Wer das Ziel hat, sich mit Hilfe von Photovoltaik auf den Weg zu einer möglichst hohen Energieautarkie zu begeben, braucht dazu nicht nur einen Batteriespeicher. Es lohnt sich auch, die physikalischen Grundlagen etwas genauer zu betrachten.
Damit die Photovoltaik-Anlage nicht nur im Sommer große Mengen an Strom erzeugt, welche mit Hilfe eines Speichers in die Nacht und bei größerer Dimensionierung eventuell auch in die nächsten (sonnenschwachen) Tage „transportiert“ werden können, sollte man beim Bau einen kritischen Blick auf die Ausrichtung der Module werfen.
Eine Untersuchung von 5073 Jahres-Datensätze von 480 Photovoltaik-Anlagen in Baden-Württemberg, verifiziert und unterstützt durch eine Modellberechnung, ergab, dass
> Anlagen mit steilem Anstellwinkel der Module gegenüber Waagerecht und konsequenter Südausrichtung (Dachneigung/DN >45°; 180°Süd) am dunkelsten Tag des Jahres (21. Dezember) im Durchschnitt rund 1 Kilowattstunde pro Kilowattpeak und Tag ernten können.
> Ost- oder West-Anlagen mit flachem Anstellwinkel am dunkelsten Tag des Jahres (21. Dezember) im Durchschnitt nur rund 0,4 bis 0,5 Kilowattstunden je Kilowattpeak und Tag Strom erzeugen.
> der Gesamt-Jahresertrag beider genannten Ausrichtungen bei rund 85 bis 90 Prozent einer „ideal“ auf Jahresertrag ausgerichteten Anlage (DN: 40 bis 45°; 180° S; Süddeutschland) liegt.
Strom brauchen wir das ganze Jahr und jeden Tag. Häufig schwankt der tägliche Strombedarf im Jahresverlauf nur in einem schmalen Band. Will man also auch im Winter den Stromverbrauch durch möglichst viel eigenen Solarstrom decken, bestehen zwei Möglichkeiten. Entweder man richtet die Module ideal auf die Wintersonne aus (DN: 75 bis 80°; 180° S) oder man dimensioniert die Anlage einfach größer. Bei Anlagen mit Modulausrichtung nach Osten oder Westen muss die Anlage rund doppelt so groß, je nach Modulneigung sogar noch größer gebaut werden.
Möglicherweise kann auch die beste Modulausrichtung in einer ungünstigen Witterungsphase im Winter nicht den ganzen Tages-Strombedarf decken. Aber im Durchschnitt aller Wintertage erzeugt eine Anlage mit steiler Südausrichtung deutlich mehr Strom je Kilowattpeak als etwa nach Osten oder Westen ausgerichtete Anlagen. Wie gesagt im Durchschnitt, und letztlich aber auch in Summe könnte die richtige Ausrichtung von Photovoltaik-Modulen eine Menge Geld und knappe Ressourcen wie Fläche, Material, Energie und Arbeit sparen.
Leider findet diese Erkenntnis nach meiner Meinung bislang noch kaum Beachtung bei der Planung von Photovoltaik-Anlagen. Was machen wir eigentlich mit den Massen an Solarstrom im Sommer? Und wie wollen wir im Winter ausreichend Strom bereitstellen? Nach meiner Meinung wäre es an der Zeit, langsam anzufangen den physikalischen Grundlagen beim Ausbau der Photovoltaik mehr Aufmerksamkeit zu schenken. Und auch die Politik sollte darüber nachdenken, ob uns das EEG 2023, zumindest was die Förderung der Photovoltaik anbelangt, wirklich erfolgreich in die Zukunft führen kann. Bislang ist jedenfalls der Umgang mit der Winterstrom-Problematik im EEG nach meiner Meinung noch nicht wirklich angekommen.
— Der Autor Werner Schmid beschäftigt sich seit rund 20 Jahren mit Themen wie der Energieeffizienzberatung in der Landwirtschaft, Erneuerbaren Energien und der Stromerzeugung durch Photovoltaik. Er stellt über die Homepage der Landesanstalt für Landwirtschaft, Ernährung und Ländlichen Raum (LEL) in Schwäbisch Gmünd bereits seit 2004 Kalkulationstools und Artikel zum Thema Photovoltaik zur Verfügung. https://lel.landwirtschaft-bw.de/pb/,Lde/Startseite/Unsere+Themen/Erneuerbare_Energien
> Photovoltaik_Rendite_Rechner_Vers_10_0_7 (Stand: August 2022)
> Vollständiger Artikel zu Thema: Photovoltaikstrom und Energiewende – Quo vadis? (Praxisuntersuchung zur Modulausrichtung und zum Thema Winterstrom) —
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vielen Dank Herr Schmid, ich stimme ihnen da voll zu. Hatte einen Versuch gestartet und über die Wintermonate vier Module senkrecht gestellt; ein Modul nach Osten, zwei nach Süden und ein Modul nach Osten. Es ergab sich etwa ein trapezförmiger „Ernten/Ertrag“ über den Tag. Aber es kommt ja ganz langsam in den Medien – die Fassadenmontage.
