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So sieht eine Photovoltaik-Anlage nach einem Hagelsturm aus.
Photovoltaikanlage: lohnt sich der Einbau?
Von Sigrid Petersen
Rechnet man es sich einmal selbst durch, muss man sich fragen, ob der Einbau einer PV-Anlage dem Gedanken etwas Gutes für die Umwelt zu tun, dem eigenen Portemonnaie oder dem Drang zur größeren Unabhängigkeit geschuldet ist. Aber selbst unter diesen drei Prämissen wird der Bauherr doch enttäuscht werden müssen.
Umwelt? Da möchte ich nur auf die Schadstoffe (z.B. Cadmium-Tellurit) hinweisen, die in den Solarpanelen enthalten sind und schon nach 20-25 Jahren zum großen Teil besonders recycelt und entsorgt werden müssen. Oder auch den Aufwand, um an die Ressourcen zu kommen und den dabei entstehenden Umweltbelastungen. Hier ist u.a. auch die Todesfallstatistik „Todesfälle pro TWh“ für die verschiedenen Kraftwerksarten interessant. Für das eigene Portemonnaie kann diese Anschaffung nicht rentabel sein, wenn die Amortisation bei Kreditfinanzierung erst nach 25 Jahren erreicht ist. (Angesetzt werden hier Strompreise beginnend bei 36 Cent/kWh mit jährlicher Preissteigerung a´ 2% bis zu 51 Cent/kWh im 20. Jahr). Und etwas Autarkie hat man erst gewonnen, wenn eine PV-Anlage mit einem Speicher kombiniert wird.
Für die Familie mit einer 10 kWp-Anlage mit 50 m² PV-Fläche liegen die Kosten bei z.B. ca. 14.000 €. Der Jahresstromverbrauch liegt bei 3.500 kWh. Nominalertrag mit dieser Anlage wäre 9.330 kWh/a, Performance Ratio, der reale Ertrag ist mit 75% des Nominalertrages anzusetzen, damit werden ca. 7.000 kWh/a Realertrag realistisch. In den im Schnitt ca. 1.550 Sonnen-Stunden im Jahr, in denen der Strom produziert wird, liegt der Jahres-Eigenverbrauch oder Direktverbrauch bei 1.300 kWh, der Rest wird eingespeist. Ab 2024 wird die eingespeiste kWh mit 8,11 Cent/kWh vergütet.
Der Darlehenszins (KfW) liegt bei 5,21%. Mit einer Tilgungssumme von 5%/a ist man nach 20 Jahren mit der Bank-Finanzierung durch und muss noch weitere 5 Jahre die Anlage nutzen, um endlich in die Gewinnzone zu kommen. Amortisationszeit 25 Jahre. Die Lebensdauer von PV-Anlagen wird mit 20-30 Jahren angegeben! Würde man übrigens den Strom zu den oben angegebenen Preisen kaufen, wären die Stromkosten die ersten 17 Jahre sogar günstiger.
Warum ist das so? Ohne Speicher können von den selbst produzierten Strommengen ca. 1.300 kWh selbst direkt verbraucht werden. Also wird der Rest (ca. 5.700 kWh) eingespeist. Die werden mit 0,0811 €/kWh, also 462,-€/a, vergütet. 2.200 kWh müssen zu den aktuellen Strompreisen „zurückgekauft“ werden – dies ist aber nicht das Problem, wie wir noch feststellen werden. Die jährliche Kreditlast bleibt. In den ersten 12 Jahren sind das 1400,-€ bis 1000,-€ jährlich zusätzlich zum Stromkauf, der immerhin ca. 40% ausmacht.
Um nun die PV-Anlage für den Eigenverbrauch besser zu nutzen, macht eine Batterie schon Sinn. Hier könnten dann beispielsweise 84% des eigens hergestellten Stroms selbst verbraucht werden. Eine 10.000 € teure Batteriespeicheranlage könnte dafür sorgen, dass der Familienhaushalt jährlich fast 3.000 kWh aus eigener Produktion bezieht. Die 1.300 kWh Direktverbrauch + weitere 1.650 kWh aus dem Speicher. Da der Wirkungsgrad der Anlage mit Speicher noch einmal niedriger ist und die Summe der eingespeisten Energie durch den erhöhten Eigenverbrauch deutlich geringer ist, liegen wir auch hier bei einer Amortisationszeit von insgesamt 28 Jahren. In diesem Fall wäre der Netzstrom auch die ersten 17 Jahre günstiger als mit PV und Batterie.
