Photovoltaik-Rechner

Tool zur Optimierung von Photovoltaik-Bestandsanlagen im Rahmen des Energiekonzepts für die Planungsregion Landshut entwickelt

Im März dieses Jahres wurde die Förderung für Batteriespeichersysteme durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) um weitere zwei Jahre bis zum 31.12.2018 verlängert. Das Programm finanziert die Inbetriebnahme von Batteriespeichersystemen in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage in Form eines zinsvergünstigten Darlehens in Kombination mit einem Tilgungszuschuss. Förderfähig sind Batteriespeichersysteme, die entweder in Kombination mit einer neu errichteten Photovoltaikanlage oder nachträglich in Kombination mit einer bereits bestehenden Photovoltaikanlage, welche nach dem 31.12.2012 errichtet wurde, in Betrieb genommen werden.

Besitzer von Photovoltaikbestandsanlagen stehen daher immer wieder vor der Fragestellung, ob eine Umstellung weg von der Stromvolleinspeisung hin zu mehr Eigenverbrauch des erzeugten Stroms vor Ort für ihre Anlage sinnvoll ist. Prinzipiell gibt es vier Optionen: weiterhin die Volleinspeisung in das elektrische Netz, eine Umstellung auf eine Überschusseinspeisung, die Maximierung des Eigenverbrauchs durch die zusätzliche Installation eines Batteriespeichers oder aber die Überschusseinspeisung in Verbindung mit der Nutzung zur Warmwasserbereitstellung vor Ort (z.B. Heizstab). Von Interesse ist in der Regel zum einen, inwiefern sich durch die Umstellung die Eigenstromnutzung im Vergleich zur Volleinspeisung, also der Autarkiegrad, erhöhen lässt und zum anderen, welche wirtschaftlichen Auswirkungen diese Umstellung hätte.

Eine pauschale Aussage zur Erhöhung der Eigenstromquote sowie den ökonomischen Auswirkungen ist in der Regel nicht möglich; es bedarf konkreter Zahlen des zu betrachtenden Einzelfalles.

Abhilfe soll nun ein im Rahmen des Energiekonzepts des Planungsverbands Landshut durch das Institut für Systemische Energieberatung (ISE) erarbeitetes Excel-Tool schaffen.

Das erarbeitete "Tool zur Optimierung von Photovoltaik-Bestandsanlagen" auf Excel-Basis richtet sich an Privatpersonen und damit an die Bürgerinnen und Bürger der Planungsregion Landshut, die bereits Besitzer einer Photovoltaikdachanlage (Anlagenleistung < 10 kWp) sind und vergleicht folgende Verwertungsvarianten mit der Stromvolleinspeisung (Referenzszenario) für die Restlaufzeit der jeweiligen Anlage:

• Überschusseinspeisung: Nutzung der elektrischen Energie zum Betrieb elektrischer Geräte, wenn Bedarf vorhanden ist, in Verbindung mit Überschusseinspeisung
• Überschusseinspeisung mit Batteriespeicher: Nutzung der elektrischen Energie zum Betrieb elektrischer Geräte in Verbindung mit Speicherung und Überschusseinspeisung
• Überschusseinspeisung mit Heizstab/Wärmepumpe: Nutzung der elektrischen Energie zum Betrieb elektrischer Geräte, Warmwassererzeugung mittels Heizstab/Wärmepumpe in Verbindung mit Überschusseinspeisung

Um eine möglichst exakte Abbildung der Realität zu ermöglichen, ist es im erarbeiteten Excel-Tool möglich, eine Reihe von Eingangsparametern (z.B. Inbetriebnahmejahr, aktuelle Einspeisevergütung, derzeitige Stromnutzung etc.) individuell zu bestimmen (vgl. Abbildung 1).

Ein entscheidender Vorteil dieses Tools gegenüber frei verfügbaren Excel-Tools ist, dass zur Berechnung der Varianten der Erzeugungslastgang der jeweiligen Photovoltaikanlage mit dem standardisierten Verbrauchslastgang (d.h. nicht nur gemittelt, sondern zeitaufgelöst) abgeglichen und damit die mögliche Eigenverbrauchsquote der jeweiligen Anlage berechnet wird.

Abbildung 1: Eingabeblatt zur individuellen Definition der Eingangsparameter

Als Ergebnis werden aus wirtschaftlicher Sicht die verschiedenen Verwertungsmöglichkeiten (siehe Auflistung oben) anhand eines abgezinsten Haushaltssaldos gegenübergestellt. Der Haushaltssaldo spiegelt die Erträge je nach Verwertungsmöglichkeit (EEG-Vergütung, vermiedener Brennstoffbezug) abzüglich der Ausgaben (notwendiger Stromfremdbezug, Anschaffungskosten Batteriespeicher /Heizstab) wider. Ferner werden der Autarkiegrad (Verhältnis der selbst erzeugten und genutzten elektrischen Energie zum gesamten elektrischen Energiebedarf des Haushalts) sowie die Eigenverbrauchsquote (Verhältnis des selbst genutzten elektrischen Energiebedarfs zur Gesamterzeugung der PV-Anlage) dargestellt.

Abbildung 2 (links) zeigt beispielhaft den Vergleich des abgezinsten Haushaltssaldos ohne Photovoltaikanlage mit der individuell festgelegten Bestandsanlage mit Volleinspeisung sowie der ausgewählten neuen Verwertungsmöglichkeit „Überschusseinspeisung mit Speicher“. Es zeigt sich, dass aus wirtschaftlicher Sicht die Volleinspeisung ein geringeres Haushaltssaldo über den Betrachtungszeitraum aufweist. Wird der Autarkiegrad betrachtet (vgl. Abbildung 2, rechts), so zeigt sich, dass durch den Einsatz eines Batteriespeichers mit Überschusseinspeisung ein Autarkiegrad von 51 % erreicht werden kann.

Abbildung 2: Ergebnis: Darstellung des Haushaltssaldos sowie des Autarkiegrades und der Eigenverbrauchsquote

Gleiches wird im Excel-Tool für die weiteren Verwertungsvarianten errechnet und kann vom Photovoltaikanlagenbesitzer verglichen werden. Auf Basis dieses Vergleichs kann eine erste Einschätzung über die zukünftige Verwertung des erzeugten Photovoltaikstroms getroffen werden.

Das Excel-Tool kann unter folgendem Link heruntergeladen werden (Größe ca. 89 MB).