So bestimmen Sie die Größe Ihrer Photovoltaikanlage

Die Dimensionierung einer Photovoltaikanlage ist eine wichtige Entscheidung bei der Planung einer PV-Anlage. Die optimale Größe hängt von mehreren Faktoren ab, vor allem vom eigenen Stromverbrauch und der zur Verfügung stehenden Dachfläche.

Ziel dieses Artikels ist es, eine Schritt-für-Schritt Anleitung zur Bestimmung der optimalen Anlagengröße zu geben. Dabei werden Aspekte wie Wirtschaftlichkeit, Autarkiegrad und die passende Komponentenauswahl berücksichtigt. Am Ende sollten Sie in der Lage sein, die ideale PV-Anlage für Ihre Bedürfnisse zu dimensionieren.

Strombedarf analysieren

Um die optimale Größe für eine Photovoltaikanlage zu bestimmen, ist es wichtig, den tatsächlichen Strombedarf des Gebäudes genau zu kennen. Drei Aspekte sind dabei besonders relevant:

Jahresstromverbrauch bestimmen

Der gesamte Stromverbrauch eines Jahres sollte anhand von Stromrechnungen der letzten 12 Monate ermittelt werden. Durchschnittliche Werte reichen hier nicht aus, da der Verbrauch saisonal stark schwanken kann. Der ermittelte Jahresverbrauch in kWh ist die Basis für alle weiteren Berechnungen.

Tagesverbrauchsprofil erstellen

Zusätzlich zum Jahresverbrauch sollte das tägliche Lastprofil betrachtet werden. Wann ist der Stromverbrauch besonders hoch, wann besonders niedrig? Dies lässt sich am besten durch eine systematische Erfassung des Stromverbrauchs im Viertelstundentakt über mehrere Tage ermitteln. So lassen sich Verbrauchsspitzen identifizieren.

Lastspitzen identifizieren

Lastspitzen, also Zeiten mit besonders hohem Stromverbrauch, sind für die Planung relevant. Oft treten diese abends bei gleichzeitigem Kochen, Beleuchtung und Fernsehkonsum auf. Die Photovoltaikanlage sollte so dimensioniert werden, dass sie einen möglichst hohen Eigenverbrauchsanteil bei Lastspitzen erreicht.

Verfügbare Dachfläche

Für die Dimensionierung einer Photovoltaikanlage ist die verfügbare und geeignete Dachfläche ein entscheidender Faktor.

Ideale Ausrichtung

Die Module sollten nach Süden ausgerichtet sein, um den höchstmöglichen Energieertrag zu erzielen. Abweichungen von Süden um bis zu 30° sind in der Regel unproblematisch. Eine Ost-West-Ausrichtung ist ebenfalls möglich, erfordert aber eine aufwendigere Montage.

Verschattung

Die Dachfläche sollte möglichst verschattungsfrei sein, da schon geringe Verschattungen den Ertrag deutlich mindern können. Potenzielle Verschattungsobjekte wie Bäume, Nachbargebäude etc. sollten bei der Planung berücksichtigt werden.

Neigungswinkel

Der optimale Neigungswinkel der Module hängt von der geografischen Breite ab und liegt in Deutschland idealerweise zwischen 30° und 40°. Flachdächer können bei geeigneter Unterkonstruktion ebenfalls verwendet werden.

Flächengröße

Die verfügbare Dachfläche bestimmt maßgeblich die maximale Anlagengröße. Faustregel: Pro kWp Leistung werden etwa 8-10 m2 Dachfläche benötigt. Bei der Planung müssen die Modulabstände und Serviceflächen berücksichtigt werden.

Autarkiegrad festlegen

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage stellt sich die Frage, ob eine volle oder teilweise Autarkie angestrebt werden soll.

Volle vs. teilweise Autarkie

Bei einer vollen Autarkie deckt die Photovoltaikanlage den gesamten Strombedarf des Gebäudes. Überschüssiger Solarstrom kann nicht ins öffentliche Netz eingespeist werden. Dies erfordert in der Regel einen Batteriespeicher, um Solarstrom auch nachts oder bei Schlechtwetter nutzen zu können.

Eine teilweise Autarkie bedeutet, dass nur ein Teil des Stroms selbst erzeugt wird. Nicht genutzter Solarstrom wird ins Netz eingespeist. Auch hier kann ein Batteriespeicher sinnvoll sein, um weniger Strom zukaufen zu müssen.

