In den letzten Jahren hat die Nutzung von Solaranlagen in Deutschland stark zugenommen. Zusammen mit den Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) werden zunehmend auch Batteriespeicher installiert. Diese Entwicklung bringt viele Vorteile mit sich, doch es gibt auch kritische Aspekte, die nicht übersehen werden sollten. Eine aktuelle Analyse des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW) wirft ein Licht auf die Probleme, die mit dem Boom der Solarenergie und den damit verbundenen Batteriespeichern einhergehen.

Erhöhung der Belastung für das Stromnetz

Konzentration der Solarstromerzeugung

Der Strom aus Solaranlagen wird laut der DIW-Studie hauptsächlich in den Mittagsstunden von sonnigen Tagen erzeugt. Diese starke Konzentration auf einen kurzen Zeitraum kann die Steuerung der Stromnetze erheblich erschweren. Besonders auf der Verteilnetzebene kann es dadurch zu zeitweisen Engpässen kommen. Der Bericht hebt hervor, dass diese Spitzenbelastungen durch den zeitgleichen Einspeiseeffekt der Batteriespeicher verstärkt werden.

Herausforderungen durch Batteriespeicher

Viele Haushalte und Gewerbetreibende haben begonnen, ihre PV-Anlagen mit Batteriespeichern zu kombinieren. Diese Speicher ermöglichen es, den Anteil des selbst genutzten Solarstroms zu erhöhen und damit die Abhängigkeit vom Netz zu reduzieren. Jedoch gibt es laut der Studie nur geringe Anreize, die Speicher netz- oder marktorientiert einzusetzen. Die Einspeisevergütung und die Stromtarife sind oft nicht an den aktuellen Marktpreis angepasst, was bedeutet, dass es keine finanziellen Anreize gibt, den Stromverbrauch oder die Einspeisung zu optimieren.

Fehlende Anreize zur netzgerechten Nutzung

Die DIW-Analyse zeigt auf, dass es an Mechanismen fehlt, um die Batteriespeicher optimal im Netz zu integrieren. In Zeiten hoher Solarstromerzeugung sind die Speicher oft bereits vollgeladen und speisen den überschüssigen Strom in das Netz ein. Dies kann die lokalen Stromnetze zusätzlich belasten und die Netzstabilität gefährden. Es besteht daher ein dringender Bedarf an intelligenten Lösungen, wie etwa fortschrittlichen Stromzählern, die eine effizientere Netzsteuerung ermöglichen könnten.

Rascher Ausbau der Solaranlagen

Aktuelle Zubauzahlen und Ziele

Der Ausbau der Solaranlagen hat in den letzten Jahren rasant zugenommen. Laut der Bundesnetzagentur verdoppelte sich der Zubau im vergangenen Jahr auf nahezu 14 Gigawatt. Ende Juni 2024 betrug die gesamte Leistung der installierten Solaranlagen bereits mehr als 90 Gigawatt. Damit wurde das Ziel der Bundesregierung für 2024, eine installierte Leistung von 88 Gigawatt zu erreichen, bereits überschritten. Die Bundesregierung hat sich bis 2030 das Ziel gesetzt, die installierte Leistung auf 215 Gigawatt zu steigern. Um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen, ist ein weiteres beschleunigtes Wachstum erforderlich.

Haupttreiber des Ausbaus

Ein wesentlicher Treiber des aktuellen Solarbooms ist der Zubau kleinerer PV-Anlagen auf Gebäuden. Diese Anlagen sind aufgrund der Vorteile des Eigenverbrauchs besonders attraktiv. Ein weiterer bedeutender Faktor ist der Verfall der Preise für Solarmodule. Die Preisreduktion ist größtenteils auf die großen Produktionskapazitäten in China zurückzuführen. Da diese Kapazitäten derzeit nicht vollständig ausgelastet sind, drücken sie die Modulpreise. China dominiert den globalen Markt für die Herstellung von PV-Modulen, was den Preis erheblich beeinflusst.

Abhängigkeit von Importen

Das Wachstum des PV-Sektors bringt jedoch auch eine Schattenseite mit sich: Die starke Abhängigkeit von Importen. Da es in Deutschland und der EU kaum noch nennenswerte Produktionskapazitäten für Solarzellen gibt, ist der weitere Ausbau der Solarenergie stark auf Importe aus China angewiesen. Dies kann langfristig die Versorgungssicherheit und die wirtschaftliche Unabhängigkeit gefährden.

