Photo­vol­taik auf unseren Dächern: Packen wir es an!

Denn die Sonne stellt keine Rech­nung

Ja, aber der Elek­tro­in­stal­la­teur schon. Und so mancher scheut leider die Inves­ti­tion, weil es sich nicht mehr lohnt. Dabei geht es doch darum, die Erde unseren Kindern und Enkel­kin­dern zu über­lassen. Und da können gut situ­ierte Rentner im Einfa­mi­lien- oder Reihen­haus auch einen signi­fi­kanten Beitrag leisten.

Im Folgenden soll über unsere Erfah­rungen mit einer Photo­vol­ta­ik­an­lage (PV) detail­lierter berichtet werden. Wir wohnen an der Ringstr. Dort sind alle Reihen­häuser im Süden nach dem Solar­ka­taster des Land­kreises München ( https://www.solare-stadt.de/kreis-muenchen ) perfekt geeignet.

Darstel­lung im Solar­ka­taster

Seit zwanzig Jahren haben wir eine etwas größere Solar­thermie auf dem Süddach und eine Fußbo­den­hei­zung. Opti­male Bedin­gungen eigent­lich und wir haben damals — vor der ener­ge­ti­schen Sanie­rung des Gebäudes – dadurch auch schon ca. 40 % des Gasver­brauchs einsparen können. Inzwi­schen haben wir mit der ungleich aufwän­di­geren Dämmung von Wänden und Dach und einer moder­neren Gashei­zung nur noch 25 % des dama­ligen Verbrauchs. Es kommt immer auf den abso­luten Betrag und nicht auf einen Prozent­satz der nicht erneu­er­baren Ener­gien an!

Das genau ist die Opti­mie­rungs-Aufgabe, jeder Schritt zu weniger fossiler Energie ist ein Fort­schritt, aber nicht alle haben die gleiche Wirk­sam­keit. Ohne Fach­be­trieb ist da nichts zu machen, aber Eckwerte muss man selbst vorgeben.

Als die Ener­gie­agentur Ebers­berg-München in Ober­schleiß­heim eine Bündel­ak­tion für Photo­vol­taik durch­führte, beschäf­tigten wir uns mit der Frage, wie weit man gehen kann, wenn man nicht eine kurz­fris­tige Renta­bi­li­täts­be­trach­tung mit schwer voraus­sag­baren Strom­preisen anstellt, sondern tech­nisch so weit geht wie vertretbar. Die letzten Schritte zu 100 %-Autarkie wären unrea­lis­tisch oder zumin­dest extrem teuer gewesen, aber wir wollten diesem Ziel zumin­dest nahe­kommen. Durch die Bündel­ak­tion hatte man mehrere Anbieter im Vergleich, was für die Auswahl des Fach­be­triebes absolut hilf­reich war.

Größe der PV-Anlage

Erste Größen­ord­nungen ergeben sich aus dem Verbrauch. Mit einem Tages­ver­brauch von bis zu 17 kWh war sofort klar, dass unser Dach möglichst voll belegt werden sollte. Zwei Kamine mit Leitern für den Kamin­kehrer, zwei Dach­luken und die Solar­thermie ließen nach einem ersten Vorschlag nur 9 Module auf dem Süddach und 9 Module auf dem Nord­dach zu. 6.84 kWp und eine Autar­kie­quote von 51 % waren uns deut­lich zu wenig. Auf dem Nord­dach war sowieso etwas mehr Platz und auf dem Süddach konnten dann 14 Module unter­ge­bracht werden, nachdem fest­ge­stellt wurde, dass die äußeren Wände wegen des großen Abstands zu den Nach­barn keine Brand­wände sind und der Abstand zur Dach­kante dadurch deut­lich redu­ziert werden konnte.

Bele­gung der Paneele auf dem Dach: erster Vorschlag und ausge­führte Vari­ante

Eine beson­dere Heraus­for­de­rung ergab sich aus meinem Wunsch, an der Südfas­sade auch 5 Module an der Wand anzu­bringen. Die Tech­ni­schen Baube­stim­mungen sehen PV-Module nur bis zu einer Dach­nei­gung von 75° vor. Darüber hinaus ist ein stati­scher Nach­weis erfor­der­lich. Eine Montage an der Wand ist aber noch keine Über­kopf­ver­gla­sung, für die nochmal andere Regeln gelten. Die stati­sche Berech­nung konnte ich selbst machen, aber der Solar­an­la­gen­mon­teur legte auch Wert darauf, dass ich die Module selbst montierte. Das gelang.

Zusätz­liche Wand­mo­dule an der Südfas­sade

Größe der Batterie und elek­tri­sche Probleme

Über­schlags­mäßig gilt die Faust­formel: Batte­rie­größe in kWh = Leis­tung der PV in kWp. Mit meinen 11,6 kWp also 10 kWh. Salz­bat­te­rien haben wir in Betracht gezogen, aber wegen der kürzeren Lebens­dauer wieder verworfen. Inzwi­schen wurde die Batterie auf 20 kWh erwei­tert, um auch einige Regen­tage über­brü­cken zu können und eine kleine Reserve für Netz­aus­fälle zur Verfü­gung zu haben. Dafür wurde ein kleines Zusatz­gerät für Ersatz­strom mit drei Phasen instal­liert.

