Die richtige Photovoltaikanlage für unser Haus. Eigenbau?

Aktuell beschäftigen sich viele Menschen mit Photovoltaik. Auch für unser Haus war eine PV-Anlage bereits 2017 beim Kauf eine Option. Aber die Sanierung des 55-Jahre alten Daches wollten wir aus Kostengründen noch ein paar Jahre schieben. Nun 5 Jahre später ist es so weit, dass es mehrere Baumaßnahmen gibt, die sich sinnvoll kombinieren lassen. Die PV-Anlage wird also vermutlich ein Bestandteil dieser Sanierung werden. Zeit diese zu planen und zu rechnen, ob es sich lohnt. Aber wie plant man eine Photovoltaikanlage? Was bringt eine PV-Anlage an Ertrag? Werde ich sie am Ende selbst bauen?

Erster Schritt zur Photovoltaikanlage: Solarteur oder Eigenplanung

Die Planung der eigenen PV-Anlage kann ein sehr umfangreiches Projekt werden. Der einfachste Weg ist wohl bei Nachbarn zu schauen, wer eine PV-Anlage auf dem Dach hat, herauszufinden von wem diese installiert wurde und sich dort beraten zu lassen. Leider sind die Solarteure im Moment komplett ausgebucht und bei den zuverlässigen Firmen hat man fast keine Chance auf Termine.

Wie so häufig habe ich mich daher also zunächst entschlossen mich selbst schlau zu machen, um herauszufinden, was ich überhaupt brauche. Das ist eben nicht nur in Finanzfragen eine gute Herangehensweise, sondern auch bei Baumaßnahmen.

So kann ich einem Solarteur genau sagen, wie ich mir die Anlage vorstelle und mich dann gezielt mit denVorschlägen auseinandersetzen.

Solltet ihr einen ähnlichen Weg gehen wollen, kann ich euch für den Planungsstart diesen Forenbeitrag im Photovoltaikforum empfehlen. Dort findet ihr die Tools, mit denen ihr herausarbeiten könnt, ob euer Dach überhaupt geeignet ist. Das gesamte Forum ist sehr lesenswert und es finden sich sehr nützliche Informationen zu allen Belangen. Wer weit fortgeschritten ist mit der eigenen Planung, der kann dort auch Fragen platzieren.

Übrigens wird unterschieden zwischen einer Photovoltaikanlage (erzeugt Strom) und einer Solaranlage (erzeugt warmes Wasser).

Ist mein Dach für Photovoltaik geeignet?

Bevor man überhaupt über eine Photovoltaikanlage nachdenkt sollte das eigene Dach genau überprüft werden.

In welche Himmelsrichtung ist mein Dach ausgerichtet?

Um grob herauszufinden, wie gut das Dach für eine PV-Anlage geeignet ist und gibt es in vielen Städten und Kreisen das Solarpotenzialkataster. Wie zum Beispiel bei mir in Bielefeld. Dort wird in einer Luftaufnahme die Nutzbarkeit des Daches farbig dargestellt.

Für unser Haus sieht die erste Einschätzung zur Nutzbarkeit im Solaratlas also gut aus. Die dunkelroten Flächen haben eine starke Sonneneinstrahlung. Da die Karte eingenordet ist, erkennt ihr auch, dass das Haus eine leichte Ausrichtung nach Südosten hat. Diese Ausrichtung bewirkt, dass das Dach morgens etwas früher in der Sonne steht, als abends.

Welche Neigung hat mein Dach?

Auch die Neigung des Daches ist entscheidend für die Nutzbarkeit. Diese lässt sich häufig in den Unterlagen, die zum Gebäude vorhanden sind herausfinden. Bei uns war der Eintrag zur Dachneigung in der Statik des Hauses vermerkt.

Auch ein Dach, dass im Solarkataster auf den ersten Blick nicht so gut erscheint, kann trotzdem sinnvoll nutzbar sein. So sieht unsere Garage zum Beispiel so aus.

