Erstellt von Marcus Rönz | 21.08.2020
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Wer mit dem Gedanken spielt eine Photovoltaik-Anlage anzuschaffen, sollte an allen Stellen der Anlage rechnen. Das tun wir in diesem Artikel und ich zeige verschiedene Berechnungen anhand meines Bedarfs.

Für die nachfolgenden Rechnungen kann ich nur meine Erfahrungen zur PV-Inselanlage einbringen. Wer ins Netz einspeist, hat natürlich abweichende Kosten. Ich habe 3 Inselanlagen bisher. Im Garten (1510W Peak) und in der Garage geradeeinmal 20W für LEDs. Nun ist die Wohnung dran, wo dauerhaft tagsüber viel Strom gebraucht wird.

Inhaltsverzeichnis:Beachte: Nachfolgende Rechnung ist ein Beispiel und meine Meinung! Der Bedarf, Haustechnik und Anzahl der Personen im Haushalt ist bei jedem anders.

Erneuerbare Energien effektiv nutzen Sonne und Wind - in Deutschland haben wir von Beiden gute Mittelwerte. Doch gibt es einige Faktoren, die zur effektiveren Nutzung beitragen. © Wohnen-Heimwerken.de

Erneuerbare Energien effektiv nutzen
Sonne und Wind - in Deutschland haben wir von Beiden gute Mittelwerte. Doch gibt es einige Faktoren, die zur effektiveren Nutzung beitragen.

Den eigenen Strombedarf ermitteln

Bei der Planung einer PV-Anlage ist ersteinmal herauszufinden, welchen durchschnittlichen Strombedarf man hat. Das kann man am Hauszähler ablesen oder auch häufig genutzte Geräte mit einer Stromuhr messen lassen.

Lesetipps:Bei mir selbst liegt der tägliche Stromverbrauch bei etwa 2,5 kWh. Das sind 2500 Wh und eigentlich sehr wenig. Hierbei ist nur meine Wohnung im Haus extra abgerechnet! Mit Heizung, Wärmepumpen etc. ist es um einiges mehr.
Pro Jahr liege ich damit bei 913 kWh (365 Tage). Der Strompreis für 1 kWh liegt bei 0,30 Euro, was im Jahr 273 Euro ergibt. Den Grundpreis lassen wir aus der Rechnung raus - den müssen wir eh bezahlen, wenn man Netzstrom weiterhin beziehen will oder wenn man ein Haus hat. Aber die 273 Euro Stromkosten pro Jahr könnte man mit einer Photovoltaikanlage verringern. Und hier setzen wir nun an.

Dimensionierung: Die Leistung einer PV-Anlage entscheidet über Einsparung und Amortisationszeit

Es gibt nun zwei mögliche Unterscheidungen bei der Dimensionierung der Anlage. Entweder möchte ich ein Großteil meines Tagesbedarfs decken, die Anlage aber so klein halten, um nicht zu viel Überproduktion zu haben. Oder die Anlage so überdimensionieren, damit man möglist jeden Tag seinen Bedarf decken kann bzw. mit wenig (teueren) Akku-Speicher auskommt.

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In meinem anderen Artikel hatte ich bereits berechnet, dass wir pro Tag im Jahr durchschnittlich 4,5h Sonnenstunden haben.
Um die Anlage nun richtig zu dimensionieren, benötigen wir neben den 4,5h Sonnenstunden unseren täglichen Strombedarf.
Für die nachfolgende Rechnung setze statt meinen 2,5kWh deinen Tagesbedarf ein.

2500 Wh : 4,5h = 556 Watt

So groß müsste unsere Anlage mindestens sein, damit wir rechnerisch unseren Tagesbedarf decken könnten. Das jedoch nur, wenn es in den Stromleitungen keine Verluste gäbe. Ebenfalls müssen wir in eine Akkubank speisen, damit wir den Strom auch außerhalb der Sonnenstunden nutzen können. Hier gibt es Ladungsverluste die meist mit dem Verlustfaktor von 1,3 berechnet werden. Auch büßen Solarmodule mit der Zeit Leistung ein. Da sind wirklich einige Verlust dabei.
Wir müssen also mindestens 20-30% überdimensionieren. Nehmen wir 30%, so benötige ich 722 Watt.

