Autarkiegrad und Eigenverbrauch: wichtige Photovoltaikbegriffe

Was ist der Eigenverbrauch?

Der Eigenverbrauch beschreibt bei einer Photovoltaikanlage, welcher Anteil des erzeugten Solarstroms direkt vor Ort vom Betreiber selbst verbraucht wird.

Im Gegensatz zum Überschussstrom, der ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird, verbleibt der Eigenverbrauchsanteil im Haushalt oder Unternehmen. Dadurch kann der selbst produzierte Solarstrom ohne Netznutzungsentgelte oder Steuern auf den Strompreis genutzt werden.

Bei der Netzeinspeisung hingegen wird der gesamte Solarstrom ins Netz eingespeist. Der Betreiber bezieht weiterhin Strom vom Energieversorger. Hier gibt es nur die gesetzlich festgelegte Einspeisevergütung.

Der Eigenverbrauch bringt also eine höhere Wirtschaftlichkeit, da der Strom nicht zugekauft werden muss und die EEG-Umlage entfällt. Je höher der Eigenverbrauch, desto mehr Ersparnis bringt die PV-Anlage.

Was bedeutet Eigenverbrauchsquote?

Die Eigenverbrauchsquote gibt an, wie viel des selbst erzeugten Solarstroms direkt vor Ort verbraucht wird. Sie ist ein wichtiger Faktor, um die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage zu beurteilen.

Die Eigenverbrauchsquote berechnet sich wie folgt:

Eigenverbrauchsquote = Eigenverbrauch / Erzeugung der PV-Anlage

Der Eigenverbrauch ist dabei die Menge an Solarstrom, die direkt im Haushalt oder Betrieb genutzt wird. Die Erzeugung der PV-Anlage ist die gesamte Strommenge, die die Solarmodule erzeugen.

Je höher die Eigenverbrauchsquote, desto weniger Solarstrom muss ins Netz eingespeist werden. Da die Einspeisevergütung deutlich niedriger ist als der Hausstrompreis, lohnt sich ein hoher Eigenverbrauch.

Eine Eigenverbrauchsquote von 30% bedeutet, dass 30% des Solarstroms selbst verbraucht und 70% eingespeist werden. Eine Quote von 70% gilt schon als sehr gut.

Mit einem Batteriespeicher lässt sich die Eigenverbrauchsquote auf bis zu 90% steigern. Allerdings verursacht der Speicher zusätzliche Kosten.

Was heißt Autarkie?

Autarkie bezeichnet im Energiekontext die vollständige Eigenversorgung mit Strom aus erneuerbaren Energien.

Ein Gebäude oder Haushalt gilt als autark, wenn 100% des Strombedarfs durch eigene Erzeugungsanlagen wie Photovoltaik gedeckt werden kann. Es wird also keine externe Stromzufuhr benötigt.

Der Begriff Autarkie kommt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie “Selbstgenügsamkeit”. In der Wirtschaft meint Autarkie die vollständige Unabhängigkeit von Importen.

Im Gegensatz zum Eigenverbrauch bei Photovoltaik bezieht sich die Autarkie auf den gesamten Strombedarf eines Haushalts oder Gebäudes. Der Eigenverbrauchsanteil gibt lediglich an, welcher Teil des erzeugten Solarstroms direkt vor Ort genutzt wird.

Autarkie ist demnach ein weitergehendes Konzept als Eigenverbrauch. Sie beschreibt nicht nur die direkte Solarnutzung, sondern die komplette Deckung des Bedarfs aus eigenen Quellen.

In der Praxis ist eine 100% Autarkie durch Photovoltaik allein meist nicht erreichbar. Durch den Einsatz von Batteriespeichern lässt sich der Autarkiegrad jedoch deutlich erhöhen.

Definition Autarkiegrad

Der Autarkiegrad gibt an, zu wie viel Prozent der Eigenverbrauch durch die eigene Photovoltaikanlage gedeckt werden kann. Er zeigt, wie autark man mit der eigenen Solaranlage ist.