Der Begriff „Solar“ beschreibt alles, was mit der Sonne in Zusammenhang steht. Laut Duden bedeutet „Solar“ „die Sonne betreffend, zu ihr gehörend, von ihr ausgehend“. Das Wort umfasst somit eine Vielzahl von Technologien, die Sonnenenergie nutzen, darunter sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie. Diese beiden Technologien sind zwar beide „solarbasiert“, unterscheiden sich jedoch grundlegend in ihrer Funktionsweise und ihrem Nutzen.

Unterschiede zwischen Solarthermie und Photovoltaik

Obwohl sowohl Photovoltaikanlagen als auch Solarthermie-Anlagen Sonnenlicht zur Energiegewinnung nutzen, arbeiten sie auf unterschiedliche Weise. Der entscheidende Unterschied zwischen diesen beiden Technologien liegt in der Art der Energie, die sie produzieren: Photovoltaik erzeugt Strom, während Solarthermie Wärme produziert.

Photovoltaikanlage: Funktionsweise, Nachteile und Vorteile

Funktionsweise:

Das Kernstück einer Photovoltaikanlage sind die Photovoltaik-Module. Diese Module bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, die meist aus Silizium gefertigt sind. Der photovoltaische Effekt, der durch die Sonnenstrahlen auf das Silizium ausgelöst wird, führt dazu, dass Elektronen aus ihren Atomen gelöst werden und so elektrischer Strom entsteht. Dieser Strom wird von einem Wechselrichter in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt und entweder direkt in das Stromnetz eingespeist oder in einem Speicher aufbewahrt. Überschüssiger Strom kann ins öffentliche Netz eingespeist werden, wofür Betreiber eine Einspeisevergütung erhalten.

Vorteile:

• Nutzung erneuerbarer Energien
• Reduzierung der CO2-Emissionen
• Senkung der Stromkosten
• Erhöhung der Unabhängigkeit von öffentlichen Stromversorgern
• Flexibilität in der Nutzung, z. B. für Heizung oder E-Mobilität
• Einspeisevergütung für überschüssigen Strom
• Langlebigkeit von bis zu 30 Jahren

Nachteile:

• Hohe Anfangsinvestitionen
• Abhängigkeit vom Wetter
• Platzbedarf auf dem Dach

Solarthermie: Funktionsweise, Nachteile und Vorteile

Funktionsweise:

Die Solarthermie nutzt Solarmodule, die hier als Solar-Kollektoren bezeichnet werden, um Wärme aus Sonnenstrahlen zu gewinnen. Es gibt verschiedene Typen von Kollektoren, darunter Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. Flachkollektoren besitzen eine dunkle Oberfläche, die Wärme absorbiert und durch eine Glasscheibe isoliert wird. Vakuumröhrenkollektoren bestehen aus doppelwandigen Röhren, die durch ein Vakuum isoliert sind, was die Effizienz erhöht. Innerhalb der Kollektoren zirkuliert ein Trägermedium, das die Wärme aufnimmt und über Rohrleitungen zu einem Wärmetauscher im Speichertank leitet. Der Wärmetauscher überträgt die Wärme auf das Wasser im Tank, das dann für Warmwasserbereitung oder Heizungszwecke genutzt wird.

Vorteile:

• Günstigere Anschaffungskosten im Vergleich zur Photovoltaik
• Nutzung erneuerbarer Energien
• Reduzierung der CO2-Emissionen
• Senkung der Heizkosten
• Oft kompatibel mit verschiedenen Heizsystemen
• Geringer Platzbedarf auf dem Dach
• Langlebigkeit von bis zu 30 Jahren

Nachteile:

• Hohe Anfangsinvestitionen
• Begrenzte Wärmeproduktion im Winter
• Längere Amortisationsdauer
• Weniger Flexibilität im Vergleich zur Photovoltaik

Photovoltaik vs. Solarthermie: Was ist besser?

