Photovoltaik: Vorteile und Nachteile für Hausbesitzer

Eine Photovoltaikanlage kann den Strombezug aus dem Netz deutlich reduzieren, den Eigenverbrauch erhöhen und Haushalte langfristig unabhängiger von Strompreisen machen. Gleichzeitig ist Photovoltaik nicht für jedes Haus automatisch wirtschaftlich. Anschaffungskosten, Dachfläche, Verschattung, Stromverbrauch, Einspeisevergütung und die Frage, ob ein Batteriespeicher sinnvoll ist, entscheiden über das tatsächliche Ergebnis.

Für Hausbesitzer in Deutschland ist deshalb vor allem eine Frage wichtig: Wie viel des erzeugten Solarstroms kann im eigenen Haushalt genutzt werden und wie gut passt die Anlage zum persönlichen Verbrauch?

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Photovoltaikmodule wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom um. Ein Wechselrichter erzeugt daraus Wechselstrom, den Haushaltsgeräte, Wärmepumpen, Wallboxen und andere Verbraucher nutzen können.

Sonnenlicht → PV-Module → Gleichstrom → Wechselrichter → Haushaltsstrom

Wird mehr Strom erzeugt als gerade verbraucht wird, kann der Überschuss ins öffentliche Netz eingespeist oder in einem Batteriespeicher zwischengespeichert werden.

Die wichtigsten Komponenten einer PV-Anlage

• PV-Module: Erzeugen Gleichstrom aus Sonnenlicht.
• Wechselrichter: Wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um.
• Montagesystem: Befestigt die Module sicher auf dem Dach oder einer Unterkonstruktion.
• Schutztechnik: Umfasst Sicherungen, Trennstellen und weitere elektrische Schutzkomponenten.
• Netzanschluss: Verbindet die PV-Anlage mit dem öffentlichen Stromnetz.
• Batteriespeicher: Speichert überschüssigen Solarstrom für einen späteren Zeitpunkt.
• Energiemanagement: Steuert bei Bedarf Speicher, Wallbox und weitere flexible Verbraucher.

Vorteile und Nachteile von Photovoltaik im Überblick

Welche Vorteile hat Photovoltaik?

1. Weniger Strom aus dem Netz kaufen

Der größte wirtschaftliche Vorteil entsteht in vielen Haushalten durch den Eigenverbrauch. Jede Kilowattstunde Solarstrom, die direkt im Haus genutzt wird, muss nicht zum normalen Haushaltsstromtarif gekauft werden.

Besonders interessant ist das für Haushalte mit Wärmepumpe, Elektroauto, Homeoffice oder anderen Verbrauchern, die tagsüber betrieben werden können.

Eine PV-Anlage bedeutet allerdings nicht automatisch eine Stromrechnung von null. Netzstrom wird weiterhin nachts, im Winter und immer dann benötigt, wenn der aktuelle Verbrauch die PV-Leistung übersteigt.

2. Eigenverbrauch schützt teilweise vor steigenden Strompreisen

Wer einen Teil seines Stroms selbst produziert, ist für diesen Anteil weniger von zukünftigen Strompreisänderungen abhängig.

Wie groß dieser Effekt ist, hängt vom Eigenverbrauchsanteil und vom Strombedarf des Haushalts ab.

3. Überschüssiger Solarstrom kann eingespeist werden

Nicht selbst verbrauchter Solarstrom kann bei einer netzgekoppelten Anlage ins öffentliche Netz eingespeist werden. Für entsprechend registrierte und förderfähige Anlagen kann eine Einspeisevergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz gelten.

Da der Wert selbst verbrauchten Stroms häufig höher ist als die Vergütung für eingespeisten Strom, spielt der Eigenverbrauch bei vielen neuen Anlagen eine wichtige Rolle.

4. Photovoltaik passt gut zu Wärmepumpe und Elektroauto

Eine Wärmepumpe und eine Wallbox erhöhen zwar den Stromverbrauch eines Haushalts, schaffen gleichzeitig aber zusätzliche Möglichkeiten, Solarstrom direkt zu nutzen.