Die Formel für die Berechnung des Autarkiegrades lautet:

Autarkiegrad = Eigenverbrauch / Gesamtverbrauch x 100

Wobei:

• Eigenverbrauch: der selbst verbrauchte Solarstrom der PV-Anlage im Jahr in kWh
• Gesamtverbrauch: der gesamte Stromverbrauch des Haushalts im Jahr in kWh

Je höher der Autarkiegrad, desto mehr des eigenen Strombedarfs kann durch die Photovoltaikanlage selbst gedeckt werden.

Beispiel:
Ein 4-Personen Haushalt verbraucht im Jahr 4.000 kWh Strom. Die PV-Anlage erzeugt im Jahr 3.000 kWh. Davon werden 2.000 kWh selbst verbraucht.

Berechnung Autarkiegrad:
Eigenverbrauch: 2.000 kWh
Gesamtverbrauch: 4.000 kWh

Autarkiegrad = 2.000 kWh / 4.000 kWh x 100 = 50%

Der Autarkiegrad in diesem Beispiel beträgt 50%. Die Hälfte des Strombedarfs kann durch die eigene Solaranlage gedeckt werden.

Ist Autarkiegrad oder Eigenverbrauchsquote wichtiger?

Sowohl der Autarkiegrad als auch die Eigenverbrauchsquote sind wichtige Kennzahlen für Photovoltaikanlagen. Welcher Wert jedoch im Vordergrund stehen sollte, hängt von den persönlichen Zielen und Prioritäten ab.

Vor- und Nachteile Autarkiegrad

Ein hoher Autarkiegrad hat einige Vorteile:

• Unabhängigkeit vom Energieversorger und öffentlichen Stromnetz
• Geringere Stromrechnung, da weniger Strom bezogen werden muss
• Hohe Versorgungssicherheit auch bei Stromausfällen
• Gutes Gefühl, den Energiebedarf weitgehend selbst zu decken

Allerdings gibt es auch Nachteile eines sehr hohen Autarkiegrades:

• Teure Stromspeicher sind oft nötig
• Überdimensionierte PV-Anlage mit geringerer Wirtschaftlichkeit
• Überschussstrom ins Netz einspeisen oft nicht optimal

Vor- und Nachteile Eigenverbrauchsquote

Eine hohe Eigenverbrauchsquote hat diese Vorteile:

• Hohe Einsparung, da viel Solarstrom selbst genutzt wird
• Geringe Strombezugskosten
• Gute Wirtschaftlichkeit, da Anlage ideal dimensioniert ist

Die Nachteile sind:

• Weiterhin abhängig vom Energieversorger
• Bei Stromausfall keine Versorgung durch PV-Anlage
• Eingespeister Überschussstrom bringt wenig Ertrag

Für die Wirtschaftlichkeit ist die Eigenverbrauchsquote oft wichtiger. Wer Wert auf Versorgungssicherheit und Unabhängigkeit legt, sollte eher auf einen hohen Autarkiegrad hinarbeiten.

Autarkiegrad Berechnung

Der Autarkiegrad gibt an, zu wie viel Prozent der Energiebedarf durch die eigene Stromerzeugung gedeckt wird. Er lässt sich mit folgender Formel berechnen:

Autarkiegrad (%) = Eigenverbrauch (kWh) / Gesamtverbrauch (kWh) x 100

Beispiel:

• Gesamtstromverbrauch eines Haushalts: 4000 kWh
• Eigenerzeugung durch PV-Anlage: 3000 kWh
• Davon Eigenverbrauch: 2000 kWh

Berechnung Autarkiegrad:

• Eigenverbrauch: 2000 kWh
• Gesamtverbrauch: 4000 kWh
• Autarkiegrad = 2000 / 4000 x 100 = 50%

In diesem Beispiel beträgt der Autarkiegrad 50%. Das bedeutet, der Haushalt deckt die Hälfte seines Strombedarfs selbst durch die PV-Anlage. Die andere Hälfte muss zugekauft werden.

