Photovoltaikanlagen planen in 7 einfachen Schritten (+Tipps)

Photovoltaik- oder Solarstromanlagen sind umweltfreundlich, schonen dadurch die Natur und die eigene Haushaltskasse – wenn alle Voraussetzungen stimmen. Wer eine Photovoltaikanlage planen möchte, muss sich ausreichend Zeit dafür nehmen, denn es gibt mehrere Kriterien, die zu beachten sind. Am Ende steht die entscheidende Frage:

Wann lohnt sich eine Photovoltaikanlage?

Für jeden, er etwas Gutes für seine Umwelt tun möchte, lohnt sich eine Photovoltaikanlage, oder kurz PV-Anlage. Aber selbst unter rein wirtschaftlichen Gesichtspunkten rechnet sich die Anschaffung einer PV-Anlage. Entscheidend ist, dass der Ertrag den Strombedarf der Hausbewohner deckt. Je mehr Strom also direkt verbraucht wird, desto schneller rechnen sich die Investitionen, die je nach Größe und Leistung zwischen rund 6000 und mehr als 25.000 Euro kosten kann. 

In einem Haushalt mit erwerbstätigen Bewohnern werden rund 30 Prozent des erzeugten Stroms selber verbraucht. Das entspricht auch dem Anteil, der von einer typischen PV-Anlage direkt verbraucht werden kann. Ein zusätzlicher Speicher erhöht den Anteil auf rund 70 Prozent. Aller Strom, der nicht verbraucht wird, wird ins öffentliche Netz eingespeist. Dafür gibt es eine Vergütung, die zur Wirtschaftlichkeit der Anlage beiträgt.

Wann sich eine PV-Anlage lohnt, hängt vom Standort, der Dachneigung, dem eigenen Bedarf oder der Größe der Anlage ab. Auch die Anschaffungskosten, eine mögliche Finanzierung der Anlage, Fördermittel und die Strompreisentwicklung wirken sich aus.

Die Anbieter von Photovoltaikanlagen bieten auf Ihren Internetseiten Kalkulationsprogramme an, was eine neue Anlage, je nach individuellen Begebenheiten, kosten würde, und mit welchem Ertrag zu rechnen ist. Auch die Stiftung Warentest bietet einen Online-Rechner an, mit dem die Rendite kalkuliert werden kann.  

Was kostet eine Photovoltaikanlage?

Vor dem Kauf einer neuen PV-Anlage sollte man sich unbedingt einen Kosten-Voranschlag machen lassen. Anhand dessen ist zu sehen, welche Leistungen beinhaltet sind, beziehungsweise mit welchen extra Kosten noch zu rechnen wären. So sollten in den Kosten für Montage und Netzanschluss alle nötigen Bauteile und Arbeiten enthalten sein, ebenso wie die für ein Gerüst oder den Umbau eines Zählerschranks.

Bei kleineren Anlagen liegt der Bruttopreis einer PV-Anlage pro Kilowattpeak (kWp) bei rund 1900 Euro. Bei einer Anlagenleistung von 4 kWp sind das circa 7600 Euro. Je größer die Anlagen, desto günstiger wird der Preis pro kWp. Eine Anlage mit 10 kWp kostet dann ungefähr 15.500 Euro, eine Anlage mit 20 kWp 26.000 Euro. (Alle Angaben Stand 2021)

Photovoltaikanlage planen: In 7 einfachen Schritten

Es wird wohl kaum jemanden geben, der ausschließlich aus Umweltschutzgründen viel Geld in die Hand nimmt, um eine PV-Anlage zu bauen. Am Ende sollte die Anlage nicht nur herkömmlichen Strom einsparen, sondern auch eine Rendite abwerfen. Wer eine Photovoltaikanlage planen möchte, beginnt mit der Ermittlung der optimalen Größe. Die Größe der PV-Anlage hängt von verschiedenen Faktoren ab. In 7 Schritten lässt sich die neue Photovoltaikanlage planen.

Schritt #1: Bedarf und Dimensionierung

Das Ermitteln der optimalen Größe der neuen Photovoltaikanlage bildet die Grundlage für den gesamten Planungsprozess. So soll die Fläche der Solarmodule so groß sein, um wirtschaftlich zu arbeiten. Und sie soll so groß sein, dass sie dabei noch ins Budget passt.

Der zu erwartenden Betrag der neuen PV-Anlage sollte zumindest den Strombedarf der Hausbewohner decken. In einem Haushalt, in dem die Bewohner arbeiten gehen, liegt der Anteil des Eigenverbrauchs bei rund 30 Prozent. Die Solarenergie wird überwiegend abends benötigt, wenn die Anlage weniger Strom erzeugt. Das bedeutet, dass der Großteil des Stroms ins öffentliche Netz eingespeist wird. Dem kann entgegengewirkt werden, wenn eine Solarbatterie installiert wird. Mit ihr können circa 70 Prozent des produzierten Solarstroms selber genutzt werden.

