Mehr Strom von der Sonne: Die Photovoltaikanlage optimieren

Eine Photovoltaikanlage für das eigene Heim ist eine nachhaltige Anschaffung – besonders dann, wenn sie optimal auf die eigenen Bedürfnisse abgestimmt ist. Ein Schlüsselfaktor dabei ist der Eigenverbrauch, also wie viel des selbst produzierten Sonnenstroms auch selbst genutzt wird.

Die Effizienz der Photovoltaikanlage hängt hauptsächlich davon ab, wie hoch der eigene Strombedarf ist und wann der Strom im Haushalt verbraucht wird. Die Optimierung einer PV-Anlage richtet sich somit sehr nach den individuellen Begebenheiten und dem persönlichen Nutzerverhalten.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, um den Eigenverbrauch des selbst produzierten Sonnenstroms zu erhöhen:

• Einen Batteriespeicher installieren
• Einen virtuellen Speicher nutzen
• Intelligentes Energiemanagement
• Photovoltaik mit einer Wärmepumpe kombinieren

Die Optimierung einer Photovoltaikanlage beginnt aber bereits bei der Planung und geht bis hin zur Wartung bzw. zum PV-Check im Betrieb.

Photovoltaik: Effizient ist nicht gleich unabhängig

Mit modernen Photovoltaikanlagen können private Haushalte grundsätzlich bilanziell genügend Strom produzieren, um sich selbst mit Energie zu versorgen. Aber ist das auch wirtschaftlich? Eine optimal auf die individuellen Gegebenheiten abgestimmte PV-Anlage zielt auf Effizienz und Rentabilität (siehe auch: "Wie unabhängig bin ich mit einer PV-Anlage?").

Die richtige Planung einer PV-Anlage

Dabei ist vor allem darauf zu achten, die Größe des eigenen Sonnenkraftwerks bedarfs- und nicht flächenorientiert auszuwählen. So hält man die Eigenverbrauchsquote so hoch wie möglich und damit die PV-Anlage effizient. Eine wichtige Frage ist daher: Wie viel Strom brauche ich überhaupt? Das ist natürlich sehr vom Lebensstil und der Ausstattung des Hauses abhängig. Die optimale Größe einer PV-Anlage richtet sich sehr nach dem persönlichen Nutzerverhalten (siehe auch: "Die richtige Größe einer PV-Anlage: 5 Faktoren die eine Rolle spielen").

Neben der Fläche müssen bei der Dimensionierung des Sonnenkraftwerks am Eigenheim auch Faktoren wie die Ausrichtung (am besten Richtung Süden), die Neigung des Daches (etwa 30 Grad für die höchste Energieausbeute) sowie eine mögliche Verschattung der Dachfläche berücksichtigt werden (siehe auch: "Photovoltaikanlage: Die Standortbedingungen richtig nutzen").

Tipp: Mit dem PV-Planer der Kelag lassen sich einfach die Idealfläche und Kosten Ihrer persönlichen Photovoltaikanlage ermitteln.

Die richtige Technik: Auswahl der Photovoltaikmodule

Bei der Planung sollte man auch auf die richtigen PV-Module achten. Effiziente Module können selbst bei niedriger Sonneneinstrahlung gute Erträge erzielen. Dabei gibt es im Wesentlichen zwei unterschiedliche Bauarten, die sich im Ertrag und Preis unterscheiden: mono- und polykristalline Photovoltaikmodule.

Für private Einfamilienhäuser setzten sich in den letzten Jahren vermehrt monokristalline Module durch – obwohl sie etwas teurer sind. Sie haben jedoch einen höheren Wirkungsgrad, eine längere Lebensdauer und sind robuster. Die meisten Module haben heute eine Leistung von etwa 300–350 Watt Peak (Wp).

Erklärung: Monokristallin heißt, dass die Zellen aus einem einzigen größeren Siliziumkristall bestehen, bei polykristallinen Modulen sind es mehrere Siliziumkristalle.

Welchen Speicher für die Photovoltaikanlage?

Die Photovoltaikanlage erzeugt den meisten Strom untertags, der höchste Stromverbrauch ist jedoch am Abend oder in der Früh. Ein Stromspeicher macht es möglich, dass der Strom dann zur Verfügung steht, wenn er gebraucht wird. Der eigene PV-Strom kann somit rund um die Uhr selbst konsumiert werden.

Es gibt zwei grundsätzliche Arten von Stromspeichern, um die Lücke zwischen Angebot und Bedarf zu schließen: entweder als physische Batterie im Keller oder als virtueller Speicher, auch Speicher-Cloud genannt.

Batteriespeicher vs. virtueller Speicher

Mit einem physischen Stromspeicher bleibt die erzeugte Energie in Ihren eigenen vier Wänden. Speicher-Clouds funktionieren dagegen nach einem ähnlichen Prinzip wie Datenclouds.

Bei einem virtuellen Speicher wird die überschüssige Energie in Kraftwerken gespeichert. Sollte der momentan selbst erzeugte PV-Strom nicht ausreichen (etwa im Winter), kann man auf diesen deponierten Sonnenstrom zurückgreifen. So steht Ihnen der Sonnenstrom genau dann zur Verfügung, wenn Sie ihn brauchen.