Es gibt also nur eine mittelmäßige Sonneneinstrahlung im Vergleich zum Hausdach. Das ist bei einem Flachdach mit mehr oder weniger 0° Steigung auch nicht ungewöhnlich. Auf Flachdächern können Photovoltaikanlagen jedoch aufgeständert werden und damit optimal zur Sonne ausgerichtet werden. Lasst euch also nicht sofort vom ersten Eindruck entmutigen.

Gibt es Schatten?

Diese Frage solltet ihr ebenfalls im Blick haben. Schattenwurf durch nebenstehende Gebäude, Bäume oder Aufbauten auf dem Dach wirkt sich aufgrund der Schaltung und Funktion der PV-Anlage sehr negativ auf den Ertrag aus. Wie ihr auf dem Foto von unserem Haus sehen könnt wirft beispielsweise die Gaube einen dreieckigen Schatten auf die danebenliegenden Felder. Schon dieser kleine Schattenwurf kann den Ertrag eines Teils der PV-Anlage um 7-10% reduzieren.

Wie schädlich der Schatten für den Ertrag der Anlage ist und wie sich die Belegung mit Solarmodulen optimieren lässt, muss also mit dem Solarteur besprochen und in der Planung berücksichtigt werden.

Ich habe also herausgefunden, dass unser Dach hervorragend für eine Photovoltaikanlage geeignet ist. Wie geht es dann weiter.

Auswahl der PV-Module und des Wechselrichters

Zu diesem Punkt kann ich euch bisher wenig sagen. Aktuell habt ihr bei diesem Punkt auch nicht wirklich die Wahl. Es scheint eher ein Thema zu sein, welche Module und Wechselrichter überhaupt verfügbar sind und dazu bezahlbar.

Für meine Anlage habe ich bisher recherchiert, dass ich derzeit gut an Module von JA Solar mit 390Watt Leistung kommen könnte. JA Solar ist ein großer chinesischer Hersteller, der dieses Geschäft seit über 15 Jahren betreibt. Der Vorteil dieser Module ist, dass sie von der Größe so dimensioniert sind, dass meine Dachfläche damit optimal zu belegen wäre (113cm x 173cm)

Bei der Auswahl des Wechselrichters ist es wichtig zu beachten, ob ein Stromspeicher mit betrieben werden soll oder nicht. Zudem muss für die Planung des Wechselrichters die geplante Leistung der PV-Anlage feststehen, da es hier sehr viele unterschiedliche Leistungsstufen gibt.

Also muss zunächst geplant werden, wie viele Module verbaut werden können.

Belegung der Dachfläche mit PV-Modulen

Um die Belegung des Daches für die Photovoltaikanlage zu planen, kann man eine hervorragenden Software namens PV-Sol nutzen. In dieser Software ist es möglich ein 3D-Modell des eigenen Hauses nachzubauen und mit den exakten Maßen der Module verschiedene Belegungen auszuprobieren. Wenn ihr die Maße des Daches habt, könnt ihr das natürlich alternativ auch einfach mit Stift und Papier, Excel oder Powerpoint machen.

Mit dieser Planungssoftware sieht meine Überlegung plötzlich schon sehr professionell aus. Um die Planung so hinzubekommen habe ich mit Sicherheit 4 Stunden benötigt. Aber insbesondere die Verschattungssimulation hat mir sehr weitergeholfen bei meinen Überlegungen, wie die Module verbaut werden können.

Hier seht ihr die Simulation für das Hausdach:

Der Schattenwurf im Bereich der Gaube sorgt leider dafür, dass die Leistung der betroffenen Seite um 9 – 12% geringer sein wird zu bestimmten Tageszeiten. Das lässt sich nicht vermeiden, ist aber auch kein Beinbruch.