Batteriespeicher

Ein Batteriespeicher ermöglicht eine solare Vollversorgung auch bei zeitweise fehlender Sonneneinstrahlung. Bei teilweiser Autarkie reduziert er die Menge an zugekauftem Netzstrom. Allerdings verursacht ein Speicher zusätzliche Kosten. Seine Wirtschaftlichkeit hängt vom Strompreis und der Einspeisevergütung ab.

Netzeinspeisung

Wird keine vollständige Autarkie angestrebt, lässt sich überschüssiger Solarstrom in das öffentliche Netz einspeisen. Hierfür ist ein Netzanschluss mit Zähler erforderlich. Die Einspeisevergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz hängt von der Anlagengröße und Inbetriebnahmedatum ab.

Bei der Festlegung des angestrebten Autarkiegrades sind also verschiedene Faktoren zu berücksichtigen. Eine Teilautarkie mit Netzeinspeisung ist meist die wirtschaftlichste Lösung.

Wirtschaftlichkeit berechnen

Ein wichtiger Schritt ist die Berechnung der Wirtschaftlichkeit einer geplanten Photovoltaikanlage. Hier sind vor allem vier Faktoren entscheidend:

Investitionskosten

Die Investitionskosten setzen sich aus den Anschaffungskosten für Module, Wechselrichter, Montagematerial und Installation zusammen. Zusätzlich fallen oft Planungs- und Genehmigungskosten an. Die Investitionskosten variieren je nach Anlagengröße und gewählten Komponenten.

Einspeisevergütung

Für den ins öffentliche Netz eingespeisten Solarstrom erhält man eine Einspeisevergütung. Diese wird für neue Anlagen über 20 Jahre garantiert. Allerdings sinkt die Einspeisevergütung Jahr für Jahr, so dass sich eine baldige Installation lohnen kann.

Eigenverbrauch

Den selbst verbrauchten Solarstrom muss man nicht extra bezahlen. Deshalb sollte die Anlage idealerweise auf den Eigenverbrauch ausgelegt werden. Mithilfe eines Batteriespeichers lässt sich der Autarkiegrad weiter erhöhen.

Amortisation

Anhand der Investitionskosten und erwarteten Erträge aus Einspeisung und Eigenverbrauch lässt sich die Amortisationsdauer berechnen. Meist amortisieren sich Anlagen nach 10 bis 15 Jahren. Danach produziert die PV-Anlage praktisch kostenlosen Solarstrom.

Eine genaue Kalkulation dieser Faktoren ist wichtig, um die Wirtschaftlichkeit und optimale Anlagengröße zu bestimmen. Oft lohnt sich auch die Einholung von Vergleichsangeboten.

Anlagengröße bestimmen

Die optimale Anlagengröße hängt von mehreren Faktoren ab. Zunächst sollte man den möglichen Stromertrag auf Basis der Dachfläche und -ausrichtung sowie des Standorts berechnen.

Für die Modulleistung gibt es zwei wesentliche Entscheidungen:

• Modultyp: Mono- oder Polykristallin. Mono-Module sind etwas teurer, haben aber einen höheren Wirkungsgrad.

• Modulgröße: Üblich sind Module zwischen 250 und 400 Watt. Größere Module erfordern weniger Kabel und Montageaufwand.

Daraus ergibt sich die Anzahl der benötigten Module. Wichtig ist, die Stringlänge im optimalen Bereich des Wechselrichters zu wählen.

Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Module in Wechselstrom um. Seine Nennleistung sollte etwa 20% über der Gesamtleistung der Module liegen. Er sollte auf den Einsatzort (Innen oder Außen) und die Modulleistung abgestimmt sein.

Mit der Wahl der Komponenten lässt sich die optimale Anlagengröße für die verfügbare Dachfläche, den Energiebedarf und die gewünschte Autarkie bestimmen.

Komponentenauswahl

Bei der Auswahl der Komponenten für die Photovoltaikanlage gibt es verschiedene Aspekte zu berücksichtigen.

Modultyp

Der Modultyp hat großen Einfluss auf den Wirkungsgrad und damit die Effizienz der Anlage. Die gebräuchlichsten Module sind:

• Monokristalline Module: Sie bestehen aus einem einzigen Siliziumkristall und haben den höchsten Wirkungsgrad von etwa 15-22%. Allerdings sind sie auch relativ teuer.