Die Wahl zwischen Photovoltaik und Solarthermie hängt von den individuellen Bedürfnissen und Zielen ab. Beide Technologien tragen zur Nutzung erneuerbarer Energien bei und leisten einen Beitrag zum Umweltschutz. Für Haushalte, die ihre Stromkosten senken und unabhängiger vom Stromnetz werden möchten, ist eine Photovoltaikanlage die bessere Wahl. Wenn hingegen der Schwerpunkt auf der Warmwasserbereitung liegt, ist eine Solarthermie-Anlage besser geeignet.

Vor- und Nachteile von Photovoltaikanlagen

Vorteile:

• Erneuerbare Energien nutzen
• CO2-Emissionen reduzieren
• Stromkosten senken
• Unabhängigkeit von öffentlichen Stromversorgern erhöhen
• Flexibilität in der Nutzung, z. B. für Heizung oder E-Mobilität
• Einspeisevergütung für überschüssigen Strom erhalten
• Langlebigkeit von bis zu 30 Jahren

Nachteile:

• Hohe Anfangsinvestitionen
• Wetterabhängigkeit
• Platzbedarf auf dem Dach

Vor- und Nachteile von Solarthermie-Anlagen

Vorteile:

• Günstigere Anschaffungskosten
• Erneuerbare Energien nutzen
• CO2-Emissionen reduzieren
• Heizkosten senken
• Oft kombinierbar mit verschiedenen Heizsystemen
• Geringer Platzbedarf auf dem Dach
• Langlebigkeit von bis zu 30 Jahren

Nachteile:

• Hohe Anfangsinvestitionen
• Geringe Wärmeproduktion im Winter
• Längere Amortisationsdauer
• Weniger Flexibilität

Kombination von Photovoltaik und Solarthermie: Eine gute Idee?

Die Kombination von Photovoltaik und Solarthermie auf einem Dach kann durchaus sinnvoll sein. Da die Solarthermie vor allem in den Sommermonaten effizient arbeitet und im Winter weniger effektiv ist, kann sie durch eine Wärmepumpe ergänzt werden. Diese Wärmepumpe nutzt die Umgebungswärme und kann die Heizung im Winter übernehmen. Gleichzeitig liefert die Photovoltaikanlage den benötigten Strom für die Wärmepumpe. Diese Kombination maximiert die Nutzung erneuerbarer Energien und optimiert die Energieeffizienz des Haushalts.

Wenn Sie erwägen, in eine Photovoltaikanlage zu investieren, ist die Frage nach der Lebensdauer ein entscheidender Faktor. Um den Kauf einer PV-Anlage wirtschaftlich sinnvoll zu gestalten, müssen Sie die Laufzeit der Anlage in Ihre Überlegungen einbeziehen. Dies ermöglicht Ihnen, die potenziellen Einsparungen bei den Stromkosten und die Menge an grüner Energie, die Ihre Anlage über ihre Lebensdauer erzeugen wird, zu berechnen. Daher ist es wichtig, die Lebensdauer aller Komponenten der Photovoltaikanlage zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die Anlage Ihren Erwartungen an die Stromproduktion entspricht. Im Folgenden werfen wir einen detaillierten Blick auf die Lebensdauer der verschiedenen Teile einer Photovoltaikanlage.

Wie lange beträgt die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage?

Im Allgemeinen beträgt die Lebensdauer von Photovoltaikanlagen zwischen 25 und 30 Jahren. Viele PV-Anlagen leisten auch darüber hinaus noch zuverlässig ihren Dienst. Hochwertige Solarmodule können sogar bis zu 40 Jahre lang Strom produzieren. Um ein umfassendes Bild zu erhalten, betrachten wir die Lebensdauer der wesentlichen Komponenten einer PV-Anlage:

• Solarmodule
• Wechselrichter
• Montagegestell
• Stromspeicher

Lebensdauer von Solarmodulen

Die Solarmodule sind die Hauptkomponente einer Photovoltaikanlage und haben einen wesentlichen Einfluss auf die Gesamtlebensdauer der Anlage. Hochwertige Solarmodule können problemlos die 30-Jahre-Marke überschreiten. Es ist jedoch wichtig, beim Kauf auf hohe Qualität zu achten, da alle Solarmodule im Laufe der Zeit einen Leistungsverlust erleiden, der als Degradation bezeichnet wird. Bei hochwertigen Modulen ist dieser Leistungsverlust minimal und bereits in die Leistungsangaben der Module eingerechnet.

