Fachbeitrag Eigenversorgung mit nachgeführten Photovoltaik-Anlagen

Während die Energiewende in Deutschland öffentlich zerredet wird und im Sand gesellschaftlicher Konsens-Unfähigkeit stecken zu bleiben droht, nehmen immer mehr Verbraucher ihre Stromversorgung selbst in die Hand. Ihr Einstieg in umweltfreundliche Energieerzeugung dient dabei nicht nur dem „grünen“ Gewissen, er bringt zugleich handfeste finanzielle Vorteile. Denn mit einer Investition von rund 25.000 Euro lässt sich ein Eigenheim mit Büro und Elektrofahrzeug komplett mit selbst produziertem Solarstrom versorgen - und der Strompreis für rund 25 Jahre auf dem heutigen Niveau festschreiben. Die ersten Systeme laufen bereits und ihr Ertrag zeigt: Es funktioniert.

Problem des unausgeglichenen Lastgangs

Bislang scheiterte die Eigenversorgung von Privathäusern, Wohnungen oder ganzer Unternehmen mit Solarstrom zum einen an der Speicherung der gewonnenen Energie. Zum anderen steht der unausgeglichene Lastgang starr installierter Photovoltaik-Anlagen dem angestrebten Ideal entgegen, die gewonnene Solarenergie sofort zu nutzen. Beide Problemstellungen lassen sich mit nachgeführten Photovoltaik-Anlagen elegant lösen. Denn sowohl für die effiziente Speicherung als auch für den direkten Verbrauch ist ein ausgeglichener Lastgang erforderlich - sprich: die gleichmäßige Produktion von Solarenergie den ganzen Tag über.

Starr installierte Photovoltaik-Anlagen haben systembedingt nur um die Mittagszeit eine Produktionsspitze, produzieren aber davor und danach relativ wenig Energie. Das bedeutet: Morgens und abends, wenn ein normaler Haushalt Verbrauchsspitzen hat, liefern starre Systeme in der Regel nicht so viel Strom wie verbraucht wird. Dies ist bei nachgeführten Anlagen wie etwa den MLD-Nachführsystemen (siehe Kasten auf der nächsten Seite) von Degerenergie anders: Sie stellen meist auch zu diesen Tageszeiten genügend Solarenergie zum Direktverbrauch zur Verfügung.

Zweiter wesentlicher Faktor beim Betrieb eines Systems zur Eigenversorgung sind die Stromspeicher. Sie versorgen den Verbraucher mit Energie, wenn die Photovoltaik-Module keinen oder zu wenig Strom liefern.

Nachführung schont Stromspeicher

Auch hier ist der gleichmäßige Lastgang nachgeführter Systeme von Vorteil, denn die als Energiepuffer eingesetzten Batterien lassen sich mit gleichmäßigen Einspeisemengen wesentlich schonender aufladen als mit kurzen hohen Spannungsspitzen, wie sie für starre Systeme typisch sind. Dadurch kommt das System mit weniger Batteriekapazität aus - und die Lebensdauer der Stromspeicher verlängert sich signifikant. Als Faustregel gilt: Eine MLD-Nachführung spart rund 30 Prozent Batteriekapazität.

Hinzu kommt der oben beschriebene Effekt: Während die Sonne am Himmel steht, liefern nachgeführte Systeme in der Regel ausreichend Energie für den Direktverbrauch - im Übrigen auch an Tagen mit bedecktem Himmel. Die Batterien kommen zu diesen Zeiten also nicht zum Einsatz. Beides wirkt sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems aus.

Überschuss sinnvoll nutzen

Mit einem guten Batterie-Management kann der Nutzer das System zur Eigenversorgung nach seinen individuellen Wünschen und Rahmenbedingungen steuern. Zunächst wird alle Solarenergie, die nicht direkt verbraucht wird, in die Stromspeicher geleitet. Sind die Batterien voll, kann die überschüssige Energie entweder ins Netz eingespeist oder einem anderen Verwendungszweck zugeführt werden - der Aufbereitung von Brauchwasser oder der Versorgung einer Heizungsanlage etwa. Ein Überschuss-Manager im Verteilerkasten steuert das ganz nach Bedarf beziehungsweise Priorität des Nutzers.