• Polycristalline Module: Sie enthalten mehrere Siliziumkristalle und haben einen etwas geringeren Wirkungsgrad von etwa 12-15%. Dafür sind sie kostengünstiger als Monokristalline Module.

• Dünnschichtmodule: Sie sind aus verschiedenen Halbleitermaterialien aufgebaut und haben den geringsten Wirkungsgrad von etwa 7-13%. Der Vorteil ist die einfache Produktion und dadurch niedrige Kosten.

Hersteller

Bei der Wahl des Herstellers sollte man auf Erfahrung, Qualität und Garantieleistungen achten. Bekannte Markenhersteller für PV-Module sind beispielsweise SolarWorld, Kyocera, Canadian Solar oder Suntech. Auch die Produktionsstätte in Europa oder Asien kann eine Rolle spielen.

Wechselrichter

Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Module in netzkonformen Wechselstrom um. Empfehlenswert sind Geräte von Markenherstellern wie SMA, Kaco oder Fronius. Wichtig sind eine hohe Effizienz sowie eine garantierte Lebensdauer von mindestens 10 Jahren. Auch die Nennleistung des Wechselrichters muss zur Anlagengröße passen.

Montagesystem

Die Wahl des Montagesystems ist ein wichtiger Aspekt bei der Planung einer Photovoltaikanlage. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten: ein Aufdach- oder ein Indachsystem.

Bei einem Aufdachsystem werden die Solarmodule mit einer Unterkonstruktion über die vorhandene Dachdeckung montiert. Die Unterkonstruktion besteht in der Regel aus Aluminium- oder Edelstahlprofilen, die miteinander verschraubt werden. Vorteile dieses Systems sind die einfache Montage und die luftige Bauweise, welche eine Kühlung der Module durch den Wind ermöglicht. Nachteile sind die höhere Windlast durch die aufgesetzte Konstruktion und ein verändertes Erscheinungsbild des Daches.

Ein Indachsystem wird direkt in die vorhandene Dachkonstruktion integriert, indem die Solarmodule anstelle von Ziegeln oder einer anderen Bedachung installiert werden. Hierfür sind spezielle Eindeckrahmen nötig, welche die Module sicher halten. Dies erfordert einen etwas höheren Montageaufwand durch die Integration in die Dachkonstruktion. Allerdings ist die Optik harmonischer und die Stabilität höher, da keine Aufbauten nötig sind.

Bei der Entscheidung zwischen diesen Systemen sollten die Gegebenheiten des Daches sowie ästhetische Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Die Wahl des Montagesystems hat auch Einfluss auf mögliche Leitungsführungen und sollte daher frühzeitig festgelegt werden. Mit einem guten Installateur lassen sich beide Varianten fachgerecht und optisch ansprechend umsetzen.

Netzanschluss

Bevor eine neue Photovoltaikanlage in Betrieb genommen werden kann, muss ein Netzanschluss beim Energieversorger beantragt werden. Dieser kümmert sich um den Anschluss der PV-Anlage ans Stromnetz sowie um den Austausch des alten Ferraris-Zählers gegen einen Zwei-Richtungs-Zähler.

Der Zwei-Richtungs-Zähler kann nicht nur den Verbrauch, sondern auch die Einspeisung messen. Er bildet die Grundlage für die Vergütung des Solarstroms. Beim Zähleraustausch sollte man darauf achten, dass ein intelligenten Messsystem (Smart Meter) eingebaut wird. Dieses ermöglicht ein gezielteres Einspeise- und Lastmanagement.

Über einen Smart Meter kann die Volllaststundenzahl optimiert werden, indem der selbst erzeugte Strom möglichst dann genutzt wird, wenn er produziert wird. Dies erhöht den Eigenverbrauchsanteil und senkt die Stromkosten. Zudem lässt sich die Einspeisung in Zeiten mit wenig Solarstrom und niedrigen Strompreisen reduzieren.

Ein intelligentes Einspeisemanagement in Kombination mit einem Batteriespeicher steigert die Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage enorm.

Fördermöglichkeiten

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Photovoltaikanlage finanziell zu fördern.

KfW-Förderung

Über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) können zinsgünstige Kredite und Tilgungszuschüsse für Photovoltaikanlagen beantragt werden. Je nach Anlagengröße und Eigentümerstatus gibt es verschiedene Programme wie z.B. das KfW-Programm Erneuerbare Energien “Standard”, das speziell für Photovoltaikanlagen auf Ein- und Zweifamilienhäusern ausgelegt ist.