Monokristalline Solarmodule sind besonders langlebig und bieten die besten Voraussetzungen für eine lange Lebensdauer. Auch die Qualität des Herstellungsverfahrens, die Verarbeitungskontrollen, die Betriebsbedingungen und die regelmäßige Wartung spielen eine wichtige Rolle. Weitere Details zur Lebensdauer von PV-Modulen finden Sie in diesem Artikel.

Lebensdauer des Wechselrichters

Der Wechselrichter ist eine zentrale Komponente in einer Photovoltaikanlage, da er den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, der für den Haushalt oder das Netz nutzbar ist. Darüber hinaus steuert der Wechselrichter die Einspeisung des Stroms und überwacht die Anlage.

Die Lebensdauer eines Wechselrichters beträgt etwa 15 Jahre, wie eine Studie der Berner Fachhochschule zeigt. Dies bedeutet, dass im Laufe der Lebensdauer der Photovoltaikanlage ein Austausch des Wechselrichters erforderlich sein wird. Wer beim Kauf an eine umfassende Garantie denkt, kann von zusätzlicher Sicherheit profitieren. Weitere Informationen zur Lebensdauer von Wechselrichtern und den Einflussfaktoren finden Sie hier.

Lebensdauer der Montagegestelle

Die Montagegestelle sind entscheidend für die Stabilität und Ausrichtung der Solarmodule auf dem Dach. Sie sind dafür verantwortlich, dass die Module optimal zur Sonne ausgerichtet sind und sicher am Dach befestigt werden. Die Lebensdauer der Montagegestelle beträgt in der Regel etwa 30 Jahre. Die Qualität des verwendeten Materials, die Konstruktion, die Umgebungsbedingungen und die Wartung beeinflussen die Lebensdauer der Montagegestelle.

Hochwertige Montagegestelle bestehen oft aus korrosionsbeständigen Materialien wie Aluminium oder Edelstahl, um den Witterungseinflüssen standzuhalten. Regelmäßige Wartung und Inspektion können dazu beitragen, die Lebensdauer der Montagegestelle zu verlängern, indem potenzielle Probleme frühzeitig erkannt werden.

Lebensdauer von Stromspeichern

Stromspeicher sind nicht zwingend Teil einer Photovoltaikanlage, können jedoch die Effizienz und den Eigenverbrauch des Solarstroms erheblich verbessern. Die Lebensdauer von Batterien in Photovoltaikanlagen liegt typischerweise zwischen 10 und 20 Jahren. Hierbei werden vor allem Lithium-Ionen- und Lithium-Eisenphosphat-Batterien betrachtet.

Die Lebensdauer der Batterien hängt von der Anzahl der Ladezyklen ab, wobei ein Ladezyklus einen vollständigen Ladevorgang darstellt. In der Praxis werden Batterien häufig nur teilweise entladen, und das Batteriemanagementsystem addiert diese Teilzyklen. Die Anzahl der erwarteten Ladezyklen für Lithium-Ionen- oder Lithium-Eisenphosphat-Batterien liegt zwischen 5.000 und 10.000.

Da der Stromspeicher möglicherweise nicht die gesamte Lebensdauer der Photovoltaikanlage überdauert, sollten Sie entweder einen zukünftigen Austausch einkalkulieren oder auf eine passende Garantie und Gewährleistung des Herstellers achten.

Auswirkungen der Lebensdauer auf die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage

Die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage hat erheblichen Einfluss auf deren Wirtschaftlichkeit. Um die Auswirkungen der Lebensdauer auf die Wirtschaftlichkeit zu verdeutlichen, betrachten wir eine beispielhafte Rechnung:

Beispielrechnung

Nehmen wir an, die Anschaffungskosten für eine PV-Anlage betragen 20.000 Euro. In diesem Beispiel nehmen wir an, dass die Anlage im Rahmen eines All-Inclusive-Pakets von Energieversum erworben wird, welches bis zu 25 Jahre Investitionsschutz bietet. Die jährlichen Einnahmen oder Ersparnisse betragen 1.500 Euro, was sowohl die Einspeisevergütung als auch die Einsparungen bei den Stromkosten umfasst.