Ein Autarkiegrad von 100% bedeutet, dass der gesamte Strombedarf durch die PV-Anlage gedeckt wird und keine zusätzlichen Strombezüge nötig sind. In der Praxis ist dies jedoch nur schwer zu erreichen.

Unterschied Autarkiegrad und Eigenverbrauchsquote

Der Autarkiegrad gibt den Anteil des selbst erzeugten Solarstroms an, der auch direkt im Haushalt oder Betrieb selbst verbraucht wird. Er zeigt auf, wie autark man mit der eigenen Solaranlage ist.

Die Eigenverbrauchsquote hingegen beschreibt den Anteil des erzeugten Solarstroms, der selbst genutzt wird. Dieser Eigenverbrauchsanteil fließt also nicht ins öffentliche Netz, sondern wird direkt vor Ort verbraucht.

Der Autarkiegrad ist dabei immer niedriger oder maximal genauso hoch wie die Eigenverbrauchsquote. Denn es kann durchaus Solarstrom ins öffentliche Netz eingespeist werden, der dann nicht für die Autarkie zählt.

Für die Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage ist die Eigenverbrauchsquote entscheidender. Je höher der Eigenverbrauch, desto weniger Solarstrom wird für die vergleichsweise niedrige Einspeisevergütung ins Netz abgegeben. Ein hoher Eigenverbrauchsanteil bedeutet also deutlich mehr Ersparnis beim Strombezug.

Der Autarkiegrad gibt vor allem an, wie unabhängig der Solareigentümer vom öffentlichen Netz ist. Bei Eigenheimen ist dieser Wert oft emotional aufgeladen. Doch ob nun 80 oder 95 Prozent Autarkie erreicht werden, ist für die Wirtschaftlichkeit weniger relevant.

Beispielrechnungen Eigenverbrauchsanteil

Der Eigenverbrauchsanteil gibt an, welcher Anteil des erzeugten Solarstroms direkt im eigenen Haushalt genutzt wird. Er ist abhängig von verschiedenen Faktoren:

• Größe der Photovoltaikanlage: Je größer die Anlage, desto mehr Strom wird erzeugt. Allerdings steigt der Eigenverbrauch nicht proportional mit, da der Eigenverbrauch begrenzt ist durch den tatsächlichen Verbrauch im Haushalt.

• Verbrauchsverhalten: Je mehr der Verbrauch mit der Erzeugung übereinstimmt (tagsüber bei Sonnenschein), desto höher ist der Eigenverbrauch. Wird viel nachts oder bei bewölktem Wetter verbraucht, sinkt der Anteil.

• Ausrichtung der Module: Eine optimale Ausrichtung erhöht die Erträge und damit auch den Eigenverbrauch. Eine Ost-West-Ausrichtung verteilt die Erzeugung besser über den Tag.

• Stromspeicher: Mit einem Speicher lässt sich überschüssiger Solarstrom tagsüber speichern und bei Bedarf abends und nachts nutzen. Das erhöht den Eigenverbrauch.

Beispielberechnung:

• Verbrauch: 4.000 kWh pro Jahr
• PV-Anlage: 5 kWp
• Ertrag: 5.000 kWh pro Jahr
• Direkt verbraucht: 3.500 kWh pro Jahr

Eigenverbrauchsanteil = Direktverbrauch / Gesamtertrag
= 3.500 kWh / 5.000 kWh
= 70 %

Der Eigenverbrauchsanteil dieser Beispielanlage liegt bei 70%. Faktoren wie Anlagengröße, Verbrauchsverhalten und Speicher können den Anteil erhöhen.