Intelligente Wallboxen können ein Elektroauto bevorzugt dann laden, wenn die PV-Anlage einen Überschuss produziert.

5. Relativ geringer Wartungsaufwand

PV-Module besitzen keine großen beweglichen Bauteile. Im normalen Betrieb reicht es häufig aus, die Ertragsdaten regelmäßig zu kontrollieren und die Anlage bei auffälligen Veränderungen prüfen zu lassen.

Wechselrichter, Speicher und andere Komponenten können jedoch andere Lebensdauern haben als die Module und müssen möglicherweise früher ersetzt werden.

6. Batteriespeicher erhöht den Eigenverbrauch

Ein Batteriespeicher nimmt überschüssige Energie am Tag auf und stellt sie am Abend oder in der Nacht wieder bereit.

• Eigenverbrauch: Solarstrom wird direkt im eigenen Haushalt genutzt.
• Autarkiegrad: Anteil des Strombedarfs, der durch die eigene Anlage gedeckt wird.
• Ersatzstrom: Versorgung ausgewählter oder aller Stromkreise bei einem Netzausfall.

Eigenverbrauch und Autarkiegrad sollten nicht verwechselt werden. Eine Anlage kann einen hohen Eigenverbrauch haben und trotzdem einen erheblichen Teil des Jahresstrombedarfs aus dem Netz beziehen.

7. Solarstrom verursacht im Betrieb keine Brennstoffkosten

PV-Module benötigen während der Stromerzeugung keinen laufend gekauften Brennstoff. Herstellung, Transport und Recycling verursachen zwar Umweltwirkungen, im Betrieb wird jedoch kein Gas, Heizöl, Benzin oder Diesel verbrannt.

Welche Nachteile hat Photovoltaik?

1. Hohe Anschaffungskosten

Zu einer vollständigen PV-Anlage gehören Module, Wechselrichter, Montagesystem, Verkabelung, Schutztechnik, Elektroinstallation und gegebenenfalls Arbeiten am Zählerschrank.

Muss vorher das Dach saniert oder die Elektroinstallation modernisiert werden, kann die Gesamtinvestition deutlich steigen.

2. Der Solarertrag schwankt über das Jahr

Im Sommer erzeugt eine PV-Anlage deutlich mehr Strom als in den kurzen Wintermonaten. Auch Wolken, Nebel und Verschattung beeinflussen die aktuelle Leistung.

Für die Wirtschaftlichkeit ist deshalb der Jahresertrag wichtiger als die maximale Leistung an einem einzelnen sonnigen Tag.

3. Stromerzeugung und Verbrauch passen zeitlich nicht immer zusammen

Die höchste PV-Produktion liegt meist rund um die Mittagszeit. Viele Haushalte haben ihre höchsten Lasten dagegen morgens und am Abend.

Ohne Lastverschiebung oder Batteriespeicher kann deshalb tagsüber viel Strom eingespeist werden, während wenige Stunden später wieder Netzstrom gekauft werden muss.

Waschmaschine, Spülmaschine, Wärmepumpe und Wallbox lassen sich teilweise in die sonnenreichen Stunden verschieben.

4. Ein Batteriespeicher verteuert die Anlage

Ein Speicher kann den Eigenverbrauch und die Autarkie erhöhen, ist aber nicht automatisch wirtschaftlich.

Bei der Auswahl zählen nicht nur die gespeicherten kWh. Wichtig sind außerdem:

• nutzbare Speicherkapazität
• Dauerleistung
• Spitzenleistung
• Lade- und Entladeleistung
• Zyklenfestigkeit
• Kommunikation mit dem Wechselrichter
• Wirkungsgrad
• Temperaturbereich

5. Nicht jedes Dach eignet sich gleich gut

Die theoretische Dachfläche entspricht nicht der tatsächlich nutzbaren Modulfläche. Dachfenster, Schornsteine, Gauben, Verschattung und Sicherheitsabstände können die verfügbare Fläche deutlich reduzieren.

