Lohnt sich das ganze wirklich? - Kosten-Nutzen-Analyse von Photovoltaikanlagen

Die Investition in eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) bietet sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile. Eine sorgfältige Kosten-Nutzen-Analyse hilft, die Wirtschaftlichkeit und den langfristigen Nutzen einer solchen Anlage zu bewerten. Dieser Artikel zeigt die Vorteile einer PV-Anlage mit und ohne Batteriespeicher.

Anschaffungskosten

Die Anschaffungskosten umfassen die Preise für Solarmodule, Wechselrichter, Montagesysteme und Installation. Eine typische Anlage mit einer Leistung von 10 kWp kostet rund 17.000€.*

Betriebskosten

Zu den Betriebskosten gehören Reinigung, Wartung und Versicherung der Anlage. Wenn die Module gut geplant sind, müssen Sie im Verlauf Ihres Lebens nie oder nur wenig gereinigt werden.

Des weiteren sind Anlagen mit qualitativ hochwertigen Komponenten sehr wartungsarm. Die wichtigsten elektrischen Parameter können über die Überwachung ausgelesen werden. Der Funktionstüchtigkeit der Module kann ebenfalls einzeln für jedes Modul über die Überwachungssoftware geprüft werden.

Die Versicherung der Anlage erfolgt über die Hausversicherung. Kunden berichten uns, dass dies nur wenige Euro Aufpreis im Jahr kostet.

Einsparungen bei Stromkosten

Ein wesentlicher Nutzen einer PV-Anlage ist die Reduktion der Stromkosten. Durch den Eigenverbrauch des erzeugten Solarstroms sinkt der Bedarf an zugekauftem Netzstrom.

Einspeisevergütung

Für den nicht selbst verbrauchten Solarstrom, der ins öffentliche Netz eingespeist wird, erhalten Betreiber für 20 Jahre eine garantierte Einspeisevergütung. Diese wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt und beträgt derzeit etwa 8 Cent pro kWh. Die ehemalige Begrenzung auf 70 % möglicher Einspeisung selbst erzeugten Stroms wurde abgeschafft. Für die Höhe der Einspeisevergütung ist außerdem die Größe der Anlage, also die maximale Leistung (kWpeak), relevant. Außerdem beeinflusst die Einspeisemenge die Höhe der Vergütung. Dabei wird zwischen Teil- und Volleinspeisung unterschieden. Insgesamt bewegt sich der Preisrahmen zwischen 7 Cent und 12,9 Cent pro kWh bei einer Inbetriebnahme 2024.

Umweltvorteile

Neben den finanziellen Vorteilen trägt eine PV-Anlage erheblich zur Reduktion des CO2-Ausstoßes bei. Eine typische 10 kWp-Anlage kann jährlich etwa 4 Tonnen CO2 einsparen. [1]

Ertrag

Ein 10kWp PV-Anlage erzeugt bei guter Ausrichtung etwa 10.000kWh Strom im Jahr.

Verbrauch

Die direkte Einsparung durch gesparten Strombezug erreicht man verständlicherweise nur für den Strom, den man auch tatsächlich im Haushalt benötigt. Deshalb ist es wichtig, den Jahresstromverbrauch zu wissen. Haushalte mit mehr Stromverbrauch profitieren mehr von einer PV-Anlage als Haushalte mit sehr geringem Stromverbrauch.

Verbrauchsprofil

Wann wird der Strom verbraucht? Hauptsächlich tagsüber? Oder vermehrt nachts? Oder gemischt? Das hängt sehr davon ab, wie viele Personen und welche Personengruppen im Haushalt leben. Sind Sie Arbeitnehmer mit täglicher Arbeit auswärts oder viel im Home Office? Sind Sie Rentner und meist zu Hause oder immer auf Achse? Haben Sie kleine Kinder oder nachtaktive Teenager?
Außerdem tragen technische Geräte wie Wärmepumpen, Poolheizungen usw. auch zum Verbrauchsprofil bei. Sowohl im täglichen Ablauf aber auch im Jahresverlauf gesehen.

Anlage mit oder ohne Akku

Ein Batteriespeicher ermöglicht es, den tagsüber erzeugten und nicht sofort verbrauchten Solarstrom zu speichern und bei Bedarf zu nutzen. Dies erhöht den Eigenverbrauch und reduziert den Bedarf an Netzstrom, insbesondere in den Abend- und Nachtstunden. 

Beispiel 1:

Eine durchschnittliche Familie mit 4 Personen mit einer Gasheizung benötigt etwa 4.000kWh Strom im Jahr. Ein PV-Anlage mit ungefähr 10kWp kostet ohne Akku etwa 17.000€. Manchmal kommen leider noch Kosten dazu, wenn z.B. der Zählerschrank erneuert werden muss, aber gehen wir einmal von dem Grundpreis aus.

Die Anlage erzeugt etwa 10.000kWh Strom im Jahr. Da jedoch die Hälfte der Zeit Nacht ist und nicht jeder Tag sonnig, erreicht eine solche Anlage im Haushalt unserer Beispielfamilie einen Eigenverbrauchsanteil von 18%. Das bedeutet 18% der 10.000kWh, also 1.800kWh, kann die Familie an Strombezug einsparen.

Gemessen am Verbrauch von 4.000kWh sind das 45%. 45% Ihres Strombedarfs kann die Familie über die PV-Anlage decken. Das nenn man eine Autarkie von 45%.