Die wichtigsten Informationen über physische Batteriespeicher

• Basiert auf Lithium-Ionen-Technologie (wie beim Smartphone, Laptop oder Elektroauto).
• Wird im eigenen Zuhause (meistens im Keller) installiert.
• Eignet sich sehr gut, um tagsüber gespeicherten Strom auch nachts zu nutzen.
• Erhöht die Eigenverbrauchsquote auf etwa 60 bis 80%.

Die wichtigsten Informationen über virtuelle Speicher

• Der Überschuss kann nicht nur am nächsten Regentag oder nachts abgerufen werden. Der virtuelle Speicher kann auch saisonale Unterschiede – z.B. den geringeren PV-Ertrag im Winter – ausgleichen.
• Es entfallen Installations-, Wartungs- und Entsorgungskosten.
• Als Richtwert gilt: Ein virtueller Speicher kann bis zu 50% günstiger sein, als ein Batteriespeicher.
• Stimmen die jährliche Sonnenstromproduktion und der Stromverbrauch kalkulatorisch überein, erreicht man einen Eigenverbrauch von 100%.

Mehr zum Thema können Sie unter "Photovoltaik: Strom im Keller oder in der Cloud speichern?" nachlesen.

Wärmepumpe und Photovoltaik - eine effiziente Kombination

Das Grundprinzip einer Wärmepumpe klingt recht simpel: Sie entzieht der Umwelt Wärme und bringt diese auf ein höheres Temperaturniveau. Das funktioniert äußerst effizient. Lediglich ein Viertel der benötigten Energie ist Strom. Die restlichen drei Viertel der Wärmeenergie kommen direkt aus der Umwelt und sind somit kostenlos und umweltfreundlich. Die Betriebskosten einer modernen Wärmepumpe sind deutlich geringer als jene von Gas- oder Pelletsheizungen.

Um die laufenden Kosten weiter zu senken, eignet sich die Kombination der Photovoltaikanlage mit einer Wärmepumpe. Durch den nachhaltigen Sonnenstrom sinken die Heizkosten, im Gegenzug steigert die Wärmepumpe den Eigenverbrauch und damit die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage. 

Energiemanagementsysteme: Strom intelligent nutzen

Die gezielte Steuerung von Stromverbrauchern im Haushalt erhöht den Eigenverbrauch. Mit der intelligenten Gerätesteuerung durch Energiemanagementsysteme geschieht das vollkommen automatisch. Dabei werden Wetterprognosen, Gebäude- und Nutzungsverhalten eingerechnet, um die Energienutzung zu optimieren. Energiemanagementsysteme helfen bis zu 20% Strom- und Heizkosten zu sparen.

Wartung für dauerhaft vollen Ertrag der PV-Anlage

Der optimale Betrieb einer Photovoltaikanlage setzt voraus, dass keine mangelhaften Module oder anderen Schäden vorhanden sind. Das Sonnenkraftwerk am eigenen Dach ist grundsätzlich sehr robust. Muss es auch sein, denn es ist permanent Wind und Wetter ausgesetzt. Trotz der Launen der Natur arbeiten sie im Regelfall bis zu 25 oder 30 Jahre lang ohne Probleme.

Dies ist aber keine Garantie dafür, dass nichts defekt werden kann. Fehler, Mängel oder Schäden schlagen sich sofort im Ertrag nieder. Unsichtbare Beschädigungen können auch zu sogenannten Hot Spots führen und in seltenen Fällen zum Sicherheitsrisiko werden. Deshalb ist eine regelmäßige Wartung durch Experten nötig. Dabei werden nicht nur die PV-Module, sondern auch die Verkabelung, die Verbindungen und der Wechselrichter überprüft. Detaillierte Informationen dazu finden Sie unter "Photovoltaikanlagen: Wartung und Reinigung für besseren Ertrag"

PV-Check: Wärmebild deckt Schäden auf

Auch ein PV-Check mittels Infrarotkamera bringt Gewissheit über mögliche Störungen, beispielsweise nach einem heftigen Unwetter. Wärmebilder decken etwaige überhitzte PV-Module auf. Überhitzung ist immer ein Anzeichen für einen Mangel, etwa einen Wackelkontakt oder defekte Anschlussklemmen. Darüber hinaus empfiehlt es sich auch, nach der Installation und vor dem Garantieende einen PV-Check durchführen zu lassen.

Die Vorteile von Wartung und PV-Check:

• Qualitätssicherung: Bestätigung der Qualität der Installation und Anlage
• Gewährleistung: Bei Leistungsgarantie oder Produktgarantie
• Durchblick: Unsichtbare Schäden (etwa durch Hagel oder Sturm) werden erkannt.
• Funktion und Sicherheit: Keine Erhitzungen oder Leistungsverluste durch schlechte Installation
• Effizienz: Eine voll funktionsfähige Anlage bringt vollen Ertrag.

Muss eine Photovoltaikanlage gereinigt werden?

Bereits ab einer geringen Modulneigung von etwa 10° tritt ein gewisser Selbstreinigungseffekt etwa durch Regen ein. Eine zusätzliche Reinigung ist nur selten notwendig, vor allem aber in Gegenden mit größerer Verschmutzung (etwa neben stark befahrenen Straßen). Mehr Informationen finden Sie unter: "Photovoltaikanlagen: Wartung und Reinigung für besseren Ertrag".