Auslegung Photovoltaikanlagen
Eigenverbrauch / Einspeisung ?
Was unterscheidet eine PV-Anlage, welche primär für den Eigenverbrauch ausgelegt wurde, von einer Anlage, welche auf die Einspeisung von Energie in das öffentliche Netz ausgelegt ist?
Eigenverbrauch versus Netzeinspeisung bei Neuanlagen
Bei der Planung von PV-Anlagen (für den Eigenbedarf, mit einer gewünschten Reduktion der Energiekosten) ist eine Auslegung der Anlage für den Eigenverbrauch kosteneffizienter. Die von der PV-Anlage erzeugte Kilowattstunde, welche den Eigenverbrauch des eigenen Hauses verringert, wird ca. 4-mal so hoch vergütet, wie die Kilowattstunde, welche als Überschuss ins Netz eingespeist wird.
Eigenverbrauch = Energiespeicherung
Eine Optimierung des Eigenverbrauchs einer PV-Anlage bedeutet, dass die am Tage erzeugte Energie zum Teil genutzt wird, um in einer Batterie gespeichert zu werden. Damit können auch die Nachtstunden mit PV-Energie abgedeckt werden. Insbesondere die aktuell sehr stark gefallenen Preise für Batterieanlagen begünstigen diesen Trend.
Installationskosten
Bei großen Anlagen (wie. z.B. Gewerbe- und Freiflächen etc.) ist eine Batteriespeicherung nicht möglich bzw. unwirtschaftlich. Hier sind jedoch die Installationskosten pro kWh erzeugter PV-Leistung deutlich geringer, sodass sich hier eine Netzeinspeisung der erzeugten PV-Energie rechnet.
Energiekosten
Investment PV-Anlage
PV-Anlage Eigenbedarf
Empfehlung
Auslegung einer PV-Anlage für den Eigenbedarf
Das Ziel einer PV-Anlage für den Privatbedarf ist die Reduktion der Stromkosten. Daher ist hierbei von dem ursprünglichen Stromverbrauch und den Kosten des Strombezugs für ein Jahr auszugehen.
Mit dem Unabhängigkeitsrechner der htw-Berlin kann jetzt eine Abschätzung vorgenommen werden, mit welcher Anlagenkonfiguration (PV-Leistung und Batteriegröße) sich die gewünschte Einsparung erzielen lässt.
Ein Beispiel:
Für ein normales Einfamilienhaus kann dieser Verbrauch z.B. mit 3500 kWh pro Jahr angenommen werden. Der Strompreis für diesen Verbrauch beträgt zum Beispiel 1000 €.
Mit diesem Wert und einer beispielhaften Anlage (4,2 kW PV-Leistung und 2,8 kWh Batteriekapazität) können wir den Rechner wie folgt einsetzen:
Der Rechner liefert jetzt folgende Daten:
Die Anlage deckt 54 % des Energiebedarfs des Hauses ab. Damit werden nur noch 46 % zusätzliche Energie aus dem Netz benötigt.
Der Eigenverbrauchsanteil der Anlage beträgt 47 %, damit werden die verbleibenden 53 % der Solarenergie ins Netz eingespeist.
Mit diesen Werten errechnet sich eine mögliche Einsparung wie folgt:
46 % von 3500 kWh sind 1610 kWh mit einem Bezugspreis von 460 €.
Zusätzlich speist die Anlage 53 % der Solarleistung von 4,2 kW in das Netz ein. Das entspricht dann 2,2 kW. Die Einspeisung wird mit ca. 8 ct/kWh vergütet, damit ergibt sich eine Einspeisevergütung von 178 €.
Damit ergibt sich ein Bezugspreis im Jahr von 460 € – 178 € = 282 € und somit eine Einsparung von 718 € pro Jahr.
Wichtig ist dabei noch zu beachten, dass der obige Rechner von optimalen Bedingungen der PV-Anlage ausgeht, wie z.B. die Ausrichtung aller Module in Richtung Süden, optimale Sonnenscheindauer etc., möglicherweise ist es sinnvoll, die PV-Leistung bei der Eingabe leicht zu reduzieren, um der Realität näherzukommen.
Wenn mit diesen Werten und dem aktuellen Strompreis eine Amortisation der Anlage in 10 Jahren erreicht werden soll, beträgt die maximale Inversionssumme etwa 7.000 €.
Und was passiert mit dem verbleibenden PV-Überschuss? Die möglichen Lösungen habe ich ja bereits in einem anderen Artikel beschrieben. Mein Ansatz ist es, diesen Überschuss zu nutzen, um damit ein E-Auto zu laden:
Eine konkretere Umsetzung zeige ich in meinem Projekt „PV-Überschuss in ein E-Auto laden„. Hier zeige ich das Ergebnis dieser Optimierung am Beispiel meiner Anlage für einen konkreten Tag mit ausreichender Sonnenscheindauer und -intensität.
In der Übersicht „Energieverteilung“ rechts oben im beigefügten Bild erkennt man, dass die PV-Anlage an diesem Tag 18 kWh an Energie produzierte.
Der Gesamtverbrauch des Hauses (inkl. Laden des E-Fahrzeugs) betrug 18,6 kWh. Der erzeugte PV-Überschuss für dieses Tag betrug 2,18 kWh, vom Netz wurden nur 2,8 kWh bezogen. Für diese 2,8 kWh abzüglich der Vergütung für die eingespeisten 2,18 kWh beträgt der Preis vom Netzbetreiber ca. 65 ct. Mit anderen Worten: Der resultierende Preis pro kWh für den gesamten Tag beträgt ca. 3 ct / kWh.
Zwei wichtige Grafiken in dem folgenden Bild zeigen diese Optimierung noch einmal grafisch an.
1. Der „PV-Eigenverbrauch“, das sind in diesem Fall 88 %. Damit wurden 88 % der erzeugten Solarenergie im eigenen Haus verbraucht.
2. Der „Autarkiegrad“, hier mit 85 % dargestellt. Das bedeutet, dass die Anlage 85 % der im Haus benötigten Energie liefern konnte!