Eigenverbrauchsanteil & Autarkiegrad berechnen

Der Eigenverbrauchsanteil und der Autarkiegrad einer Photovoltaikanlage lassen sich relativ einfach berechnen. Dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten:

Online-Tools

Es gibt zahlreiche kostenlose Online-Rechner, mit denen man den Eigenverbrauch und Autarkiegrad einer geplanten oder bestehenden PV-Anlage berechnen kann. Die Eingaben sind meist die installierte Leistung der Anlage sowie der erwartete oder gemessene Jahresertrag.

Beispiele für solche Online-Tools:

• PV-Stromertrag.de
• Photovoltaikforum.com
• SMA Sunny Design

Mit diesen Tools lassen sich mit wenigen Klicks beispielhafte Berechnungen durchführen.

Tabellen

Eine weitere Möglichkeit ist die Berechnung über Tabellen. Dafür benötigt man:

• Installierte Leistung der PV-Anlage in kWp
• Jahresertrag der Anlage in kWh
• Jahresverbrauch des Haushalts in kWh

Die Formeln lauten:

Eigenverbrauchsanteil = (Eigenverbrauch kWh / Ertrag kWh) * 100

Autarkiegrad = (Eigenverbrauch kWh / Verbrauch kWh) * 100

Somit lassen sich mit diesen einfachen Formeln und den notwendigen Eingabedaten der Eigenverbrauchsanteil und der Autarkiegrad berechnen.

Autarkiegrad erhöhen durch mehr Eigenverbrauch

Um den Autarkiegrad zu erhöhen, ist es wichtig, den Eigenverbrauchsanteil der produzierten Solarenergie zu maximieren. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten:

Maßnahmen für mehr Eigenverbrauch

• Stromverbrauch in die Sonnenstunden verlagern: Geräte wie Waschmaschine, Trockner oder Geschirrspüler sollten tagsüber laufen, wenn die Solarenergie produziert wird.

• Wärmepumpen und Elektroautos laden tagsüber: Wärmepumpenheizungen und Elektrofahrzeuge haben einen hohen Strombedarf. Indem diese Geräte tagsüber geladen werden, kann der Eigenverbrauch deutlich gesteigert werden.

• Anschaffung von Stromspeichern: Mit einem Stromspeicher lässt sich die überschüssige Solarenergie tagsüber zwischenspeichern und bei Bedarf am Abend und in der Nacht nutzen. Allerdings ist die Anschaffung recht kostspielig.

• Verkauf von Überschussstrom vermeiden: Wird wenig Energie selbst verbraucht und der Großteil eingespeist, sinkt der Autarkiegrad stark. Es sollten daher vorab alle Möglichkeiten für einen höheren Eigenverbrauchsanteil geprüft werden.

Lastmanagement

Durch sogenanntes Lastmanagement lässt sich der Eigenverbrauchsanteil optimieren. Mit einem Energiemanagementsystem werden Verbraucher automatisch zu den Zeiten mit hoher Solarenergieproduktion eingeschaltet.

Möglichkeiten für ein intelligentes Lastmanagement sind beispielsweise:

• Zeitschaltuhren für Geräte wie Waschmaschine oder Geschirrspüler
• Smart-Home-Steuerung aller Haushaltsgeräte
• Dynamische Stromtarife nutzen
• Automatische Ladung von Elektroautos und Wärmepumpen

Mit einem durchdachten Energiemanagement kann der Autarkiegrad auf über 70% gesteigert werden. So wird der Haushalt deutlich unabhängiger vom externen Strombezug.