Vielen Dank für ihren Kommentar. Und weiter viel Freude und Erfolg mit PV.
Stimme auch zu. Daher habe ich für mich entschieden mein unverschattetes Nord-Nordostdach zu belegen für starken Ertrag im Sommer ab dem Morgen und das Süddach mit 45 Grad Neigung hat an einem Sonnentag im Dezember tatsächlich einen ordentlichen Ertrag.
Vielen Dank für den zustimmenden Kommentar.
Hm. möglicherweise hängt die hier beklagte mangelnde Beachtung der optimalen Himmelsrichtung und Neigungswinkel bei der Montage damit zusammen, dass sie bei der Dachmontage in der Regel durch das Hausdach vorgegeben sind… Nur mal so eine Vermutung.
Hinzu kommt, dass für die Wirtschaftlichkeit einer Anlage in erster Linie der Gesamtjahresertrag zählt. Will man stattdessen den Ertrag im Winter oder zu Rand-Tageszeiten auf Kosten des Gesamtertrages fördern, müsste die Vergütung entsprechend angepasst werden.
Sie haben anscheinend das Argument nicht verstanden. Im Sommer wird in nicht allzu ferner Zukunft die 100%ige Versorgung durch grüne Energiequellen erreicht, aber was passiert im Winter? Da sind die Hinweise im Artikel vollkommen angebracht, und zwar nicht nur für die Gesellschaft als Gesamtheit, sondern auch für den einzelnen Investor.
Stimmt. Die Montage ist von der Fläche abhängig, auf die ich installiere. Aber manchmal gibt es doch Möglichkeiten etwas besser zu machen. Zugegeben nicht immer. Richtig ist auch, dass derzeit der Gesamt-Jahresertrag für die individuelle Wirtschaftlichkeit entscheidend ist. Aber mal größer und in Energiewende gedacht, und das war hier der Ansatz, brauchen wir eher mehr Strom im Winter, der Sommerstrom wird irgendwann, und ist es heute an manchen Tagen schon, zu viel sein. Und richtig ist: Die Förderung von PV nach meiner persönlichen Meinung daraufhin überdacht werden, den Winterstrom besser zu fördern. In Summe wollte ich mit dem Artikel nur einen Gedankeanstoss geben. Mehr nicht. Danke für ihren Kommentar.
PV-Jost
Bravo Herr Schmid, die Modulneigung ist eine wichtige Voraussetzung ob Süd,
Ost u. West oder Flachdach, für einen guten Jahresertrag sowie hohen Eigenverbrauch.
Aus jeder Örtlichkeit kann man das Optimum herausholen.
Das heißt hohe Qualität der Komponenten, sowie der Planung und Ausführung.
Was momentan auf den meisten Dächern passiert, hat in keiner Art und Weise mit
Nachhaltigkeit zu tun.
Unterkonstruktion ist das Fundament der Anlage, auch bei Ihnen wird diese Fundamentale Voraussetzung sehr stiefmütterlich behandelt.
Von den Anlagen die in Ihren Magazin veröffentlicht sind, schaut es auch ziemlich traurig aus,
aber was nicht ist, kann ja noch werden.
Vor allen Ihr Beitrag macht mir Hoffnung!!!
Mit freundlichen Grüßen
Sepp Jost
Noch ein Vorschlag von mir, Speicher in Privathaushalt ist für jeden Kunde ein Nachteil.
Sehr geehrter Herr Schmid,
Steile Aufstellwinkel sind alleine betrachtet ohne Frage vorteilhaft im Winter.
Für neue Dächer sollte die optimale Ausrichtung einer PV-Anlage priorität haben. Der großteil aller Anlagen wird aber auf vorhandenen Dächern errichtet, dort hat man nur einen sehr geringen Einfluss auf die Ausrichtung.
Bei Freiflächenanlagen vernachlässigen sie den Einfluss der Verschattung der Reihen untereinander und den damit verbundenen zusätzlichen Flächenbedarf. Steilere Winkel erfordern größere Reihenabstände. Als Beispiel, Freifläche 1 ha, keine Verschattung am 21. Dezember, 560 Wp Module, Simulation mit PVsyst, Standort Süddeutschland:
Aufstellwinkel: 40° | 20°
Installierbare Leistung [kWp/ha]: 694 | 1.002
Jahresenergieertrag [MWh/a]: 834 | 1.182
Produktion im Januar [MWh]: 35 | 41
Die „ungünstige“ 20° Ausrichtung produziert sogar im Januar 16,5% mehr Energie pro Hektar; auf das Jahr gesehen rund 42%.