Auf dem folgenden Bild seht ihr beispielsweise, wie die Verschattungssituation auf meinem Garagendach aussehen würde wenn die Module 20° aufgeständert wären. Die Installation der zusätzlichen Module auf der Garage kann aber trotz der hohen Verschattung Sinn ergeben, da die restlichen Fixkosten wie Wechselrichter, Anmeldung, Verkabelung etc ohnehin schon entstehen.

Durch die Planung, wie die Module verlegt werden können, weiß ich jetzt welche Leistung die Anlage erzielen könnte. Insgesamt würden bei einer solchen Anlage 36 Module mit je maximal 390Watt Leistung verbaut. Das entspricht einer Leistung von 14.040Watt. Wir haben also eine sogenannte 14kwp Anlage in Planung.

Update: Ich habe meine Planung nochmals überarbeitet. Das findet ihr später hier in Teil 2 der Serie

Welchen Ertrag in kwh bringt die Photovoltaikanlage?

Bei einer 14kwp Anlage könnten wir jetzt annehmen, dass diese Photovoltaikanlage unter optimalen Bedingungen im Jahr 14.000 kwh an Leistung bringt. Das ist aber abhängig von den regionalen Gegebenheiten und der Verschattung. Wer es ganz genau wissen möchte, kann die gesamten Informationen zur eigenen Anlage im PVGIS eingeben.

Dazu sucht man dort in der Karte das eigene Haus, gibt unter Slope die Dachneigung an (für unser Hausdach bspw. 48°) und unter Azimuth die Ausrichtung nach West oder Osten (in unserem Fall 13°). Mit diesen Daten komme ich auf 981 kwh pro installiertem kwp auf dem Hauptdach und 954 kwh pro installiertem kwp auf dem Nebendach. Durch die Verschattung von 10 % Hauptdach und 25% Nebendach müssen wird diese Leistungssenkung aber noch mit einkalkulieren.

Das ergibt für das Hausdach ca. 9.641 kwh pro Jahr und für das Garagendach ca. 2.232 kwh pro Jahr. Insgesamt könnte ich mit einer solchen Anlage also etwa 11.873 kwh pro Jahr an Strom erzeugen.

Natürlich ist das nur eine Näherungsrechnung, aber wie ihr wisst rechne ich mir solche Themen gern etwas genauer aus.

Wie hoch sind die Einnahmen der PV Anlage?

Um Einnahmen mit einer Photovoltaikanlage zu erzielen gibt zwei es verschiedene Wege. Volleinspeisung und Eigenverbrauch mit Überschusseinspeisung. Entscheidend bei der Auswahl ist für uns aber die Erwartung an die Zukunft.

Volleinspeisung:

Am einfachsten zu rechnen ist die sogenannte Volleinspeisung. Das bedeutet, dass der gesamte Strom der Anlage ins Stromnetz eingespeist wird und ich als Hausbesitzer weiter meinen Strom beim Versorger einkaufe. Ich kaufe also meinen selbstproduzierten Strom direkt wieder zurück.

Im Osterpaket der Bundesregierung ist es geplant eine Volleinspeiseanlage dieser Größe (>10kwp) mit 11,3 Cent / kwh zu vergüten.

Volleinspeisung: 11.873kwh * 11,3 Cent = 1.341,65€

Eigenverbrauch mit Überschusseinspeisung:

Variante zwei ist der Eigenverbrauch mit Überschusseinspeisung. Unser Standardverbrauch aktuell liegt bei ca. 2.700 kwh pro Jahr. Vermutlich könnten wir über Strom aus der PV-Anlage 60 – 70% unseres Energiebedarfs durch Solarstrom decken, was bedeutet 1.800 kwh pro Jahr. In der Grundversorgung kostet uns eine kwh aktuell 26,5 Cent, allerdings ist der Bundesschnitt 32,16 Cent und somit gehe ich davon aus, dass der Preis hier auch bald steigen würde.