Das Problem mit Stromspeichern

Stromspeicher ermöglichen eine Erhöhung des Eigenverbrauchs, indem überschüssiger Solarstrom gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden kann. Allerdings sind Stromspeicher mit einigen Herausforderungen verbunden:

Vor- und Nachteile von Stromspeichern:

• Vorteil: Erhöhung des Eigenverbrauchs und der Autarkie
• Vorteil: Unabhängigkeit vom Stromnetz
• Nachteil: Hohe Anschaffungskosten (ab ca. 5.000 Euro)
• Nachteil: Begrenzte Speicherkapazität (meist nur 1-2 Tage Solarstrom)
• Nachteil: Verluste bei Ein- und Ausspeicherung

Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern:

• Amortisation oft erst nach 10+ Jahren
• Wirtschaftlichkeit hängt von vielen Faktoren ab (Strompreis, Anlagengröße, Speicherkapazität, Eigenverbrauch)
• Mit zunehmendem Eigenverbrauch und steigenden Strompreisen verbessert sich die Wirtschaftlichkeit
• Förderung und niedrige Zinsen können Wirtschaftlichkeit verbessern
• Stromspeicher lohnen sich eher für Haushalte mit hohem Eigenverbrauch

Fazit: Stromspeicher können die Autarkie und den Eigenverbrauch deutlich erhöhen. Aufgrund der hohen Kosten rechnen sie sich derzeit jedoch meist nur langfristig und bei optimalen Rahmenbedingungen. Die Wirtschaftlichkeit sollte im Einzelfall geprüft werden.

Mehr Eigenverbrauch, mehr Autarkie, mehr Rentabilität

Die Begriffe Eigenverbrauch, Autarkiegrad und Rentabilität hängen eng zusammen. Je höher der Eigenverbrauchsanteil, desto höher in der Regel auch die Einsparung beim Strombezug und die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage.

Ein hoher Eigenverbrauch führt auch zu einem höheren Autarkiegrad. Allerdings geht ein sehr hoher Autarkiegrad, beispielsweise über 70%, häufig zu Lasten der Wirtschaftlichkeit. Denn um den Autarkiegrad extrem zu steigern, braucht es in der Regel einen sehr großen Speicher. Dieser ist allerdings teuer und verlängert die Amortisationszeit der Anlage deutlich.

Die optimale Konfiguration aus Eigenverbrauch, Autarkiegrad und Wirtschaftlichkeit ist von vielen Faktoren abhängig. Dazu gehören:

• Größe der PV-Anlage
• Lastprofil des Haushalts
• Vorhandene Speichermöglichkeiten (Batterie, Wärmespeicher etc.)
• Einspeisevergütung
• Strompreis
• Investitionskosten

Mit einer sorgfältigen Planung lassen sich Eigenverbrauch und Autarkiegrad so optimieren, dass eine hohe Wirtschaftlichkeit erreicht wird. Wichtig ist, die Rahmenbedingungen des jeweiligen Haushalts zu berücksichtigen und die Komponenten PV, Speicher und Verbrauch aufeinander abzustimmen.

Kann man mit Photovoltaik autark sein?

Autarkie bedeutet, dass man vollständig unabhängig von externen Energielieferungen ist. Theoretisch kann man mit einer großen Photovoltaikanlage auf dem Dach dies erreichen. Praktisch gibt es jedoch einige Hürden:

• Wetterabhängigkeit: Photovoltaik produziert nur bei Sonnenschein Strom. In der Nacht oder bei Bewölkung fällt die Produktion aus. Ohne Stromspeicher muss dieser Bedarf aus dem Netz gedeckt werden.

• Leistungsspitzen: Viele Haushaltsgeräte wie Waschmaschine oder Herd haben einen hohen Stromverbrauch. Eine PV-Anlage müsste sehr groß dimensioniert sein, um diese Lastspitzen vollständig abzudecken.

• Flächenbeschränkung: Auf einem normalen Einfamilienhausdach ist nur begrenzt Platz für Module. Mehr als 10-20 kWp sind oft nicht realisierbar, was für Vollautarkie nicht ausreicht.

• Kosten: Eine extrem große PV-Anlage und Stromspeicher sind sehr teuer. Der Autarkiegrad hat somit einen hohen Preis.

Fazit: Theoretisch kann man mit einer übergroßen PV-Anlage + Speicher autark werden. In der Praxis scheitert dies jedoch oft an den Kosten, dem Platzbedarf und der Wetterabhängigkeit. Ein hoher Eigenverbrauchsanteil von 50-70% ist für Privathaushalte hingegen gut realisierbar.