BAFA-Förderung

Vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gibt es Förderungen in Form von Investitionszuschüssen. Diese betragen für Photovoltaikanlagen bis 40 % der Investitionskosten.

Steuervorteile

Der Betrieb einer Photovoltaikanlage kann steuerlich geltend gemacht werden. Möglich sind eine erhöhte Absetzung für Abnutzung (AfA) sowie die Geltendmachung des Gewinns aus dem Stromverkauf als Einkommen aus Gewerbebetrieb.

Durch die Kombination dieser Fördermöglichkeiten lässt sich die Amortisationszeit einer Photovoltaikanlage deutlich verkürzen. Eine frühzeitige Beratung ist empfehlenswert, um alle verfügbaren Zuschüsse und Vorteile optimal auszuschöpfen.

Genehmigung

Die Installation einer Photovoltaikanlage auf dem Dach eines Wohnhauses bedarf in der Regel keiner Baugenehmigung, sondern lediglich einer Anzeige bei der zuständigen Behörde. Dies gilt für Anlagen bis zu einer Größe von 10 kWp.

Bei der Anzeige müssen in der Regel Fotos, eine Skizze sowie eine Beschreibung der geplanten Anlage eingereicht werden. Die Behörde prüft dann, ob baurechtliche Belange entgegenstehen. Wenn die Anlage ordnungsgemäß angezeigt wurde, kann nach Ablauf einer Frist von einem Monat mit der Installation begonnen werden.

Bei der Planung und Errichtung der Anlage sind die Vorschriften zum Brandschutz zu beachten. Dies betrifft z.B. den Abstand zu Brandwänden, die Ausbildung von Brandriegeln sowie brandschutztechnische Anforderungen an die verwendeten Komponenten und Leitungen. Bei Fragen und Unsicherheiten sollte frühzeitig die örtliche Baubehörde konsultiert werden.

Mit einer sorgfältig geplanten und fachgerecht installierten Anlage lassen sich die Anforderungen an Genehmigung und Brandschutz ohne großen Mehraufwand erfüllen.

Projektplanung

Eine sorgfältige Planung ist der Schlüssel für eine reibungslose Installation der Photovoltaikanlage. Hier sind die wichtigsten Schritte:

Zeitplan

Legen Sie frühzeitig einen detaillierten Zeitplan für alle Phasen des Projekts fest, von der Planung bis zur Inbetriebnahme. Berücksichtigen Sie dabei:

• Termin für die Bestellung der Komponenten
• Lieferzeiten
• Termin für die Montage
• Dauer für den Netzanschluss
• Datum für die Inbetriebnahme

Pufferzeiten einplanen für unvorhergesehene Verzögerungen.

Ablauf

Definieren Sie klar die Zuständigkeiten und den Ablauf der Arbeiten aller beteiligten Parteien:

• Wer ist für die Bestellung und Lieferung der Komponenten verantwortlich?
• Wer führt die Montage durch?
• Wer beantragt den Netzanschluss?
• Wer nimmt die Anlage ab und in Betrieb?

Stimmen Sie die Abläufe gut untereinander ab.

Checkliste

Erstellen Sie eine Checkliste mit allen Meilensteinen:

• Angebote einholen
• Fördermittel und Genehmigung prüfen
• Komponenten bestellen
• Montagetermine vereinbaren
• Netzanschluss beauftragen
• Inbetriebnahmetermin festlegen
• Abnahmeprotokoll erstellen

Gehen Sie die Liste sorgfältig durch und haken Sie jeden Schritt nach der Erledigung ab. So behalten Sie den Überblick über den Projektfortschritt.

Mit einer guten Planung lassen sich Verzögerungen und Probleme bei der Installation der Photovoltaikanlage vermeiden. Nehmen Sie sich die Zeit, alle Schritte im Voraus durchzudenken.

Installateur auswählen

Die Installation der Photovoltaikanlage sollte unbedingt von einem qualifizierten und erfahrenen Installateur durchgeführt werden. Dabei sollten regionale Anbieter bevorzugt werden, da diese die örtlichen Gegebenheiten am besten kennen.