Hinweis: Nachdem dieser Artikel nahezu fertig war, ist unser bisheriger Stromvertrag vom Versorger gekündigt worden. Anstatt 26,5 Cent zahlen wir künftig einen Arbeitspreis von 43,17 Cent/kwh. Ich war faul und habe nur das Ergebnis mit neuem Preis bei jeder Berechnung hinzugefügt.

Zusätzlich zum Eigenverbrauch speisen wir den Überschuss an Strom ins Netz ein und erhalten pro kwh 6,85 Cent.

Eigenverbrauch: ca.1.80okwh*32,16 Cent = 578,88€ (Ersparnis)
Überschusseinspeisung: 10.073kwh * 6,85 Cent = 690,00€ (Einnahme)

In meinem Modell (Regelbesteuerung) müsste für den Eigenverbrauch noch Umsatzsteuer i.H.v. 19% gezahlt werden. Das wären in dieser Rechnung dann ca. -92,43€

Ergebnis Eigenverbrauch + Überschusseinspeisung (bisher): 1.176,45€
Ergebnis mit neuem Preis (43,17 Cent): 1.342,99€

Auf den ersten Blick hat das Modell Volleinspeisung knapp 12% mehr Ertrag gebracht, wenn wir die heutige Situation betrachten sind beide gleichauf.

Zukunft mit Wärmpumpe:

Bei einem so alten Haus wie unserem ist irgendwann die bisherige Ölheizung nicht mehr zukunftsfähig und wir planen eine Umstellung auf eine Luft-Wärmpumpe. Wenn es gut läuft, würden wir diese 2023 oder 2024 nach einigen Dämmmaßnahmen am Haus installieren. Unser Strombedarf wird dadurch um mindestens 5.000-6.000kwh pro Jahr steigen.

Weil die Wärmpumpe den hohen Strombedarf hauptsächlich im Winter bei geringer Sonneneinstrahlung hat, gehe ich davon aus, dass wir dann nur noch ca 40% des erzeugten Solarstroms selbst verbrauchen können. Allerdings sind das dann trotzdem ca. 3.000 kwh pro Jahr. Damit sieht die Rechnung dann plötzlich ganz anders aus:

Eigenverbrauch: ca.3.00okwh*32,16 Cent = 964,88€ (Ersparnis)
Überschusseinspeisung: 8.873kwh * 6,85 Cent = 607,80€ (Einnahme)

abzgl. Umsatzsteuer: -154,06€

Ergebnis Eigenverbrauch + Überschusseinspeisung mit Wärmpumpe (bisher): 1.418,62€
Ergebnis mit neuem Preis (43,17 Cent): 1.696,12€

Je höher also der anteilige Eigenverbrauch am produzierten Strom, desto interessanter ist es die Abrechnungsmethode Eigenverbrauch + Überschusseinspeisung zu nutzen.

Kann ich zwischen Volleinspeisung und Eigenverbrauch wechseln?

Diese Frage habe ich recherchiert und nicht viele vernünftige Antworten dazu gefunden. Wichtig zu wissen ist, dass es hier nicht nur um rechtliche Aspekte bei der Anmeldung der Anlage geht. Eine Eigenverbrauchsanlage wird im Gegensatz zu einer Volleinspeise-Anlage auch anders mit der Hausverkabelung verschaltet und es sind andere Zähler notwendig.

Vermutlich ist bei kleinen bis mittleren Anlagen ein Wechsel zwischen beiden Abrechnungsmodellen also ohnehin uninteressant, weil zusätzlich zur Ummeldung noch technische Umbaumaßnahmen erfolgen müssten.

Bei einer Differenz von ca. 150€ pro Jahr wird sich der Aufwand wohl kaum lohnen.

Rentiert sich ein Batteriespeicher?

Oftmals wird ein Batteriespeicher als lohnende Investition angeführt, um den Eigenverbrauch zusätzlich zu steigern und damit die Ersparnis weiter zu erhöhen. Rechnen wir mal an unseren Beispielen durch, ob es eine kaufmännisch sinnvolle Entscheidung wäre:

Batterie bei Standardverbrauch:

Batteriespeicher kosten ca. 850€ netto pro kwh Speicherkapazität. Wir verbrauchen aktuell pro Tag ca. 7,4 kwh Strom, zukünftig mit Wärmepumpe ca. 21 kwh (mehr im Winter, weniger im Sommer).