Ist es sinnvoll seine PV-Anlage so groß wie möglich zu machen?

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage stellt sich oft die Frage, ob man sie so groß wie möglich dimensionieren sollte, um den höchstmöglichen Ertrag zu erzielen. Allerdings gibt es hier einige Aspekte zu beachten:

Größenlimitierungen

In Deutschland ist die Größe von Photovoltaikanlagen für Privathaushalte gesetzlich begrenzt. Die Grenze liegt bei 10 kWp pro Einfamilienhaus. Bei Mehrfamilienhäusern sind bis zu 15 kWp erlaubt. Diese Grenzen sollten auf jeden Fall beachtet werden.

Darüber hinaus begrenzen oft die verfügbare Dachfläche und die Leistung des Hausanschlusses die maximale Größe der Anlage. Bevor man plant, sollte man daher diese Rahmenbedingungen prüfen.

Wirtschaftlichkeit

Auch wenn rechtlich mehr möglich wäre, ist es nicht immer sinnvoll, die PV-Anlage maximal auszulegen. Ab einer bestimmten Größe steigen die Kosten überproportional, so dass die Wirtschaftlichkeit sinkt.

Die optimale Anlagengröße hängt vom Eigenverbrauch des Haushalts ab. Produziert die Anlage deutlich mehr Strom als selbst genutzt wird, muss der Überschuss zu niedrigen Einspeisevergütungen ins Netz abgegeben werden.

Daher empfiehlt sich eine PV-Anlage, die etwa 80% des eigenen Verbrauchs deckt. So bleibt die Wirtschaftlichkeit hoch, aber die Abhängigkeit vom Stromnetz gering. Eine individuelle Berechnung der optimalen Anlagengröße für das eigene Nutzungsprofil ist ratsam.

Wie umweltfreundlich ist Solarenergie (Ökobilanz von Photovoltaik)?

Die Ökobilanz von Photovoltaikanlagen fällt sehr positiv aus. Im Vergleich zu fossilen Energieträgern wie Kohle oder Erdgas schneidet Solarenergie in puncto Umweltfreundlichkeit hervorragend ab.

Bei der Herstellung von Solarzellen und Photovoltaikmodulen entstehen zwar Treibhausgasemissionen und es wird Energie verbraucht. Aber diese Umweltbelastung amortisiert sich bereits nach 1 bis 3 Jahren Betriebsdauer. Über die gesamte Lebensdauer betrachtet ist die Ökobilanz von Photovoltaik äußerst vorteilhaft.

Laut einer Studie des Öko-Instituts beträgt der Energierücklauf, also das Verhältnis zwischen produzierter und eingesetzter Energie, bei Photovoltaik im Mittel zwischen 8 und 30. Das bedeutet, eine Photovoltaikanlage erzeugt während ihrer Lebensdauer das 8 bis 30 fache an Energie, die für Herstellung, Betrieb und Entsorgung aufgewendet werden muss.

Im Vergleich dazu liegt der Energierücklauf bei Kohle zwischen 5 und 13, bei Erdgas zwischen 7 und 13. Windkraft hat mit 34 bis 74 einen noch höheren Energierücklauf als Photovoltaik.

Was den CO2-Ausstoß angeht, so vermeidet Solarenergie pro kWh Stromerzeugung zwischen 200 und 300 Gramm CO2 im Vergleich zu fossilen Brennstoffen. Über einen Zeitraum von 30 Jahren betrachtet spart eine Photovoltaikanlage etwa 50 bis 60 Mal so viel CO2 ein, wie für ihre Herstellung und Entsorgung freigesetzt wurde.

Insgesamt betrachtet ist die Umweltbilanz von Solarenergie hervorragend. Photovoltaik trägt einen großen Teil dazu bei, umweltfreundlichen Strom zu erzeugen und den CO2-Ausstoß zu reduzieren.