Sind Photovoltaikanlagen wirtschaftlich?

Überall wird angepriesen erneuerbare Energien zu nutzen, aber sind diese auch wirtschaftlich? In unserem Blogbeitrag gehen wir kritisch auf die finanzielle Amortisation einer Photovoltaikanlage (kurz: PV-Anlage) ein und werfen einen Blick auf die tatsächlich realisierbaren Einsparungen. Außerdem wollen wir ein Gefühl dafür geben, dass es eben manchmal doch heißt: Es kommt drauf an. Am Ende wollen wir aber trotzdem die Frage klar beantworten: Sind Photovoltaikanlage wirtschaftlich?

Die finanzielle Amortisation einer Photovoltaikanlage

Die finanzielle Amortisation einer PV-Anlage beträgt in der Regel etwa 9 bis 15 Jahre. Während dieser Zeit erzeugt die Anlage so viel Strom, dass die anfänglichen Investitionskosten wieder eingespielt wurden. Danach erweist sich die Anlage als rentabel, da die Gesamtausgaben der PV-Anlage geringer ausfallen als die jährlichen Ausgaben bei reiner Abhängigkeit vom Stromnetz. Jedes weitere Betriebsjahr führt dann in der Regel zu zusätzlichen Einsparungen.

Sowohl Amortisationszeit als auch die Höhe der Einsparung hängen jedoch von vielen Faktoren ab, wie bspw.:

  • Anlagengröße
  • Höhe der Investitionskosten (ggfs. Förderung), einschließlich Wechselrichter, Montage etc.
  • Strompreis bei Netzbezug
  • Sonneneinstrahlung am Standort
  • Einspeisevergütung
  • Wärmepumpe zur Wärmeerzeugung
  • Eigenverbrauch, insbesondere in Abhängigkeit vom Nutzungsverhalten

Ob sich eine PV-Anlage lohnt oder nicht, muss daher immer anwendungsfallspezifisch geprüft werden.

Anhand eines Beispiels wollen wir das Thema Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage genauer betrachten. Dazu führen wir eine einfache Rechnung durch, um die Auswirkungen eines einzelnen Faktors auf die gesamte Wirtschaftlichkeit zu verdeutlichen: der realisierbare Eigenverbrauch. Alle anderen Faktoren halten wir in der Betrachtung konstant. Am Eigenverbrauch ist besonders interessant, dass er eng mit dem Nutzungsverhalten der Hausbewohner zusammenhängt und damit direkt beeinflussbar ist.

Kommen wir zu unserem Szenario: Angenommen ein Einfamilienhaus mit vier Personen installiert eine Photovoltaikanlage und die Kosten liegen bei ca. 17.000 €. Der jährliche Stromverbrauch der vierköpfigen Familie liegt bei ca. 4.000 kWh. Der durchschnittliche Strompreis beträgt 0,34 € pro kWh, wobei von einer zukünftigen Steigerung von jährlich 3 % ausgegangen wird. Der potenzielle Ertrag der PV-Anlage liegt bei ca. 8.500 kWh pro Jahr und der Strom, den die Familie selbst nicht nutzt, wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Dafür erhält die Familie 8,2 Cent pro kWh.

Abbildung 1: DBI AG
Abbildung 1: DBI AG

Im vorliegenden Beispiel beträgt die berechnete Amortisationszeit ca. 9 Jahre, bis die jährlichen Einsparungen aus der PV-Anlage den Kaufpreis ausgleichen. Ab diesem Zeitpunkt wird die Photovoltaikanlage eine positive finanzielle Auswirkung haben.

Ein Blick auf Abbildung 2 zeigt wie sich die Ausgaben und Einsparung genau verhalten. In den Balken sind die jährlichen Ausgaben (blauer Balken: ohne PV-Anlage, orangener Balken: mit PV-Anlage) dargestellt. Bei der PV-Anlage hat man durch die Rückspeisung des nicht selbst genutzten Stroms zusätzlich jährliche Erlöse (gelber Balken: PV-Erlöse). Die Linien (blau: ohne PV, gelb: mit PV) stellen jeweils die Summe aller Ausgaben und Erlöse dar. Das bedeutet, dass ohne PV-Anlage nach 20 Jahren Stromkosten in Höhe von insgesamt ca. 36.000 € entstanden sind, wohingegen sich die Gesamtkosten der PV-Anlage abzüglich der Erlöse auf ca. 10.000 € beziffern. Das ergibt eine Einsparung von über 25.000 € in 20 Jahren und eben die Amortisationszeit von ca. 9 Jahren.