• Ausrichtung: Beeinflusst Ertrag und Erzeugungszeitpunkt.
• Dachneigung: Wirkt sich auf Ertrag und Montage aus.
• Verschattung: Kann einzelne Modulflächen zeitweise stark begrenzen.
• Dachzustand: Eine anstehende Dachsanierung sollte möglichst vor der PV-Montage erfolgen.
• Statik: Dach und Unterkonstruktion müssen für die Anlage geeignet sein.

6. Normale netzgekoppelte PV liefert bei Stromausfall nicht automatisch Energie

Eine klassische netzgekoppelte Photovoltaikanlage trennt sich bei einem Netzausfall aus Sicherheitsgründen vom öffentlichen Netz.

Wer Ersatzstrom benötigt, braucht ein entsprechend ausgelegtes System mit kompatiblem Speicher, Wechselrichter und Umschalteinrichtung.

Ein Backup nur für wichtige Verbraucher benötigt häufig deutlich weniger Speicherkapazität als die vollständige Versorgung eines elektrifizierten Einfamilienhauses.

7. Herstellung und Entsorgung haben Umweltwirkungen

Module, Wechselrichter, Aluminium, Kupfer und Batteriespeicher benötigen Rohstoffe und Energie zur Herstellung. Nach Ende der Nutzung müssen die Komponenten fachgerecht zurückgenommen, recycelt oder entsorgt werden.

Wovon hängt die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage ab?

Jährlicher Stromverbrauch

Eine seriöse Planung beginnt mit dem Stromverbrauch der letzten zwölf Monate. Zusätzliche zukünftige Verbraucher wie Wärmepumpe oder Elektroauto sollten ebenfalls berücksichtigt werden.

Für eine sehr grobe erste Einschätzung kann folgende Beziehung genutzt werden:

PV-Leistung (kWp) ≈ täglicher Stromverbrauch (kWh) ÷ [Sonnenangebot × Systemfaktor]

Die endgültige Dimensionierung sollte auf einer standortbezogenen Ertragsprognose basieren.

Eigenverbrauch statt nur maximaler Dachbelegung

Eine möglichst große PV-Anlage kann langfristig sinnvoll sein, aber die Wirtschaftlichkeit sollte immer zusammen mit Eigenverbrauch, Einspeisung, Investitionskosten und zukünftigem Strombedarf betrachtet werden.

Wer Wärmepumpe oder Elektroauto plant, sollte diesen zukünftigen Verbrauch bereits bei der PV-Auslegung berücksichtigen.

Dachausrichtung und Verschattung

Eine Südausrichtung erzielt häufig einen hohen Jahresertrag. Ost-West-Anlagen können dagegen die Produktion breiter über den Tag verteilen und dadurch besser zum Verbrauch eines Haushalts passen.

Einspeisevergütung und aktueller Rechtsrahmen

Die Höhe der EEG-Einspeisevergütung hängt unter anderem vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme, der installierten Leistung und davon ab, ob nur Überschüsse oder der gesamte erzeugte Strom eingespeist werden.

Deshalb sollten Berechnungen immer mit den zum geplanten Inbetriebnahmedatum gültigen Vergütungssätzen durchgeführt werden und nicht mit älteren Beispielwerten aus dem Internet.

Steuerliche Rahmenbedingungen

Bei vielen Photovoltaikanlagen auf oder in der Nähe von Privatwohnungen kann für Solarmodule sowie bestimmte wesentliche Komponenten und Stromspeicher ein Umsatzsteuersatz von 0 Prozent gelten. Ob die Voraussetzungen im konkreten Projekt erfüllt sind, sollte vor dem Kauf geprüft werden.

Backup- und Speicherbedarf

Wer lediglich möglichst viel eigenen Solarstrom verbrauchen möchte, benötigt ein anderes Speicherkonzept als ein Haushalt, der bei einem Netzausfall mehrere Tage überbrücken will.

Für modular aufgebaute stationäre Speicher bietet beispielsweise die Vatrer 51,2V 100Ah Server-Rack-LiFePO4-Batterie eine Nennkapazität von 5,12 kWh pro Einheit. Vor der Verwendung sollten Wechselrichter-Kompatibilität, erforderliche Zertifizierungen und die technischen Anschlussbedingungen geprüft werden.