In der obigen Denkweise sind noch nicht der Standort und die Technologie einberechnet. Ideal wäre das kombinieren der Solaranlage mit einem Windrad. Die Ausrichtung und Neigung der Solarmodule ist ebenfalls sehr wichtig. In unserer Rechnung sind nur die Idealbedingungen berechnet. Kein Schattenwurf, Sonnenwinkel, Luftdichte oder zu welcher Tageszeit die Sonne wirklich scheint und auf die Solarplatten fällt. Laub, Schnee und andere Verschmutzung müssen behoben und eigentlich auch mit einberechnet werden.

Zusätzlich solltest du im Winter die sehr geringe Globalstrahlung beachten. Schaue dir die Strahlung pro Monat in deiner Region mal an unter Deutscher Wetterdienst (dwd.de / Strahlungsdaten).

Bleiben wir bei meinen theoretischen 722 Watt Leistung. Berechnen wir, was die Teile kosten und wann sich das ganze auszahlt.

Kostenberechnung der Solaranlage

Die Preise für Solarmodule fallen. Ein guter Richtwert sind 0,50 Euro pro 1 Watt Modulleistung. Ein 200W Solarmodul kannst du bereits für 100 Euro erhalten. Für ein 20 Watt Modul sind es oftmals um die 35 Euro. Um Kosten zu sparen, sollten wir also möglichst die größten Solarplatten kaufen. Meine 310W Module haben pro Stück sogar nur 120 Euro gekostet.

Der Beitrag zur 1240W PV-Anlage mit selbstgebauter Modulhalterung.

Um meine 722 Watt zu erreichen, könnte ich 4x200Watt nehmen. Das sind dann 800 Watt und erstmal okay. In 10 Jahren könnte jedes Solarmodul 20% Verlust haben. Aber, dass weiß man eben nicht genau.

Rechnen wir für die vier 200 Watt Module 100 Euro pro Stück, fallen hier 400 Euro an.

Damit das ganze auch für andere Uhrzeiten genutzt werden kann, muss ein Teil des Überschusses in Akkus gespeichert werden. Ich mag Blei-Akkus und die Li-Ion Technik finde ich einfach noch zu teuer. Alternativ wären auch (noch) teuere LiFePo4 Akkus eine Möglichkeit. Bleiben wir aber bei den günstigen 12V Solarakkus.

Aber, wie viele Akkus benötigen wir?
Eine gute Frage. Unsere Module leisten 800W und theoretisch verbrauchen wir 2,5 kWh jeden Tag. Unsere Akkus sollten dann entsprechend 2,5 kWh an einem schlechten Tag liefern können. Nun muss von Ah in kWh umgerechnet werden.

2,5 kWh = 2500 Wh : 12V = 208 Ah

Ein 200 Ah Solarakku könnte bis zur Tiefentladung seine volle Kapazität nutzen. Dies jedoch schädigt den Akku über kurz oder lang. Um den Akku möglichst auch bei unregelmäßig trüben Tagen nicht voll auszuschöpfen und ebenfalls Tage mit erhöhten Stromverbrauch einrechnet, muss hier wieder etwas überdimensioniert werden. Denkt an den Dezember mit den wenigsten Sonnenstunden und erhöhten Lichtbedarf in der Wohnung. Weihnachtsbäume und Lichterbögen.

Um günstig zu bleiben, nehme ich die nachfolgende 230Ah Batterie. Zwei davon in Reihe, um 24V zu nutzen.

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Aktuell kostet diese rund 350 Euro.

