Solarstrom erzeugen und gewinnbringend nutzen
Neben Biomasse, Wind- und Wasserkraft ist Solarenergie die wichtigste erneuerbare Energiequelle in der Schweiz und für die Energiewende unerlässlich. Auch private Nutzer haben viele Vorteile davon, Solarstrom selbst zu erzeugen und zu nutzen. Für eine private Photovoltaikanlage sollte auch bedacht werden, ob und wie Speichermöglichkeiten und die Einspeisung des Überschusses ins öffentliche Netz gewinnbringend umgesetzt werden können.
Was ist Solarstrom?
Solarstrom ist die umgangssprachliche Bezeichnung für die aus Solarenergie umgewandelte elektrische Energie. Er wird mittels Photovoltaik oder Solarthermie erzeugt, wobei Solarthermie auch rein zur Wärmeproduktion dienen kann.
Die mögliche Produktion von Solarstrom ist abhängig vom Standort der Anlage (so sind etwa in der Sahara bis zu 2350 kWh Solarenergie pro Jahr und Quadratmeter verfügbar, in der Schweiz 1000 - 1500 kWh/m2). Zudem hängt die Produktion auch von der Jahres- und Tageszeit sowie der Wetterlage ab. Damit herrschen in der Schweiz bessere Bedingungen für die Photovoltaik als in Deutschland. In den Alpen in den südlichen und südwestlichen Kantonen liegen die Werte sogar zwischen 1400 und 1600 kWh.
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Wie funktioniert die Erzeugung von Solarstrom?
Solarstrom wird am häufigsten mittels Photovoltaik durch Solarzellen erzeugt – sie wandeln Lichtenergie von Sonnenstrahlen in elektrische Energie um. Dafür verantwortlich ist der photoelektrische Effekt, der auch photovoltaischer Effekt oder Photoeffekt genannt wird. Die meisten Solarzellen bestehen aus Silizium (Alternativen dazu sind andere Halbleitermaterialien). Sie liefern Solarstrom als Gleichstrom, für die Nutzung als Wechselstrom muss er durch einen sogenannten Wechselrichter umgewandelt werden.
Solarstrom für private Nutzer
Für die eigene Erzeugung von Solarstrom gibt es grundsätzlich zwei verschiedene Varianten: Eine Inselanlage, die autark das eigene Stromsystem versorgt oder eine Anlage mit Anschluss an das allgemeine Stromnetz, die überschüssigen Strom ins Netz einspeist. Am häufigsten sind Mischformen zwischen beiden Varianten, d.h. eine Kombination aus Eigenverbrauch und Einspeisung.
In erster Linie wollen private Nutzer eine PV-Anlage installieren, um den eigenen Strombedarf zu decken, d.h. den Strom ins Hausnetz einspeisen, wo er von Elektrogeräten im Haus genutzt wird. Das kann sich nicht nur für Haus- und Wohnungsbesitzer lohnen, auch immer mehr Mieter nutzen Freiflächen wie Balkon oder Terrasse für sogenannte Mini- oder Steckersolaranlagen, die im Grunde wie stromerzeugende Haushaltsgeräte funktionieren und kleine Module sind. Zur Optimierung des Eigenverbrauchs sollte die Nutzung an die Leistung der Anlage angepasst werden, also bei hoher Leistung Wäsche gewaschen und der Geschirrspüler verwendet werden. Eine Kombination mit Smart-Home-Geräten ermöglicht eine Optimierung des Eigenverbrauchs, da diese automatisch aktiviert werden können, wenn viel Energie erzeugt wird.
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Was sollte bei Solarstrom für den Eigenbedarf bedacht werden?
Eigenverbrauchsquote: Vor Installation einer PV-Anlage träumen viele Nutzer von einer Eigenverbrauchsquote von 100%, diese ist aber nur mit einem gross dimensionierten Speicher möglich, was hohe Kosten verursacht. Ohne Speichermöglichkeit ist von einer Eigenverbrauchsquote von max. 30% auszugehen, da die Produktionsspitzen üblicherweise zu Mittag sind (wenn die Sonneneinstrahlung am intensivsten ist), der meiste Strom aber in Privathaushalten in den Morgen- und Abendstunden verbraucht wird. Mit gängigen Speichergrössen ist eine Eigenverbrauchsquote von 50 bis 90% möglich.