Mit Speicher von 7kwh für 5.950€ könnten wir unsere Eigennutzung optimistisch auf ca. 90% erhöhen, da es ja trotzdem dunkle Phasen im Jahr gibt, wo der Speicher nicht ausreichend geladen würde. Das steigert unseren Verbrauch auf 2.430kwh pro Jahr.

Eigenverbrauch: ca.2.43okwh*32,16 Cent = 781,49€ (Ersparnis)
Überschusseinspeisung: 9.443kwh * 6,85 Cent = 646,85€ (Einnahme)

abzgl. Umsatzsteuer: -124,78€

Ergebnis Eigenverbrauch + Überschusseinspeisung mit Speicher (bisher): 1.303,56€
Ergebnis mit neuem Preis (43,17 Cent): 1.528,39€

Der Speicher führt also bei unserem kleinen Standardverbrauch nur zu 125€ Mehreinnahmen bei Kosten von 5.950€. Rechnet sich absolut nicht. (Mit neuem Preis von 43,17 Cent sind es 350€ „Mehreinnahmen / -Ersparnis, trotzdem noch kein vernünftiges Investment)

Batterie bei Wärmepumpe:

Wie wäre es, wenn wir den kleinen Speicher mit der Wärmepumpe zusammen nutzen und dadurch von 40% auf 60% Eigennutzung steigen? Häufig werden für solche Maximalnutzungen Speicher so groß dimensioniert wie die PV-Anlage also 14kwp Anlage + 14kwh Speicher. Ich habe jetzt gute Daten zu einem 12,8kwh Speicher gefunden für 8.850€ netto.

Nehmen wir optimistisch an, dass wir es dadurch schaffen unseren Stromverbrauch mit Wärmepumpe zu 60% zu decken (leider relativ unrealistisch).

Eigenverbrauch: ca.4.62okwh*32,16 Cent = 1.485,79€ (Ersparnis)
Überschusseinspeisung: 7.253kwh * 6,85 Cent = 496,83€ (Einnahme)

abzgl. Umsatzsteuer: -237,27€

Ergebnis Eigenverbrauch + Überschusseinspeisung mit Wärmpumpe: 1.745,39€

In diesem optimistischen Szenario erzielen wir 326,77€ höhere Einnahmen bzw Einsparungen, als ohne Speicher. Allerdings müssen wir 8.850€ in Technik investieren, die nur auf eine Laufzeit von ca. 10 Jahren ausgelegt ist. Wir bekommen unsere Investition also voraussichtlich nie wieder rein.

Tatsächlich wendet sich das Blatt für den Batteriespeicher bei Nutzung einer Wärmepumpe bald durch den höheren Strompreis. Bei 43,17 Cent / kwh erreichen wir 754,22€ höhere Einnahmen / Einsparungen.

Was kostet die Photovoltaikanlage?

Bei dieser Frage lohnt sich der Vergleich verschiedener Anbieter. Leider gibt es aktuell nicht so viele Anbieter, die überhaupt Angebote machen. Für die Dachanlage ohne Garage war das bisher beste Angebot eines seriösen Anbieters 14.285€ netto für die ca. 10kwp Dachanlage. Der unseriöseste Anbieter lag für die kleine Anlage bei 18.067€ netto.

Für die geplanten 14kwp inkl Garage wären ziemlich genau 19.999€ netto fällig.