Wirtschaftlichkeit PV-Anlage
Abbildung 2: DBI AG

Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass dies eine sehr optimistische Betrachtung ist. In der Regel kann der Strombedarf nicht vollständig von der PV-Anlage gedeckt werden, da er nicht immer mit der Sonneneinstrahlung korreliert. Die genannte Einsparung sowie Amortisation stellt sich eben nur dann ein, wenn Strombereitstellung exakt mit dem Strombedarf aufeinander fallen. Sehen wir uns dazu Abbildung 3 an. Hier sieht man eine ideale Tageskurve für den Stromertrag der Photovoltaikanlage (gelbe Linie) sowie ein angenommenes Strombedarfsprofil der Familie (rote Linie). Der Tag der Familie geht zeitig los, tagsüber sind die Eltern teilweise im Büro, mittags wird evtl. kurz zu Hause gekocht, abends wird die Waschmaschine angemacht, ferngesehen etc.

Tagesprofil PV-Anlage
Abbildung 3: DBI AG

Rein rechnerisch (und das war die Annahme der obigen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung) würde die Summe des Strom-Ertrags aus der PV-Anlage exakt der Summe des Bedarfs an diesem Tag entsprechen. Da die Kurven aber nicht übereinander liegen, wird in diesem Beispiel ein Deckungsanteil von gerade einmal 40 % erreicht (2 in Abbildung 4). Daher muss in der Regel weiterhin ein großer Teil des Stroms fremdbezogen (1) und entsprechend mehr eingespeist (3) werden.

Tagesprofil: Deckungsanteil
Abbildung 4: DBI AG

Wenden wir nun diesen Effekt auf unsere Wirtschaftlichkeitsbetrachtung an, entsteht auch hier ein völliges neues Bild (siehe Abbildung 5). Die Amortisationszeit verschiebt sich massiv um ca. 6 Jahre und die Einsparung fällt mit ca. 6.000 € gegenüber zuvor 25.000 € deutlich geringer aus.

Abbildung 5: DBI AG
Abbildung 5: DBI AG

In unserem Beispiel ist die dargestellte Spannweite in der Wirtschaftlichkeit einzig und allein auf die Nutzung zurückzuführen. Aber auch die anderen, oben genannten Einflussfaktoren, haben ähnlich großen Einfluss. Die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikanlagen ist daher höchst sensitiv und einzelfallabhängig.

Übrigens kann dem oben dargestellten Effekt auch entgegengewirkt werden, bspw.:

  • durch das Nutzungsverhalten
  • Smart Home (bspw. Waschmaschine startet automatisch, wenn Sonne vorhanden)
  • strombetriebene Wärmepumpe als Heizung
  • regelmäßige Beladung eines E-Autos

Dies sind Faktoren, die die Attraktivität einer Photovoltaikanlage in der Regel deutlich erhöhen. Auch der Einsatz eines Stromspeichers wird in diesem Zusammenhang oft genannt. Jedoch sind Stromspeicher noch recht teuer. Dadurch liegt die tatsächliche Amortisationszeit in der Regel sehr hoch, wobei die Nutzungsdauern von Speichern als wesentlich geringer eingeschätzt werden als die der PV-Anlage.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich jedoch fundiert behaupten, dass Photovoltaikanlagen in der Regel früher oder später wirtschaftlich werden. Aber auch so ist Geld nicht alles, oder? In unserem nächsten Blogbeitrag gehen wir auf die Frage ein, ob Photovoltaikanlagen auch wirklich nachhaltig sind.

Bitte beachten Sie, dass es sich hierbei um grobe Schätzungen handelt und die tatsächliche Einsparung je nach Standort, Strompreis und anderen Faktoren variieren kann.

Wir freuen uns, wenn Ihnen unser Beitrag gefallen hat und wir das Interesse an weiteren Themen zu Energie, BIM und Projektmanagement geweckt haben. Folgen Sie uns gerne auf  LinkedIn, XING oder Facebook, um stets über neue Blog-Beiträge informiert zu werden.

Wir beraten Sie und erstellen präzise Handlungsempfehlung zu Energielösungen!

Unsere eigenentwickelten KI-Algorithmen zur Energie- und CO2- Optimierung ermöglichen tiefgreifende Variantenuntersuchungen von beliebigen Energiekonzepten, um die optimale technische Lösung für klimaneutrales Bauen zu finden. Wir setzen dabei auf schadstofffreie und recyclebare Materialien und bieten individuelle Beratung sowie Berechnungen, um die passende Energieeffizienz für jedes Gebäude zu ermitteln und aus der Vielzahl an Produkten am Markt auszuwählen.

Mit unseren maßgeschneiderten Energieberechnungen finden Sie den passenden Energieerzeuger und erreichen Ihre Nachhaltigkeitsziele.

Treten Sie in Kontakt mit uns!

Strompreisentwicklung in Deutschland - wann wird Strom wieder günstiger?
rawpixel on Freepik

Quellenverzeichnis: Header Image by Freepik