Dimensionierung und Auslegung einer PV-Anlage
Neue Hausdächer werden immer öfter mit Solaranlagen ausgestattet, um durch die Nutzung von erneuerbaren Energien zum Klimaschutz beizutragen. Es besteht aber immer auch die Möglichkeit zur späteren Nachrüstung einer PV-Anlage. Dabei spielt die Größe einer Photovoltaikanlage von Anfang an eine Schlüsselrolle.
Die Dimensionierung der Photovoltaikanlage ist nicht ganz trivial, da es verschiedene Ansätze gibt. In früheren Zeiten war es zum Beispiel sinnvoll, jeden möglichen Quadratzentimeter der verfügbaren Dachfläche mit Solarpaneelen zu bedecken, um den maximalen Ertrag zu erzielen – ein Geschäft, das sich dank großzügiger Einspeisevergütung durchaus finanziell rechnen konnte.
Unabhängigkeit als Motivation für eine Photovoltaikanlage
Neben der rein rechnerischen Motivation, in Photovoltaik zu investieren, kann auch der Wunsch nach Unabhängigkeit eine Rolle spielen. Hausbesitzer, die im Zweifelsfall völlig autark sein wollen, dimensionieren Ihre Photovoltaikanlage dabei ebenfalls bis möglichst nahe ans technische Maximum, ungeachtet dessen, ob sie wirtschaftlich betrieben werden kann.
Das Gegenstück dazu ist der pragmatische Ansatz. Hier werden nur die Flächen mit Paneelen bestückt, die ideal zur Sonne stehen, und die eine höchstmögliche Anzahl an direkten Sonnenstunden pro Jahr erwarten lassen. Dem stehen die Anschaffungskosten entgegen: nüchtern rechnende Solarfreunde wünschen sich einen möglichst baldigen Return of Investment (ROI). Damit ist gemeint, dass die Kosten für PV-Anlage und Installation möglichst rasch in Form von Einsparungen auf der Stromrechnung ‚hereingeholt‘ werden sollen. Größe und Ausrichtung werden genau auf diesen ROI ausgerechnet.
Die Solarstrombatterie einer Komplettanlage hilft dabei, den erzeugten Strom selbst zu nutzen. Durch die optimale Auslegung und Dimensionierung der Photovoltaikanlage kann eine maximale Wirtschaftlichkeit erreicht werden.
Online-Konfiguratoren zur Dimensionierung
Sowohl die Stromproduzenten als auch die Anbieter von Photovoltaik-Anlagen, bieten im Internet häufig die Möglichkeit, auf Basis der persönlichen Situation mittels eines Rechners für Dimensionierung und Auslegung die passende Anlage zu finden. Aufgrund der Komplexität des Themas sind diese Rechner eine sinnvolle Hilfestellung.
Wie funktioniert ein Konfigurator zur Dimensionierung der PV-Anlage?
Ein Online-Konfigurator fragt verschiedene Eckdaten ab, wie die Anzahl der Personen, die im Haushalt leben, und ob diese ganztägig im Hause sind, oder nur morgens und abends. Die Größe des Daches wird abgefragt, genauso wie dessen Neigungswinkel. Auch der geschätzte durchschnittliche Stromverbrauch wird in die Berechnung mit einbezogen.
Online-Rechner sind immer kostenlos, und doch kosten sie einen Preis. Die Anbieter verlangen vom Interessenten die Angabe einer E-Mail-Adresse, bevor das Ergebnis angezeigt wird. Im Zuge dieses Vorganges hat man dem Anbieter automatisch die Erlaubnis erteilt, beliebige Werbung an diese E-Mail-Adresse zu schicken.
Wer das nicht möchte, sollte auf den Online-Konfigurator verzichten, oder sich gleich nach der ersten Werbemail wieder aus der Empfänger-Liste austragen (‚unsubscribe‘). Das ist insofern sinnvoll zu bedenken, da die Rechner zuerst alle Daten abfragen, und im letzten Schritt, bevor das Ergebnis angezeigt wird, die E-Mail-Adresse verlangen.