Im Zukunftsszenario mit Wärmepumpe und ohne Speicher lag meine Einnahme mit dieser Anlage jährlich bei 1.418,62€. Abgezogen werden müssen noch Kosten für Versicherung, Reinigung und kleinere Reparaturen, die wir mal großzügig nur mit 150€ pro Jahr ansetzen. Daraus ergeben sich ca. 1.268,62€ echter Ertrag jährlich und über 20 Jahre dann 25.372€. Steigen in den nächsten Jahren die Strompreise weiter erhöht sich dieser Ertrag glücklicherweise um die Ersparnis.

Realistisch betrachtet wird die Rendite auf das eingesetzte Kapital wohl eher im Bereich von 1-3% liegen und natürlich besteht das Risiko, dass einzelne Bauteile wie der Wechselrichter die 20 Jahre Laufzeit nicht überleben.

Kostensparen durch Eigenbau der PV-Anlage?

Da keine Eile mit der Anlage besteht, kreisen meine Gedanken aktuell noch um die Möglichkeit unsere Photovoltaikanlage selbst zu bauen. Ich habe mich viel mit dem Thema PV-Anlage beschäftigt und verfüge über handwerkliches Geschick und einige Freunde, die ebenfalls einen Akkuschrauber halten können und die mir sicherlich gern helfen würden. Zusätzlich gibt es im erweiterten Bekanntenkreis bereits zwei Leute, die erfolgreich selbst montierte Anlagen betreiben.

Kann ich also die Photovoltaikanlage selbst montieren und nur die Facharbeiten am Schaltschrank und den Anschluss ans Stromnetz von einem Profi machen lassen?

Erlaubt ist es eine solche Anlage selbst aufzubauen und nur den Anschluss und die Abnahme vom Profi machen zu lassen.

Die Kosten schätze ich dann wie folgt:

Module: ca. 6.048€
Wechselrichter: ca. 3.500€
Montageschienen: ca. 2.000€
Kabel etc. ca. 1.000€
Elektroinstallateur: ca. 2.500€
Gerüst: Im Rahmen der vorherigen Umbauarbeiten am Dach vermutlich schon vorhanden

Zeitaufwand: ???
Feierabendbier für Helfer: ???

Finde ich also einen Elektriker, der sich 2 Std Zeit nimmt, um mit mir vorher die Verkabelung der Dachanlagen zu besprechen und die Verdrahtung im Keller am Ende übernimmt, habe ich die Möglichkeit mit Kosten von 14.048€ für die komplette Anlage auszukommen. Das würde meine Rendite erheblich steigern und nach 10 Jahren wäre sie amortisiert.

Fazit:

Wenn ihr diesen Artikel bis zum Ende durchgehalten habt, habt ihr gesehen wie aufwändig die Planung einer PV-Anlage sein kann. Es gibt aber gute Gründe, sich intensiv mit dem Thema auseinanderzusetzen. Ansonsten steht schnell eine Fehlinvestition von mehreren Tausende Euro in den Büchern.

Ich hoffe es war bis hier hin spannend für euch und würde mich über ein kleines Feedback freuen. Auch gern, wenn es Korrekturen zu meinen bisherigen Überlegungen gibt.

Je mehr ich mich selbst damit beschäftige, desto attraktiver und spannender finde ich es die Anlage selbst zu montieren. Mittlerweile habe ich mit einigen gesprochen, die ähnliches gemacht haben und verliere die Sorge es könnte zu komplex sein.

Falls jemand also einen Elektroinstallateur in Bielefeld und Umgebung kennt, der eine Selbstbauanlage abnehmen würde und mit dem ich mich austauschen kann, sagt mir gern Bescheid 🙂

Wenn ihr selbst Erfahrungen mit der Installation solcher Anlagen habt, lasst mir gern einen Kommentar mit den größten Herausforderungen da.

Sollte der Eigenbau klappen wird es dazu natürlich auch einen separaten Beitrag geben.

Hier geht es zunächst zu Teil 2 des Berichts.

Die richtige Photovoltaikanlage für unser Haus. Der richtige Elektriker? (Teil 2)

Natürlich dürft ihr diesen Artikel gern teilen und verlinken. 🙂