So können wir überschlagsweise rechnen (mit einem angenommenen Strompreis von 0,35€ pro kWh und einer Einspeisevergutung von 0,08€ pro kWh):

- Eigenverbrauch: 18% von 10.000 kWh = 1.800 kWh

- Einspeisung: 82% von 10.000 kWh = 8.200 kWh

- Ersparnis durch Eigenverbrauch: 1.800 kWh * 0,35 € = 630 €

- Einnahmen durch Einspeisung: 8.200 kWh * 0,08 € = 656 €

- Gesamte Einsparung und Einnahmen pro Jahr: 630€ + 656€ = 1.286€€ 

Amortisationszeit: 17.000 € / 1.286 € ≈ 13,2 Jahre

Fügen wir der Anlage einen Akku hinzu, erhöht sich der Preis je nach Konfiguration. Die 10kWp Anlage mit einem Akku-Wechselrichter und 4,6kWh Akku kostet etwa 22.000€. Durch den Akku kann die Familie nun auch in der Nacht den Sonnenstrom nutzen. Der Eigenverbrauchsanteil steigt auf 31%

- Eigenverbrauch: 31% von 10.000 kWh = 3.100 kWh

- Einspeisung: 69% von 10.000 kWh = 6.900 kWh

- Ersparnis durch Eigenverbrauch: 3.100 kWh * 0,35 €/kWh = 1.085 €

- Einnahmen durch Einspeisung: 6.900 kWh * 0,08 €/kWh = 552 €

- Gesamte Einsparung und Einnahmen pro Jahr: 1.085€ + 552€ = 1.637€

Amortisationszeit: 22.000 € / 1.637 € ≈ 13,4 Jahre

Beispiel 2:

Die Familie aus obigem Beispiel ersetzt die Gasheizung durch eine Wärmepumpe. Das Haus besitzt einen durchschnittlichen Energiestandard. Die Wärmepumpe benötigt etwa 6.000kWh Strom im Jahr.

Die Familie hat somit einen Strombedarf von etwa 10.000kWh im Jahr. Jetzt müsste der Eigenverbrauchsanteil doch erheblich höher sein. Die PV-Anlage erzeugt jedoch den meisten Strom in den warmen Monaten und die Wärmepumpe verbraucht den meisten Strom  in den kalten Monaten. Trotzdem steigt der Eigenverbrauch auf 41%.

Wir machen wieder unsere Überschlagsrechnung:

PV-Anlage ohne Akku:

- Eigenverbrauch: 41% von 10.000 kWh = 4.100 kWh

- Einspeisung: 82% von 10.000 kWh = 5.900 kWh

- Ersparnis durch Eigenverbrauch: 4.100 kWh * 0,35 €/kWh = 1.435 €

- Einnahmen durch Einspeisung: 5.900 kWh * 0,08 €/kWh = 472 €

- Gesamte Einsparung und Einnahmen pro Jahr: 1.435€ + 472€ = 1.907€ 

Amortisationszeit: 17.000 € / 1.907 € ≈ 8,9 Jahre

Fügen wir wieder einen Akku hinzu.

Mit einem 4,6kWh Akku steigt der Eigenverbrauch auf 52%.

- Eigenverbrauch: 52% von 10.000 kWh = 5.200 kWh

- Einspeisung: 48% von 10.000 kWh = 4.800 kWh

- Ersparnis durch Eigenverbrauch: 5.200 kWh * 0,35 €/kWh = 1.820 €

- Einnahmen durch Einspeisung: 4.800 kWh * 0,08 €/kWh = 384 €

- Gesamte Einsparung und Einnahmen pro Jahr: 1.820€ + 384€ = 2.204€

Amortisationszeit: 22.000 € / 2.204 € ≈ 10 Jahre

Mit einem 9,2kWh Akku steigt der Eigenverbrauch auf 60%.

- Eigenverbrauch: 60% von 10.000 kWh = 6.000 kWh

- Einspeisung: 40% von 10.000 kWh = 4.000 kWh

- Ersparnis durch Eigenverbrauch: 6.000 kWh * 0,35 €/kWh ~ 2.100 €

- Einnahmen durch Einspeisung: 4.000 kWh * 0,08 €/kWh ~ 320 €

- Gesamte Einsparung und Einnahmen pro Jahr: 2.100€ + 320 € = 2420€

Amortisationszeit: 24.500 € / 1420 € ≈ 10 Jahre

Die Amortisationszeit mit und ohne Batteriespeicher ist also fast gleich. Ist das nun gut oder schlecht?

Es ist gut! Warum? Es zeigt, dass die Investition in Akkus gleichermaßen rentabel ist wie die Investition in reine Stromerzeugungsanlagen. Die Zeit, wo Akkus überproportional teuer sind, ist vorbei.

Außerdem bringen die Batteriespeicher Vorteile:

Schon während der Amortisationszeit bringen Sie mehr Sicherheit vor Strompreiserhöhungen. Sie geben mehr Unabhängigkeit.

Nach der Amortisationszeit glänzen sie durch eine höhere Jahresersparnis als Anlagen ohne Akkus. Außerdem bieten sie auch in den "dunklen Monaten" die Möglichkeit, die Speicherkapazität in Verbindung mit dynamischen Stromtarifen zu nutzen und dadurch zusätzlich Geld zu sparen. Siehe dazu unser Artikel Dynamische Stromtarife - wie funktioniert das?.

Ich bin selbst begeisterter PV-Anlagenbetreiber mit hauseigenem Akkusystem und kann Ihnen sagen, dass ich jederzeit wieder Akkus installieren würde - eher mehr als weniger.

Gemeinsam die Zukunft nachhaltig gestalten – bis zum nächsten Mal!

Martin Widmann

Quellen zum Nachlesen:

[1]  Statista: Entwicklung des CO₂-Emissionsfaktors für den Strommix in Deutschland in den Jahren 1990 bis 2023

[2]   Bild erstellt mit DALL-E von OpenAI.

*Preis variiert je nach Rahmenbedingungen (Bedarf an Gerüst, Bedarf an Zählerschrankwechsel)