Mit dem Einbau dieses Zusatz­ge­rätes ergaben sich erstmal komi­sche Effekte. Die Abwas­ser­he­be­an­lage funk­tio­nierte gar nicht mehr, mit dem Einschalten des Wasser­ko­chers ging das Licht aus und der Betrieb der Wasch­ma­schine ließ die elek­tri­schen Jalou­sien auf- und nieder­fahren und brachte die Elek­tronik dazu, einen Strom­aus­fall anzu­nehmen und auch den Wech­sel­richter abzu­schalten.

Die Ursache dafür wurde schließ­lich im Erdungs­system gefunden. Bei uns war noch ein altes TN‑C System (mit kombi­niertem Null­leiter und Schutz­erde PEN) vorhanden, das hatten wir zuvor zwar davor in ein TN-C‑S umbauen lassen, dabei war aber der optio­nale Anla­gen­erder des Null­lei­ters beim Gebäu­de­ein­tritt nicht gelegt worden. Nachdem dies durch dem Solar­an­la­gen­mon­teur ergänzt wurde, war dann alles in Ordnung.

Effek­ti­vität und Autar­kie­grade

Wenn im Früh­jahr oder Sommer die Sonne scheint, wird die Batterie nie ganz leer. Aber der Autar­kie­grad kann die 97 bis 98 % system­be­dingt trotzdem nicht über­steigen. Klei­nere Beträge im Netz­bezug sind offenbar für die Steue­rung der Anlage erfor­der­lich. Inter­es­san­ter­weise liefern die Module auf dem Nord­dach im Sommer fast genauso viel Energie wie die Module auf dem Süddach.

Deut­liche Unter­schiede ergeben sich aber bei den Wand­mo­dulen. Der Instal­la­teur hatte von der Montage abge­raten. Im Sommer liegen die Module abends und morgens im Schatten und bringen mit dem schlechten Einfalls­winkel nur 35 % des Tages­er­trags der Dach­mo­dule, aber im Winter sieht es anders aus, dann bringen die Fassa­den­mo­dule das doppelte der Module auf dem Süddach bzw. bis zum Acht­fa­chen derer auf dem Nord­dach. Und wenn der Schnee auf den Modulen liegt, dann liefern nur noch die Wand­mo­dule. Der Autar­kie­grad im Januar 2024 betrug nur 32 %, im Februar schon 72 %, aber bereits im März wurden 90 %, im April 95 % und jetzt im Mai 97 % erreicht.

Auf dem Nord­dach hätten noch einige weitere Module Platz gehabt, aber für eine auf den Winter­be­trieb ausge­legte PV-Fläche der drei­fa­chen Größe fehlt der Platz und das wäre auch sehr unwirt­schaft­lich gewesen. Damit wird klar, dass eine voll­stän­dige Klima­neu­tra­lität bei der Strom­erzeu­gung nur im größeren Verbund mit Ergän­zung durch Wind­kraft und großen chemi­schen Spei­chern erreicht werden kann.

Ausblick

Bei den Ange­boten in der Bündel­aus­schrei­bung hatten wir uns nicht für den billigsten Anbieter entschieden, sondern für denje­nigen, der auf unsere konkreten Fragen antworten konnte. Wir haben uns auch für lang­le­bi­gere Produkte entschieden, die eine Lebens­dauer von 30 bis 50 Jahren aufweisen.

Die erste kleine Vari­ante sah einen Eigen­ver­brauch von 60 % vor und führte mit einem Strom­ge­ste­hungs­preis von 20 ct/kWh auf 16 Jahre Amor­ti­sa­tion (von der Ener­gie­agentur geplant mit der Planungs­soft­ware PV*SOL), bei der Verdopp­lung der Leis­tung sank der Eigen­ver­brauch auf 50 %, die Autarkie stieg von 51 auf 84 % im Jahr und die Amor­ti­sa­tion sank auf 15 Jahre (eigene Rech­nung mit PV-NOW). Diese Werte hängen aber stark von der Abschrei­bungs­dauer, den Zins­sätzen und öffent­li­chen Strom­preisen ab.

Primär sollten wir unseren Fußab­druck deut­lich redu­zieren und uns nicht von kurz­fris­tigen Renta­bi­li­täts­be­rech­nungen oder unserer eigenen Rest­le­bens­zeit abhalten lassen, das Sinn­volle zu tun. Meine Empfeh­lung wäre daher immer, das Dach so weit wie möglich auszu­nutzen und dabei nicht nur Süddä­cher in Betracht zu ziehen. Dann ist natür­lich ein Modul zur Leis­tungs­op­ti­mie­rung bzw. zur Berück­sich­ti­gung von Verschat­tungen unbe­dingt zu empfehlen.

Klar, wir retten das Klima nicht, wenn wir nur in Deutsch­land CO₂ neutral werden. Das bedarf einer Anstren­gung der gesamten Welt. Die Sonne schickt uns zwar keine Rech­nung, aber die Erde hat bereits damit begonnen. Es gibt einiges zu tun, packen wir es an.

Dr.-Ing. Casimir Katz
Gemein­derat und Mitglied im Lenkungs­kreis Energie der Gemeinde Ober­schleiß­heim