Bei der Auswahl des Installateurs sind folgende Punkte zu beachten:

• Referenzen: Der Installateur sollte Referenzen von bereits durchgeführten Photovoltaikprojekten vorweisen können. Idealerweise hat er schon ähnlich große Anlagen beim gewünschten Montagesystem installiert.

• Regionaler Anbieter: Lokale und regionale Installateure kennen die örtlichen Gegebenheiten und Ansprechpartner bei den Behörden am besten. Zudem ist der Kontakt bei Rückfragen oder im Servicefall einfacher.

• Kosten: Mehrere Anbieter sollten ein Angebot erstellen, um die Kosten vergleichen zu können. Neben den Hardwarekosten sind auch die Installationskosten entscheidend. Günstig ist nicht immer gut – auf Qualität sollte geachtet werden.

• Fachkompetenz: Der Installateur sollte umfassende Kenntnisse zu Photovoltaiksystemen sowie den aktuellen gesetzlichen Regelungen haben. Fragen zum Konzept und zur Auslegung sollten kompetent beantwortet werden können.

Mit einem guten Installateur steht dem reibungslosen Ablauf der Installation nichts im Wege. Unbedingt auf Referenzen achten und mehrere Angebote einholen!

Inbetriebnahme

Nach der Montage der Photovoltaikanlage kann diese offiziell in Betrieb genommen werden. Hier sind einige wichtige Schritte zu beachten:

• Abnahmetest: Bevor die Anlage ans Netz geht, muss sie von einem Elektroinstallateur geprüft und abgenommen werden. Dabei wird sichergestellt, dass alle Komponenten fachgerecht installiert und alle Sicherheitsvorschriften eingehalten wurden.

• Zählerstände: Der Netzbetreiber benötigt die Zählerstände des Erzeuger- und Verbrauchszählers zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme. Diese Zählerstände sind wichtig, um den selbst erzeugten Solarstrom korrekt abrechnen zu können.

• Monitoring: Mit einem Monitoring-System lässt sich die Leistung der Anlage überwachen. So können Erträge optimiert und eventuelle Fehler frühzeitig erkannt werden. Monitoring-Systeme zeigen beispielsweise den aktuellen Energieertrag, die Einspeisung und den Eigenverbrauch an.

Nach erfolgreicher Inbetriebnahme und Abnahme beginnt die Photovoltaikanlage nun mit der Einspeisung von Solarstrom. Der Betreiber sollte die Anlage und die Erträge regelmäßig prüfen. Bei korrekter Wartung und Pflege hat eine PV-Anlage eine Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren.

Fazit

Die Dimensionierung einer Photovoltaikanlage erfordert die Berücksichtigung vieler Faktoren. Zunächst sollte der eigene Strombedarf analysiert werden, um den benötigten Ertrag abzuschätzen. Dann gilt es, die verfügbare Dachfläche und mögliche Verschattungen zu prüfen.

Anhand dieser Informationen kann ein Autarkiegrad festgelegt werden, der die Unabhängigkeit von externen Stromlieferungen bestimmt. Zudem sollte die Wirtschaftlichkeit berechnet werden, um die Amortisationsdauer zu prognostizieren.

Aus all diesen Überlegungen lässt sich die optimale Anlagengröße ableiten, die Strombedarf, Autarkie und Rentabilität am besten in Einklang bringt. Bei der Komponentenauswahl empfiehlt sich hochwertige und aufeinander abgestimmte Technik.

Die Montage sollte durch erfahrene Installateure erfolgen und der Netzanschluss frühzeitig geplant werden. Mit einer guten Vorbereitung, Fachkenntnis und sorgfältiger Umsetzung gelingt die Realisierung einer effizienten und zukunftsfähigen Photovoltaikanlage.

Zusammenfassung

• Strombedarf, Autarkiegrad und Wirtschaftlichkeit bestimmen optimale Anlagengröße
• Hochwertige, aufeinander abgestimmte Komponenten wählen
• Erfahrene Installateure mit Netzanschluss-Know-how beauftragen
• Gute Planung und Umsetzung für effiziente und zukunftsfähige Anlage

Weitere Tipps

• Verschattungen vermeiden durch optimale Ausrichtung und mögliche Hindernisse prüfen
• Fördermittel und Steuervorteile bei Planung berücksichtigen
• Anlagenmonitoring installieren, um Erträge zu optimieren
• Wartungsvertrag abschließen für hohe Verfügbarkeit und lange Lebensdauer