Warum denn nur 1.650 kWh aus dem Batteriespeicher? Die 12,44 kWh Speicherbatterie mit Entladegrenze 20% kann 10 kWh speichern. Entlade- und Ladevorgang sowie Eigenverbrauch reduzieren diese Batterie auf 7,5 kWh. Diese 7,5 kWh stehen real zur Verfügung. Im Mittel wird angegeben, dass pro Jahr 200-240 Vollladezyklen möglich sind. Hier mit 220 Ladezyklen /a gerechnet: 220*7,5=1650 kWh
Kann man diese Anlagen aus der Tasche finanzieren, liegt die Amortisationszeit bei 22 Jahren. Auch in diesem Fall lässt sich wohl noch nicht von einer wirtschaftlichen Investition sprechen. Aber bevor das Geld auf der Bank „verschimmelt“, ist es so denn doch vielleicht ganz gut eingesetzt. Ohne Speicher sieht es schon besser aus. Hier hat sich die PV-Anlage dann nach 16-17 Jahren amortisiert.
(Eingerechnet sind Kosten für Wartung, Reinigung der Flächen und Versicherung der PV-Anlage und im zweiten Fall nicht die des Batteriespeichers. Bei mind. 180,-€/a nur für die PV-Anlage schmälert das die Einspeise-Vergütung um 40%. Bei einer Anlage mit Speicher fressen diese Kosten den Ertrag für die Vergütung praktisch mehr als auf. Möglicher Aufwand für Reparaturen ist hier noch nicht berücksichtigt. Man findet allerdings auch Angaben wie 340,-€/a Betriebskosten. Hier sind dann noch Rücklagen für Reparaturen, Messeinrichtungen und Stromzählergebühren enthalten.)
Bei dieser Betrachtung – nach Berechnung – erübrigt es sich, darüber nachzudenken, ob nicht ein E-Auto oder eine Wärmepumpe sinnvoll wäre, da man es/sie doch selbst laden könnte. Es stehen nicht mehr als die 1.650 kWh/a aus dem Speicher zur Verfügung. Ein E-Auto müsste mit etwa 2.700 kWh/a veranschlagt werden. Also kauft man jährlich 3.300 kWh dazu. Amortisiert hat sich die Anlage auch hier erst nach 27 Jahren. Ab dem 18. Jahr wird es günstiger mit PV und Batterie als ohne. Die ersten 20 Jahre kostet die selbst produzierte Kilowattstunde übrigens 63 Cent über den gesamten Zeitraum (36-51 Cent). Ab Jahr 21 dann nur noch 55 Cent (bei angenommenen Netzstromkosten von 51 Cent in diesen Jahren). Erst ab Jahr 28 wird es richtig günstig! Dann kostet nur noch der Zukauf. Für die PV-Anlage ohne Speicher sieht es noch schlechter aus. Hier beträgt der Kilowattstundenpreis 70 Cent über die ersten 20 Jahre.
Und warum sind die Jahresstromkosten nur die ersten 17 Jahre ohne PV und PV+Speicher günstiger? Weil die Jahresraten durch die fallenden Zinszahlungen niedriger werden und dann der günstigere Netzstrompreis weniger ins Gewicht fällt. Ohne Speicher ist das Verhältnis Eigenstrom zu Netzstrom 40% zu 60%. Mit Speicher 84% zu 6%, die Kosten der Raten durch den Speicher allerdings deutlich höher und gleichzeitig der Zukauf von Netzstrom deutlich geringer. Wenn man den selbst produzierten Strom allerdings zu 100% selbst nutzen könnte, ja, dann wäre es für hiesige Verhältnisse ein wirklich sehr guter bis fast schon nicht mehr akzeptabler Preis/kWh. 22 Cent ohne Speicher und 40 Cent mit Speicher.
PV-Fläche und Batteriekapazität verdoppeln? Könnte man machen. Rechnet sich aber ähnlich. Oder halbieren? Hier würde dann im 20. Jahr schon die Gewinnzone beginnen. Allerdings auch nur bei den angenommenen steigenden Netzstrompreisen.
Man muss sich an dieser Stelle fragen, wer das dem Kunden wie vorrechnet. Vermutlich langt schon die Aussage, dass: „Sie produzieren 10.000 kWh im Jahr! Und verbrauchen 3.500 kWh! Sehen Sie, den Rest speisen Sie ein und bekommen auch noch Geld dafür! Und mit Batterie! Da produzieren Sie vom ersten Jahr an über 80% Ihres Stroms selbst!“ Da denkt der Kunde, da hab´ ich doch schon ausgesorgt! Dass die 10.000 kWh Prospektangaben mit der höchst anzunehmenden Ausbeute sind, also die Nominalangabe und nicht die „Performance Ratio“, wird verschwiegen? Denn die tatsächliche Energieausbeute liegt nach Abzug der Umwandlungsverluste, Gebäudelage und Dachneigung für die PV-Anlage bei ca. 75%. Volllaststunden für PV-Anlagen werden mit 800-900 Stunden pro Jahr angegeben. Und selbst wenn man hier nun mit 400 Watt Peak, also mit 230 Watt Peak/m² und einen Wirkungsgrad von 20% rechnet, reduzieren sich die Amortisationszeiten max. um 2 Jahre. Allzu viel ist damit nicht gewonnen, wenn die PV-Anlage nach dieser Zeit schon (fast oder auch ganz) ausgedient hat.