Detaillierte Berechnung der Dimensionierung
- Sonneneinstrahlung in Deutschland, konkret sogar am bestimmten Wohnort
- Der elektrische Verbrauch bzw. der jährliche Strombedarf
- Der Wunsch, Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen (oder nicht)
- Der Eigenverbrauchsanteil
- Die Leistung der Anlage in Kilowatt Peak (kWp) – in Abhängigkeit davon die Höhe der EEG-Umlage
- Datum der Inbetriebnahme
- Das Lastprofil (die benötigte elektrische Energie in Abhängigkeit von der Tageszeit)
Der Interessent muss, wenn er die richtige Größe seiner Photovoltaikanlage errechnen will, zunächst entscheiden, welchen Autarkiegrad er wünscht. Für die Berechnung spielen dann verschiedene weitere Faktoren eine Rolle.
Dimensionierung von Photovoltaik-Speichersystemen
Bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung wird auch die Möglichkeit des Speicherns von elektrischer Energie durch einen Stromspeicher in Betracht gezogen. Die Einspeisevergütung nach EEG ist derzeit deutlich kleiner als die Kosten für den Bezug einer vergleichbaren Menge Stroms. Im ungünstigsten Szenario würde man tagsüber, wenn die Sonne scheint und damit die Leistung der Photovoltaikanlage am höchsten ist, sich jedoch niemand im Haus aufhält, den erzeugten Strom für wenig Geld ins Netz einspeisen, nur damit er am Abend teuer wieder zurückgekauft wird. Durch einen Stromspeicher kann dieses Szenario vermieden werden, und der Strom steht zur Verfügung für Zeiten von hohen Eigenverbrauchsanteilen.
Lohnt sich Photovoltaik?
Angesichts stetig steigender Strompreise und stetig sinkender Kosten für Photovoltaik-Module ist die Beschäftigung mit der Investition in Photovoltaik fast immer sinnvoll. Der Stromverbrauch, wie er zum Beispiel bei einer vierköpfigen Familie vorkommt, wirft beträchtliche Kosten auf, die mit einer richtig dimensionierten Photovoltaikanlage ganz oder teilweise aufgefangen werden können – insbesondere in der Konstellation steigender Energiekosten und sinkender Anschaffungspreise für Photovoltaik.
Vorsicht bei Verschattung
Nachbarhäuser, Berge, Bäume, aber auch Antennen, Gauben oder Schornsteine auf dem eigenen Dach können Schatten auf die Solarpaneele werfen, und so den Ertrag verringern. Bei der Dimensionierung der PV-Anlage muss dies berücksichtigt werden. Außerdem sollten Sie, wenn die Module seriell verschaltet sind, entsprechende Vorkehrungen treffen, die ein Überhitzen der einzelnen Module verhindern. Dieser Effekt kann entstehen, wenn einzelne Zellen im Schatten liegen, während die anderen die volle Leistung produzieren.
Welches System eignet sich am besten?
Die mögliche Ausbeute ist nicht nur eine Frage von optimalen Neigungen oder der Anzahl der Module. Monokristalline Module besitzen höhere Wirkungsgrade, und liefern damit höhere Erträge als polykristalline Module. Ist die Dachfläche begrenzt, sind die monokristallinen Modelle nahezu ein Muss, obschon diese teurer im Einkauf sind.
Die von uns verwendeten Full Black-Module bestehen nur aus monokristallinen Zellen – hier gehen wir keine Kompromisse ein. Allgemein betrachtet steht jeder Interessent vor dem ‚Tauschgeschäft‘: günstigerer Einkaufspreis für etwas schlechtere Ausbeute.
Fazit zur Auslegung und Dimensionierung von Photovoltaik-Anlagen
Nicht nur wer ein neues Dach baut – auch für bestehende Dachflächen lohnt sich die Investition in Photovoltaik. Optimal ausgerichtet entlasten Solarpaneele spürbar die Stromrechnung.
Ideal ist eine Leistung, die möglichst exakt dem Strombedarf entspricht und individuell auf die Bedürfnisse im Haushalt abgestimmt ist. Wo das Profil der Sonnenstrahlung – abhängig von Tageszeit, Wetter und Jahreszeit – mit dem Nutzerprofil auseinanderläuft, können die Lücken mit einem Stromspeicher überbrückt werden.
Wir beraten Sie gerne unabhängig und sachlich bezüglich Ihrer Photovoltaikanlage. Kontaktieren Sie uns direkt und vereinbaren Sie einen kostenlosen Beratungstermin mit einem unserer Kundenberater.
