bedarf hat ein Gebäude an Strom und wie plant man Eigenproduktion und  Eigenverbrauch?
4. Wie werden Stromspeicher in ein System zur Eigenversorgung eingebunden?
5. Wie erzeugt man selbst Strom? – BHKW
6. Wie erzeugt man selbst Strom? – Brennstoffzelle
7. Wie erzeugt man selbst Strom? – PV

Demnächst erscheinen:

8. Wie erzeugt man selbst Strom? – Andere Lösungen wie Miniwindanlagen
9. Welchen Wärmebedarf hat ein Gebäude?
10. Welche Rolle spielen Wärmespeicher bei der Deckung des Wärmebedarfs?
11. Welche Wärmeerzeuger sind zukunftsfähig?
12. Wie sollte die Warmwasserbereitung erfolgen?
13. Praxisbeispiele von Gebäuden mit hoher Eigenabdeckung an Strom und Wärme

 
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