Davon ausgehend, dass in der Regel noch ein Anschluss an das öffentliche Stromnetz besteht, wird das Batterie-Management beispielsweise so eingestellt, dass die Batterien maximal zu 50 Prozent entleert werden. Ist dieser Wert erreicht, ohne dass aktuell direkt produzierte Solarenergie verfügbar ist, bezieht die Anlage automatisch Strom aus dem Netz. Dieser Puffer lässt sich höher oder niedriger stellen. Die 50 Prozent erweisen sich vor dem Hintergrund als sinnvoll, dass die Anlage bei Ausfall der öffentlichen Netze den Haushalt oder das Unternehmen auch dann mit Strom versorgen soll, wenn keine direkte Sonnenenergie verfügbar ist.

Der Weg zur autarken Energieversorgung

Wer sich für eine Anlage zur Eigenversorgung entscheidet, will in der Regel nicht Strom produzieren, um ihn ins Netz einzuspeisen und von der Einspeisevergütung zu profitieren. Umso mehr, als die Tage hoher Einspeisevergütungen gezählt sind - ein Trend, der längst weltweit eingesetzt hat. In Deutschland werden die Vergütungen bald unter 10Ct/kWh sinken. Die Gestehungskosten für Solarstrom mit nachgeführten Systemen liegen derzeit bei etwa 10Ct/kWh.

Vielmehr geht es darum, sich von den öffentlichen Netzen und den steigenden Energiepreisen unabhängig zu machen. Vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen, die nicht von den attraktiven Großkundentarifen der Energieversorger profitieren, kann die autarke Stromversorgung letztlich eine Frage der Zukunftssicherung sein. Sie können ihre Energiekosten langfristig solide kalkulieren - und dauerhaft auf dem heutigen Niveau festschreiben. Das heißt: Ihre Wettbewerbsfähigkeit steigt mit jeder Strompreiserhöhung der öffentlichen Versorger.

Steigende Strompreise

Dass die Strompreise das derzeitige Niveau nicht halten werden, daran bestehen keine Zweifel. So prognostiziert das Karlsruher Institut für Technologie in einem Gutachten von Mitte Mai 2012, dass die Strompreise in Deutschland bis zum Jahr 2025 um 70 Prozent steigen werden. Man müsse um die Konkurrenzfähigkeit deutscher Unternehmen fürchten, kommentierte der Karlsruher IHK-Präsident Bernd Bechtold die Ergebnisse. Und dies umso mehr, als die genannten Preiserhöhungen für Großkunden gelten. Bei Privathaushalten und kleineren Unternehmen dürften die Preise noch stärker steigen.

Messergebnisse: Positive Energiebilanz

Inzwischen liegen belastbare Ertrags- und Verbrauchsmessungen des seit Herbst 2011 laufenden Testsystems und weiterer seither installierter Systeme vor. Sie zeigen: 22 Quadratmeter nachgeführte Solarmodulfläche decken den Eigenbedarf eines Einfamilienhauses mit angeschlossenem Büro und zwei Elektrofahrzeugen zu rund 115 Prozent ab.

In den Monaten Januar bis Mai 2012 produzierte das Testsystem rund 3000kWh Solarstrom. Der Stromverbrauch des angeschlossenen Haushalts mit Büro und Elektrofahrzeugen belief sich im gleichen Zeitraum auf rund 2600kWh.

Die positive Energiebilanz zeigt sich auch am Verhältnis von Netzbezug und Netzeinspeisung: Von Januar bis Mai wurden rund 610kWh aus dem Netz bezogen. Eingespeist wurden in der gleichen Zeit rund 930kWh.

Interessantes Detail am Rande: Die zwei Elektroautos brachten es im Zeitraum der ersten Messungen auf eine Gesamtlaufleistung von rund 6000 Kilometer. Dafür verbrauchten sie rund 900kWh Strom im Einkaufswert von rund 200Euro. Rechnet man diese verbrauchte Energie aus der Bilanz heraus, hätte während der gesamten Messdauer kein Strom bezogen werden müssen. Zugleich aber wurden mit den Autos rund 400 Liter Benzin gespart, die bei den aktuellen Preisen mit mehr als 600 Euro zu Buche geschlagen hätten.