Die Amortisationszeit berechnet sich wie folgt: Kosten / Einnahmen pro Jahr = Amortisationszeit 20.000 Euro / 1.500 Euro = 13,33 Jahre

In diesem Beispiel würde die Anlage nach etwa 13 Jahren die Investitionskosten gedeckt haben. Ab diesem Zeitpunkt würde die Anlage profitabel arbeiten. Wenn die Anlage insgesamt 30 Jahre in Betrieb bleibt, hätten Sie mehr als 16 Jahre Gewinn. Sollte die Anlage nach 20 Jahren ausfallen, hätten Sie dennoch 6 Jahre im Plus.

Garantiebedingungen der Solaranlage beachten

Um sicherzustellen, dass Ihre Investition langfristig geschützt ist, sollten Sie die Garantiebedingungen der Solaranlage beachten. Bei vielen Herstellern liegen die Garantiezeiten für Batterien bei etwa 10 Jahren und für Wechselrichter bei etwa 5 Jahren. Da Komponenten wie der Wechselrichter und der Stromspeicher möglicherweise nicht die gesamte Lebensdauer der PV-Anlage überstehen, ist es ratsam, auf umfassende Garantie- und Gewährleistungsoptionen zu achten.

Ein Investitionsschutz, wie er von Energieversum angeboten wird, umfasst eine Produkt- und Leistungsgarantie für Solarmodule, Stromspeicher, Wechselrichter, eine eventuelle Wallbox und die Unterkonstruktion der Anlage. Dieser Schutz erstreckt sich oft auf bis zu 25 Jahre und deckt auch Kosten für Montage, Versicherung, Wartung und Fernüberwachung ab. Dies bietet Ihnen ein hohes Maß an Sicherheit und Zuverlässigkeit für Ihre Photovoltaik-Anlage.

Eine Studie des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW) hat untersucht, ob sich mit dem Umstieg auf Solaranlagen, Wärmepumpen und E-Autos tatsächlich Geld sparen lässt.

Gründe für den Umstieg

Viele Menschen wechseln zu erneuerbaren Energien nicht nur aus Klimaschutzgründen, sondern auch, um langfristig Geld zu sparen. Das DIW hat das Einsparpotenzial dieser Technologien analysiert.

Schnelle Amortisation trotz hoher Kosten

Trotz hoher Anschaffungskosten amortisieren sich Wärmepumpen, Solaranlagen und E-Autos laut DIW schnell. Eine Kombination aus Solaranlage und Energiespeicher kann genug Strom erzeugen, um auch das E-Auto aufzuladen und die Wärmepumpe zu betreiben. So lassen sich die Stromkosten deutlich senken.

Langfristige Ersparnisse

Die Studie zeigt, dass ein durchschnittlicher Haushalt über 25 Jahre bis zu 104.000 Euro im Vergleich zu fossilen Alternativen einsparen kann. Ein großer Teil dieser Ersparnis resultiert aus der Nutzung von Wärmepumpen und E-Fahrzeugen.

Auftraggeber der Studie

Die Studie wurde von Enpal, einem Anbieter von PV-Anlagen, Wärmepumpen, Stromspeichern und E-Auto-Ladestationen, in Auftrag gegeben. Das Unternehmen hat ein Interesse daran, ein großes Einsparpotenzial aufzuzeigen. Dennoch zeigen die Ergebnisse, dass sich der Umstieg langfristig lohnen kann.

E-Auto als Stromanbieter

Ein E-Auto kann als Stromspeicher genutzt werden. Das Münchner Unternehmen The Mobility House bietet Lösungen, um Fahrzeugbatterien ins Stromnetz zu integrieren. So kann das E-Auto überschüssige Energie speichern und bei Bedarf abgeben.

Solaranlagen auf dem Balkon

Balkon-Solaranlagen sind eine kostengünstige Möglichkeit, um Strom zu sparen und nachhaltig zu leben. Ein Test zeigt, dass nur eine Anlage für 500 Euro überzeugt

Wärmepumpen: Herausforderungen und Chancen

Die Nachfrage nach Wärmepumpen ist eingebrochen, was zu Stellenabbau bei Herstellern führt. Trotzdem setzen Städte wie München auf Wärmepumpen, um fossile Heizungen zu ersetzen.