Steile Aufstellwinkel sind also insbesondere in Bezug auf ihren Kommentar (im vollständigen Artikel) bezüglich des Konfliktes zur Nahrungsmittelproduktion kontraproduktiv. Hier wäre es deutlich sinnvoller den um mindestens Faktor 20(!) größeren Flächenverbrauch pro kWh von Biogasanlagen infrage zu stellen.
Das 500 GW Szenario das sie Thematisieren ließe sich auf nur 20% der Fläche realisieren die heute schon für Energiepflanzen verwendet wird. Dabei können Photovoltaikanlagen, sogar noch zur Biodiversität beitragen.
Da korrigiere ich noch ein wenig und behaupte eine bessere Flächeneffizenz um den Faktor 50-80. Gebe aber zu, dass das natürlich bei mindestens 20 mitgemeint ist! 🙂
Ich würde immer dafür plädieren, die Anlagen so zu bauen, dass die Jahressumme maximal ist. Was fehlt sind drei Dinge: Speicher, Speicher, Speicher…. Es ist völlig irreal anzunehmen, dass man den Solar- und Windstrom so geschickt mit dem Verbrauch kombiniert, dass es relativ weniger Pufferung durch Speicher bedarf. Meine Meinung: Speicher in die Hand der Netzbetreiber, die direkt die Abwärme nutzen, welche beim Speichern anfällt. Für den Betrieb dieser Speicher/Abwärmeinfrastruktur eine Speicherumlage auf jede verbrauchte Kilowattstunde Strom…
Sehr geehrter Herr Wurster,
danke für den Kommentar. Die Themen, welche Sie ansprechen sind zu vielfältig und umfangreich, als dass ich hier auf alles direkt antworten könnte. Tatsächlich sehe ich persönlich der Bau von PV auf guten landwirtschaftlichen Flächen, die wir für die Nahrungsmittelproduktion nutzen sollten, als äußerst problematisch. PV gehört nach meiner Meinung auf bereits „versiegelte“ Flächen (Dächer, Parkplätze usw.). Und in der Flur nur auf relativ „unproduktive“ Flächen, die es in ausreichender Zahl gäbe. Das Argument mit den Biomasseflächen greift aus meiner Sicht deshalb nicht so richtig, da diese Flächen in gutem agronomischen Zustand gehalten werden und binnen eines Jahres wieder der Lebensmittelerzeugung zugeführt werden können. Das geht mit PV_Freiflächen nicht.
Lieber Herr Schmid, was die Frage Freifläche oder Dächer angeht, gilt nicht ein entweder-oder sondern ein sowohl-als-auch.
Wenn man die notwendige Freifläche (3% der Landesfläche) belegt hat, bedeutet es, dass diese Flächen für 20 Jahre aus der landwirtschaftlichen Intensivnutzung herausgenommen sind. Der Boden kann sich erholen, wenn es eine vernünftige Landesplanung gibt, dienen die Flächen gleichzeitig als „Trittsteine“ zum Biotop-Verbund. Diese Fläche entspräche außerdem etwa dem, was die EU ohnehin ab diesem Jahr stillgelegt haben wollte, und was nur wegen des russischen Terrorkriegs verschoben wird. 3% für 20 Jahre bedeutet, dass man nach 660 Jahren einmal rum ist, bis den Flächen wieder die 20-jährige Ruhepause gegönnt wird.
Die Dächer trotzdem zu belegen ist vor allem deshalb sinnvoll, weil damit das Thema „Energiewende“ zu jedem Bürger getragen wird, auch zu denen, die sich unter einer kWh nicht viel vorstellen können. Die ca. doppelt so hohen Kosten dieser Dachanlagen kann man zu Gunsten des gesellschaftlichen Friedens akzeptieren. Einen Anlass für PV-Pflicht auf kleinen Dächern gibt es also nicht. Wer will, der darf, und macht dabei kein schlechtes Geschäft, wer nicht will, der darf dann nicht meckern.
Die hier immer wieder angesprochene „Autarkie“ dank PV ist nichts als ein romantischer Gedanke ohne praktischen Wert. Solange es keine 100%-Autarkie ist, ist es keine Autarkie im Wortsinne und deshalb nicht viel wert. Die 100% sind aber so teuer (oder nur mit erheblichen Einschränkungen) zu erreichen, dass sich das kaum einer leisten kann, und von denen (vernünftigerweise!) nur eine verschwindende Minderheit auch leisten will.