Schritt #2: Verbrauch ermitteln

Die Größe der PV-Anlage hängt mit dem Eigenverbrauch zusammen. So benötigt ein durchschnittlicher Singlehaushalt rund 1.500 Kilowattstunden (kWh) Strom im Jahr. Bei einer vierköpfigen Familie sind mit 3.600 bis 4.500 kWh zu rechnen. Für die Größe der Anlage sollte also der Verbrauch möglichst genau in die Planung einfließen, wobei ein kleiner Puffer nach oben sinnvoll ist.

Eine Anlage mit einer elektrischen Leistung von 4 bis 5 Kilowattpeak kann den Bedarf eines Haushalts mit vier Personen rechnerisch leicht decken – sofern die Anlage optimal ausgerichtet ist und absolut unverschattet ist und bleibt.

Gehört zum Haushalt ein normales E-Fahrzeug, werden zum jährlichen Energiebedarf rund 2.000 kWh addiert. Bei optimalen Standortbedingungen muss die Anlage um 2 kWp größer sein als ohne E-Auto.

Über einen Solarrechner lässt sich die benötigte Leistung grob bestimmen. Dazu sollte man jedoch vorher wissen, welche und wie viele Module zum Einsatz kommen sollen.

Schritt #3: Module wählen

Die Entwicklung im Bereich der Photovoltaik ist rasant. Es gibt ständig neue Module, die noch mehr Leistung haben und noch länger haltbar sind als die bisherigen Elemente. Für Anlagen auf einem Dach sind derzeit poly- und monokristalline Module sowie Dünnschicht und CIGS-PV-Module angesagt. Sie unterscheiden sich neben dem Material in der Fertigung, im Preis und im Wirkungsgrad.

Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel der auf ein Solarmodul auftreffenden Sonnenenergie von der PV-Anlage in Strom umgewandelt werden kann. Auch bei Wechselrichtern gibt es einen Wirkungsgrad, der ebenfalls in Prozent angegeben wird. Je höher der Prozentsatz, desto effektiver sind die Module und Wechselrichter.

Solarzellen können je nach Modultyp nur rund 15 bis maximal 22 Prozent der Sonnenenergie in elektrischen Strom umsetzen.  

Welcher Modultyp nun der richtige ist, hängt neben der Größe auch von der Ausrichtung und der Neigung des Dachs ab.

Schritt #4: Verschattung ermitteln

Schatten beeinträchtigt die Leistung einer Photovoltaikanlage und damit den Ertrag. Dabei muss zwischen echtem Schatten durch Gebäude oder Bäume und Schatten aufgrund von Nebel oder Wolken unterschieden werden.

Ein häufiger Fehler bei der Planung von Photovoltaikanlagen ist es, die Verschattung zu unterschätzen. Im Gegenteil muss penibel festgehalten werden, welche Schattengeber das Ergebnis beeinträchtigen können. Sinkt der Anteil direkter Strahlung punktuell in Richtung null Prozent, kann die ganze PV-Anlage beschädigt werden.

Schattengeber sind:

• Antennen und Satellitenanlagen
• Bodenerhebungen (Hügel, Kuppen)
• Bäume, Sträucher und Hecken
• Gebäude
• Kamine oder Schornsteine
• Straßenlaternen
• Strommasten

Bei der Analyse des Schattens sind die Jahreszeiten zu berücksichtigen. So können Anlagen bei hohem Stand der Sonne komplett schattenfrei sein, im Winter dagegen fast vollständig im Schatten liegen. Deshalb ist eine Schattenanalyse dringend anzuraten. Als Hilfsmittel dient ein Sonnenbahnindikator, der eine effektive Einschätzung liefert und für rund 70 Euro erhältlich ist. Bei komplexen Fällen sollte ein Spezialist hinzugezogen werden.    

Schritt #5: Ausrichtung und Neigung des Dachs

Dachausrichtung und Dachneigung, also Azimut und Neigungswinkel, sind ebenso relevant für den Ertrag der Photovoltaikanlage. Der Azimut ist der Winkel zwischen der Vertikalebene und der Meridianebene eines Himmelskörpers. In der Solartechnik hat der gebräuchliche Südazimut im Süden einen Winkel von null Grad, wenn die Solarfläche also direkt nach Süden ausgerichtet ist.

Der Neigungswinkel ist der Winkel zwischen der Fläche der Module und der Aufstellebene, in der Regel dem Dach.

Im Idealfall sind die Solarmodule nach Süden ausgerichtet. Aber auch bei kleineren Abweichungen von bis zu 20 Grad nach Westen oder Osten gibt es kaum messbare Ertragseinbußen. Bei einer Abweichung von 45 Grad, sind es auch nur maximal zehn Prozent weniger Ertrag, als bei einer kompletten Südausrichtung.

Werden die Module direkt nach Westen oder Osten ausgerichtet, kommt es auch hier zu einer mit 20 Prozent immer noch vertretbaren Ertragsminderung.

