Photovoltaik: Wie viel Autarkie lohnt sich?

Das eigene Haus als vollkommen unabhängige Energie­insel, die auch funktioniert, wenn rundherum der Strom ausfällt und die Sonne nicht scheint? Das klingt verlockend. Doch der Aufwand für diese Autarkie ist groß. Wer seinen kompletten Bedarf mit selbst erzeugtem Strom aus Photovoltaik (PV) decken will, muss stark und damit auch kostspielig in Speichertechnik investieren. Nur dann steht auch genügend Strom zur Verfügung, wenn gerade viel benötigt wird und die Sonne nicht auf die PV-Anlage scheint.

Ein Team des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme hat verschiedene Szenarien für Wohngebäude durchgespielt. Die Wissenschaftler schauten auf Haushalte in der Stadt und auf dem Land, mit und ohne Elektroauto und wahlweise mit einer Wärmepumpe. Sie rechneten aus, wie viel installierte PV-Leistung und wie viel Speicher­kapazität sich lohnen.

Mit diesen Annahmen

Angenommen haben sie bei ihren Berechnungen Folgendes:

• einen Strompreis (Netzbezug) von 40 ct/kWh, also etwa 10 ct/kWh höher als bei aktuellen Tarifen,
• eine Einspeisevergütung für Anlagen mit mehr als 10 kWp gemäß EEG 2023 von 8,2 ct/kWh bei Überschusseinspeisung und 13 ct/kWh bei Volleinspeisung,
• eine Batterie mit einer Gesamtkapazität von 10 kWh und einer Lebens­dauer von 20 Jahren.

Zentrale Ergebnisse

Zu den zentralen Ergebnissen gehören diese Punkte:

• Ab einer Jahreslast von etwa 4000 kWh lohnt sich in den durchgespielten Szenarien die Anschaffung eines Batteriespeichers.
• Dessen optimale Größe liegt bei 1,5 bis 2 kWh Batterie­kapa­zität pro 1000 kWh Jahreslast.
• Szenarien mit mehr als 3 kWh Batteriekapazität pro 1000 kWh Jahresverbrauch waren in der Simulation nicht rentabel.
• Die optimale Größe einer PV-Anlage liegt bei über 1,5 kWp pro 1000 kWh Jahreslast. Es kann aber sinnvoll sein, schon mit kleiner Haushaltslast eine große PV-Anlage zu betreiben, wenn später die Anschaffung von Wärmepumpe oder E-Auto geplant ist. Denn: Die Fixkosten für Installation und Inbetriebnahme der PV-Anlage sind im Vergleich zu den Kosten für die einzelnen Module hoch.

Mit Energie-Management

Positiv auf Haltbarkeit und Leistung der Batterie kann sich ein Heim-Energie-Managementsystem auswirken, das zum Beispiel das E-Auto in der Garage genau dann lädt, wenn es am günstigsten ist. Dadurch reduziert sich die Zyklenzahl der Batterie.

Und die Autarkie? Mit einem Modell mit PV-Anlage und Batteriespeicher, das auch wirtschaftlich sinnvoll ist, lässt sich nach Berechnungen des Fraunhofer-Teams ein Autarkiegrad von etwa 53 % er­reichen. Ohne Speicher sind 24 % realistisch.

Die komplette Studie mit dem Titel „Simulationsstudie zur Dimensionierung von PV-Batteriesystemen“ ist online abrufbar.

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