Wirkungsgrad und Leistungsfähigkeit: Der Wirkungsgrad der einzelnen Solarzellen und die Leistungsfähigkeit der gesamten Anlage sollte im Vorhinein genau errechnet und geplant werden. Der Wirkungsgrad gibt die Leistungsfähigkeit der Zellen in Prozent an, damit wird das Verhältnis von Solareinstrahlung zu produziertem Solarstrom beschrieben. Zur Vergleichbarkeit unterschiedlicher Anlagen geben Hersteller auch den sogenannten Kilowatt-Peak an, eine Kennzahl zur Ermittlung der elektrischen Höchstleistung. Wie der Kilowatt-Peak bestimmt wird und was er über die reale Leistung der Anlage aussagen kann, erläutern wir in einem eigenen Blogpost.
Rentabilität der Anlage: Welche Grösse bzw. Dimensionierung der Anlage ist sinnvoll? Wie lange ist die Amortisationszeit der Anlage? Beachtet werden müssen dafür die Stromgestehungskosten, die sich aus dem Verhältnis der Gesamtkosten zur Stromproduktion ergeben. Eine günstige Möglichkeit zur Installation ist das Mieten einer Photovoltaikanlage, bei dieser Variante fallen keine Installationskosten an, sondern lediglich eine geringe Monatsmiete.
Fördermöglichkeiten: Fördermöglichkeiten in Form von Einmalvergütungen werden von der öffentlichen Hand weiterhin ausgegeben. Details dazu sind auf pronovo.ch oder in einem zukünftigen Artikel von uns zu finden. Das grösste Sparpotential besteht jedoch darin, dass Investitionen in erneuerbare Energien vom steuerbaren Einkommen abgezogen werden können.
Solarstrom speichern für den Eigenbedarf
Dank steigender Produktionskapazitäten aufgrund von stetig wachsender Nachfrage, sinken die Preise für Energiespeicher für Solarstrom, da in immer größerer Stückzahl immer rentabler gefertigt wird. Wie oben erwähnt, ist aufgrund der Schwankungen in der Produktion eine Speichermöglichkeit unerlässlich, um die Eigenbedarfsquote von rund 30% auf 50 bis 90% zu erhöhen.
Ein Hintergedanke ist für einige Nutzer auch, dass sie sich mit eigener Versorgung mit Solarstrom und dazugehörigem Speicher vor Stromausfällen schützen bzw. gegen Netzprobleme absichern können. Das ist allerdings nur mit einem blackoutfähigen Wechselrichter möglich, nicht mit einer standardmässig verbauten Batterie.
Die Speicher an sich sind nicht besonders gross dimensioniert, die meisten sind ein bis zwei Meter hoch und einen halben bis einen Meter breit. Typische Speicherkapazitäten für Privathaushalte liegen zwischen 5 und 15 kWh. Bei der Auswahl des richtigen Speichers sollte der Wirkungsgrad der Speicherung beachtet werden, d.h. wie viel Energie geht bei der Speicherung verloren und wie viel ist daher noch zum Abruf aus dem Speicher verfügbar.
Überschüssigen Solarstrom in Netz einspeisen
Während bei der „Nulleinspeisung“ kein Solarstrom ins öffentliche Netz eingespeist wird, ist es bei der „Überschusseinspeisung“ der Anteil, der nicht selbst genutzt wird, bei der „Volleinspeisung“ wiederum wird der gesamte produzierte Strom eingespeist. Zu beachten ist, dass die Einspeisung ins Netz je nach Vergütungsmodell (variabler oder fixer Tarif) unterschiedlich rentabel für die Einspeiser ist. Gute Nachrichten gibt es diesbezüglich für Photovoltaik-Betreiber in der Schweiz. Netzbetreiber erhöhen die Photovoltaik-Vergütungen 2023 von durchschnittlich 10,1 auf 15,5 Rappen pro eingespeister kWh.
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