Welche PV-Anlage passt zu welchem Bedarf?

Netzgekoppelte Photovoltaikanlage

Die PV-Anlage versorgt zunächst die aktuellen Verbraucher im Haus. Reicht die Produktion nicht aus, kommt zusätzlicher Strom aus dem Netz. Überschüsse können eingespeist werden.

Diese Variante ist technisch vergleichsweise einfach und eignet sich für Haushalte, die hauptsächlich ihre Stromkosten reduzieren möchten.

Photovoltaik mit Batteriespeicher

Der Speicher nimmt überschüssigen Solarstrom tagsüber auf und gibt ihn später wieder ab. Dadurch steigt in vielen Haushalten der Eigenverbrauch.

Mit geeigneter Technik kann zusätzlich eine Ersatzstromfunktion realisiert werden. Nicht jeder Batteriespeicher bietet jedoch automatisch diese Funktion.

Inselanlage

Eine Inselanlage besitzt keine reguläre Netzversorgung als Rückfallebene. Solarleistung und Batteriespeicher müssen daher so dimensioniert werden, dass auch Nachtstunden und sonnenarme Phasen überbrückt werden können.

• PV-Module
• Solar-Laderegler oder Hybridwechselrichter
• LiFePO4-Batteriebank
• Wechselrichter
• AC- und DC-Schutztechnik
• Trennstellen
• Erdung
• Monitoring
• optional ein Generator

Beim Aufbau einer PV-Inselanlage für Wohnhaus, Gartenhaus, Wohnmobil oder abgelegene Gebäude können Vatrer 12V- und 48V-Lithium-Solarbatterien für unterschiedliche Systemspannungen eingesetzt werden. Batteriespannung, Wechselrichter und Ladegeräte müssen technisch zusammenpassen, während die Speicherkapazität aus dem täglichen Verbrauch und der gewünschten Autonomiezeit abgeleitet werden sollte.

Lohnt sich Photovoltaik für das eigene Haus?

Photovoltaik ist besonders interessant, wenn gute Dachbedingungen, langfristige Nutzung und ein sinnvoller Eigenverbrauch zusammenkommen. Nur die Anzahl der Sonnenstunden entscheidet nicht über die Wirtschaftlichkeit.

Günstige Voraussetzungen

• Wenig Verschattung auf den nutzbaren Dachflächen
• Ausreichend große Dachfläche
• Relativ hoher Haushaltsstromverbrauch
• Wärmepumpe oder Elektroauto vorhanden oder geplant
• Verbrauch kann teilweise in die Sonnenstunden verschoben werden
• Langer geplanter Nutzungszeitraum
• Passende Investitionskosten

Diese Bedingungen sollten genauer geprüft werden

• Starke dauerhafte Verschattung
• Dachsanierung in naher Zukunft
• Sehr kleine nutzbare Dachfläche
• Hohe Zusatzkosten für Zählerschrank oder Elektroinstallation
• Sehr geringer Stromverbrauch
• Teure Finanzierung
• Geplanter Verkauf des Hauses nach kurzer Zeit

Fazit

Die wichtigsten Vorteile von Photovoltaik sind geringerer Netzstrombezug, langfristig besser kalkulierbare Energiekosten und die Möglichkeit, Wärmepumpe, Elektroauto und andere Verbraucher mit eigenem Solarstrom zu versorgen.

Zu den Nachteilen gehören die Anfangsinvestition, schwankende Erträge und die Tatsache, dass Solarstrom nicht immer genau dann erzeugt wird, wenn er benötigt wird. Ein Batteriespeicher kann diesen zeitlichen Unterschied verkleinern, sollte aber anhand des tatsächlichen Verbrauchs dimensioniert werden.

Wenn Solarstrom auch am Abend oder bei einem Netzausfall verfügbar sein soll, können Vatrer Heimspeicher in die Planung einbezogen werden. Entscheidend sind nutzbare Kapazität, erforderliche Ausgangsleistung, Wechselrichter-Kompatibilität und die gewünschte Backup-Dauer.