Schaut man sich Angebote im Netz an, werden die oben genannten Vermutungen bestätigt. Da wird beispielsweise von einem Ertrag von 8.700 kWh für eine PV-Anlage mit 8,5 kWp mit einem Speicher 9,6 kWh ausgegangen. 8.700 kWh sind der Nominalertrag. Der Eigenverbrauch wird mit 3.411 kWh bei einem Gesamtstromverbrauch von 4.000 kWh/a angenommen. Zukauf wird mit eingerechnet. Wartung und Versicherung 160,-€, Einspeisung 5.268 kWh zu 427,-€/a.
Nun kommt der Trick. Es wird eine jährliche Netzstrompreiserhöhung von 4%(!) angenommen. Also nach 20 Jahren 75 Cent/kWh und zum Ende der Lebensdauer der PV-Anlage von 25 Jahren 90 Cent pro kWh. Es wird eine Rendite von jährlich über 2.400,-€ vorhergesagt und ein Gesamtgewinn von bis zu über 45.000 €. Nachgerechnet, bei Zugrundelegung der o.g. Annahmen, ist das Endergebnis ein völlig anderes: 614,-€ jährliche Rendite über 25 Jahre und Gesamtgewinn 15.300,-€. Aber nur unter der Voraussetzung der Strompreis steigt derart! In einem solchen Fall gäbe es schon lange kein produzierendes Gewerbe, geschweige denn irgendeine Form von Industrie, demnach auch schon lange keine Arbeitsplätze mehr. Ginge man im besseren Fall von einem Strompreisrückgang aus, denn hier ist zwingend eine Kehrtwende nötig, amortisieren sich solche Anlagen natürlich nie. (Anzumerken sei, dass die komplette Berechnung absolut nicht nachvollziehbar ist. Auch ohne Kreditfinanzierung kommt man nicht auf die Ergebnisse. Es wimmelt nur so von nicht nachvollziehbaren Rechenergebnissen wie 3.411kWh * 0,35€ = 2.158,-€ (statt 1.194,-€), 5.268 kWh * 0,0811€ = 307,-€ (statt 427,-€))
Ein anderer Anbieter macht es sich da einfacher. Kosten PV-Anlage 13.400-, Betriebskosten 340,-€/a, Kreditkosten 750,-€/a, Erlöse & Einsparung 1.330,-€/a = Amortisation nach 10 Jahren. Aha!
13.400,-€ + (10 * 750,-€) + (10 * 340,-€) = 24.270,-€ >> 24.270,-€ - (10*1.330,-€) = 10.970,-€ Restbetrag! Nach 10 Jahren. Da haben sie doch glatt vergessen, die Finanzierungs- und Betriebskosten in die Berechnung mit einzubeziehen.
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2 https://www.eigensonne.de/ratgeber/photovoltaik/wirkungsgrad/
3 https://sonnen.de/wirkungsgrad-wandlungsverluste/
4 3.500 kWh/a / 8.760h/a = 0,4 kWh/h Haushaltsverbrauch >> (*2 für die Tageszeitstunden) Nutzung in der Hauptverbrauchszeit =
0,84 kWh/h * 1550 =1.302 kWh/a ------ 7.000kWh – 1.300 kWh = 5.700 kWh/a * 0,0811 € = 445 €/a
5 14.000 € Tilgung + 7.659 € Zins = 21.660 € >> 20*700 € = 14.000 € 16,5 Jahre *462 € Vergütung = 7.623,- € (die Zinslast ist rechnerisch
schon nach 16,5 Jahren abgegolten)
6 1.550 Sonnenstunden/a * 0,84 kWh/h in der Hauptlastzeit = 1.302 kWh
7 9.330 kWh/a Nominal abzgl. 45% >>> 9.330kWh - (9330 kWh*45%) = 5.132 kWh Energieertrag/a
8 Finanzierungskosten: 14.000 € +7.660 € + 3.600€ (Tilgung - Zins – Versicherung, Wartung, Reinigung) = 25.260 €
Abzüglich: 87.870 kWh * 0,0811 € = 7.126 € Einspeisevergütung >> 18.123 € Kosten, 26.040 kWh Eigenverbrauch (20*1.302 kWh) >>
18.123 €/26.040 kWh = 0,70 €/kWh
9 https://www.energie-experten.org/erneuerbare-energien/photovoltaik/planung/sonnenstunden
900 Volllaststunden * 1.000 W/m² * 50 m² * 15% Wirkungsgrad = 6.750.000 Wh/a = 6.750 kWh/a
10 400 Watt peak/1,75 m² = 228,75 Wp/m²