Bei der Anlage haben wir bisher folgende Kosten:
  • Solarmodule: 400 Euro
  • Solar-Akkus: 350 Euro
Wir benötigen nun noch einen Wechselrichter, der uns 230V liefert. Ebenso ausreichend dicke Kabel. Ich habe mich für 20m x 10mm² entschieden. Damit die Akkus geladen werden können auch einen Laderegler von Victron, den 75/15.

Ich entscheide mich für einen 3000W reinen Sinus Wechselrichter (rund 470 Euro) und einen 15A MPPT Laderegler (rund 110 Euro). Für Kabel, Sicherungen, Batterieklemmen und andere Kleinteile rechne ich 80 Euro mit ein.
Ein 3000W Wechselrichter wäre wohl für jeden anderen Haushalt viel zu klein - ab 5000W wären wohl eher zutreffend, was jedoch ein 48V System verlangt und im besseren Fall, einen Hybridwechselrichter.

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Wer sich Laderegler und den mobilen Wechselrichter sparen möchte und gleich ein Kombigerät nutzt, hat hier einige Vorteile. Die Preise sind natürlich deutlich höher. Manche Geräte bieten auch ein Netzbezug, wenn die Solarleistung und Akkustand nicht ausreicht. Hier solltest du dich genauer selbst informieren. Wichtig auch ist die Akkuspannung.

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Nun haben wir die abschließenden Kosten der Solaranlage
  • Solarmodule: 400 Euro
  • Solar-Akkus: 350 Euro
  • Kabel, Klemmen etc.: 80 Euro
  • 3000W 230V Sinus Wechselrichter: 470 Euro
  • 15A Laderegler: 110 Euro
Insgesamt sind dies 1410 Euro. Erstmal ein ganz schöner Brocken Geld für eine kleine Photovoltaik Anlage.

Amortisationszeit berechnen

Unsere Anlage kostet nun etwa 1410 Euro. Rechnerisch können wir den Tagesbedarf damit decken. Im Jahr hatten wir 273 Euro Stromkosten. Nun berechnen wir, wann sich die Anlage auszahlt.

1410 Euro : 273 Euro = rund 5,2 Jahre bis zur Amortisierung

Die Zeit bis zur Amortisation finde ich gut. Dadurch, dass Solarmodule und generell Technik günstiger geworden sind, müssen keine 10-15 Jahre mehr kalkuliert werden. Es darf natürlich nichts kaputt gehen - jedes Teil ist teuer und könnte bei Defekt die Zeit bis zur Kostenaufhebung nach hinten schieben.

Ist die Zeit von 5 Jahren überstanden, sind 273 Euro mehr Geld pro Jahr ein schönes Taschengeld. Der Wechselrichter und die Akkus dürfen hier nur nicht vorzeitig ableben.

Sparen beim Kauf von Solarbauteilen

Tipp: Nicht alles musst du neu kaufen. In Kleinanzeigen-Portalen oder auf Wertstoffhofen gibt es oft günstig Kabel, Batterien und hin und wieder auch Solarmodule. Ich habe 5 Solarmodule, jedes mit 108 Watt, kostenlos auf dem Wertstoffhof erhalten. 5 Euro für die Kaffeekasse und gut. Vor Ort sollte man diese jedoch mit dem Multimeter kurz prüfen. Ob Spannung anliegt und ob bei der Kurzschlussstrommessung (Ampere) etwas angezeigt wird. Und haben diese daheim doch keine Leistung, gibst du diese eben wieder dort ab.
Und in Kleinanzeigen finden sich hin und wieder Wechselrichter und Laderegler. Die müssen nicht kaputt sein sondern könnten für den Besitzer einfach zu Unterdimensioniert sein.

Und damit euch viel Erfolg! Ich hoffe, dass dir dieser Beitrag deine offenen Fragen beantworten konnte und Licht Sonne ins Dunkel bringt. Falls nicht, dann unten im Kommentarbereich schreiben.
Nach bestem Wissen und Gewissen.
Sonnige Grüße, dein

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