Trifft die Sonne senkrecht auf eine Solarzelle, wird der höchste Ertrag erzielt. Dies ist bei festinstallierten Modulen aufgrund des unterschiedlichen Sonnenstands im Tages- und Jahresverlauf nicht permanent möglich. Als optimaler Neigungswinkel gilt daher der Bereich zwischen 30 und 40 Grad.

An der maximalen Sonnenhöhe am Mittag orientiert, liegt die optimale Dachneigung in Norddeutschland bei rund 37 Grad, im Süden bei 32 Grad. Dabei sind Abweichungen von fünf Prozent nach oben oder unten zu vernachlässigen. Daher sind die meisten Schrägdächer für PV-Anlagen geeignet. Bei Flachdächern werden die Solarmodule aufgrund des fehlenden Winkels an sogenannten Aufständerungen montiert.

Schritt #6: Angebote einholen

Sind alle Informationen vorhanden, kann der Kontakt mit einem oder besser mehrerer Anbieter aufgenommen werden. Die Online-Anbieter verlangen vor der Erstellung eines Angebots, dass die entsprechenden Daten, oft zusätzlich mit Fotos, hochgeladen werden.

Zudem sollte man mit regionalen Anbietern von PV-Anlagen einen Besichtigungstermin vereinbaren, und sich ein Angebot mit Beratung erstellen lassen. Ein regionaler Anbieter bietet zudem die Möglichkeit, sich Referenzobjekte anzuschauen, wobei man mit den Inhabern in Kontakt kommen und sich Informationen über die Firma einholen kann.

Folgende Punkte muss ein Angebot enthalten:

• Auslegung
• Leistung
• Modulart und Modulgröße
• Ertragserwartung
• Wechselrichter
• Montage- und Befestigungssystem
• Kabel
• Netzverträglichkeitsprüfung
• Termine
• Garantie
• Service
• Endpreis
• Zahlungsbedingungen

Die Anmeldung der Anlage bei der Bundesnetzagentur muss vom Betreiber selbst ab zwei Wochen vor Inbetriebnahme erfolgen, damit eine Einspeisevergütung erfolgen kann.

Schritt #7: gesetzliche Vorgaben beachten

Eine neue PV-Anlage ist vom Installateur beim Stromnetzbetreiber anzumelden. Dieser ist dann Ansprechpartner für den Anschluss der Anlage ans Netz. Der Besitzer der Anlage meldet einmal pro Jahr die jeweils geforderten Daten. Der Netzbetreiber vergütet den eingespeisten Strom nach dem EEG (Erneuerbaren Energiegesetz).

Der Eigentümer der Anlage muss diese zusammen mit dem Batteriespeicher, sofern vorhanden, bei der Bundesnetzagentur ins Marktstammdatenregister eintragen. Meldepflichtig sind die Inbetriebnahme, die Stilllegung, technische Änderungen sowie ein Wechsel des Betreibers. Diese Pflicht besteht auch für bestehende Anlagen und kann nur Online vorgenommen werden.

Wer als Privatperson eine Solarstromanlage betreibt, muss beim Ordnungsamt kein Gewerbe anmelden – auch wenn das zuständige Finanzamt eventuell dies fordert.

Ob die PV-Anlage Einzug in die Steuererklärung finden soll, ist am besten mit einem Steuerberater zu besprechen, der weiß, ob es steuerliche Nach- oder Vorteile bringt.

Tipps

Die Planung einer neuen Photovoltaikanlage ist mit sehr viel Sorgfalt anzugehen. Da sich sehr viele Anbieter auf dem Markt tummeln, ist die erste Überlegung, ob man das Projekt mit einem Online-Anbieter oder einer regionalen Firma angeht. Die besten Online-Anbieter bieten oft günstigere Preise und können schneller liefern und die Anlage ans Netz bringen. Dafür ist es manchmal ein Lotteriespiel, einen konkreten Ansprechpartner zu finden. Auch eine erste Besichtigung der Lokalitäten vor der Erstellung eines Angebots ist eher unwahrscheinlich.

Da überregionale Anbieter in der Regel mit ortsansässigen Unternehmen zusammenarbeiten, übernimmt meistens eine regionale Firma die Besichtigung vor Ort. Diese Firmen sind für den Kunden eher greifbar. Es gibt einen konkreten Ansprechpartner. Der Nachteil: lokale oder regionale Anbieter sind in der Regel etwas teurer. Wegen der Materialbeschaffung dauert es zudem länger, bis die Anlage schließlich am Netz ist.

Eine PV-Anlage rechnet sich –  bei entsprechender Größe – auch immer, wenn Ausrichtung und Neigung des Dachs passen. Sobald aber die Verschattung zu groß ist, heißt es Finger weg!

Und Falls es das Budget erlaubt, wird die Anlage etwas größer ausgelegt als bei der Planung notwendig.

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