Mir persönlich ist eine PV-Anlage auch lieber als ein 20mal oder mehr so großes Maisfeld. Das ist zwar für unser Auge ein etwas gewohnterer Anblick, dient aber in Wahrheit nur den Interessen der Saatgut-, Pestizid- und Düngemittelindustrie. Die Bauern, die nicht merken, wie sie von dieser Industrie verschaukelt werden, sind nur deren nützliche Idioten. Besser wäre es, wenn sie sich für die Lebensmittelproduktion einsetzten. Aber offenbar fällt es ihnen schwer zu unterscheiden, ob sie ihre Felder dafür oder für die Biogasproduktion bearbeiten.
Sehr geehrter Herr Schmid,
Biogasanlagen beiseite, ihr Argument der nicht optimalen Ausrichtung bei Freiflächenanlagen ist einfach falsch, weil ihr Model zu einfach bzw. zu ungenau ist.
Die „physikalischen Grundlagen“ zeigen, dass eine „falsche Ausrichtung“ selbst im Winter satte 16,5% mehr produziert, auf das Jahr gesehen sogar 42%.
„…. Noch ein Vorschlag von mir, Speicher in Privathaushalt ist für jeden Kunde ein Nachteil.“
Nachteil in Bezug auf was? Rendite?
Solche platten pauschalen Aussagen nachdem Sie vorher davon gesprochen haben das man aus jeder Örtlichkeit das Optimium herausholen kann zeugen nicht von objektiver Sichtweise.
Mein Batteriespeicher-Hersteller versorgt mich seit Jahren mit einem günstigen Stromtarif welcher nun durch den Wegfall der EEG Umlage auf 23Cent gesunken ist (kein Flat-Tarif!) . Auch dies ist u.a. ein Faktor welcher in die Betrachtung Vor- und Nachteile einfließen könnte.
Es kommt hat wie Sie schon sage auf die Betrachtung der örtlichen Bedingungen drauf an.
Das rechnen Sie mal vor, dass ein Speicher Sie mit günstigem Strom versorgt….
Bitte die ganzen Kosten. Also Aufpreis zur Anlage ohne Speicher.
Ich habe noch keine Rechnung für normale Verbraucher gesehen, wo Speicher finanziell lohnend sind. Meist mindestens Faktor 2 zu hoch.
Beim Thema Flächenverbrauch muss aber unbedingt der Flächenverbrauch für die Tierfutterproduktion mit in die Betrachtung, wenn wir unseren Fleischverzehr halbieren würden, würden wir viele Probleme lösen.
Beim Neubau sollte selbstverständlich auf eine bestmögliche Art der potentielle Solarertrag genutzt werden.
Nur im Bestand gilt halt die Regel: „Man kann nur mit den Jungs tanzen, die da sind.“
Und vor dem PV Überschuß im Sommer sollten wir nun wirklich keine Ängste aufbauen !
Mit V2H könnten PV Dachnutzer und eMobilisten im Sommerhalbjahr fast sowieso auf fossile Energiekonzerne verzichten.
Und darüber hinaus braucht P2Gas massive PV Überschüsse um auf vernünftige Betriebstunden zu kommen.
Vamos
Ich kann verstehen den Autarkiegrad eines Einfamilienhauses nahe 100% zu bringen. Die jetzige Gesetzeslage zwingt uns Heimspeicher zu nutzen und eventuell auch alle Himmelsrichtungen mit Modulen zu belegen oder auch die Neigungswinkel zu verändern. Dadurch ernte ich aber nicht die größte Menge an Strom und bin hier nicht sehr nachhaltig . Das ist für viele nicht so schlimm, da die Einspeichervergügung sehr niedrig ist wenn jede Kilowattstunde Erzeugung im Winter 30 Cent wert ist. Aber was ist, wenn sich die nächsten fünf Jahre die Rahmenbedingungen massiv ändern? In Holland kann man den Strom, welchen man im Sommer einspeist im Winter verbrauchen. Dann würde die Anlage welche übers Jahr am meisten Strom produziert der Gewinner sein. Wir bauen hier Anlagen welche weit über 20 Jahre stehen bleiben sollen und 20 Jahre Einspeisevergütung bringen. Anlagen vertikaler Art liefern jetzt Strom vor allem Vormittag und Nachmittag. Die Anlagen sind teuer und der Ertrag pro Hektar ist geringer. Mit den jetzigen Speichermöglichkeiten entlasten sie das Netz. Aber wie sieht das in fünf oder zehn Jahren aus? Werden dann Stromspitzen aus kombinierten Solar und Windparks dezentral zu Gas verarbeitet? Wenn Strom und Wind gut aufgebaut sind, werden über 95% des jährlichen Verbrauchs gedeckt. Deswegen muss man auch keinen Strom vom Sommer in den Winter bringen, wenn genug erneuerbare Energien vorhanden sind. In acht Jahren sollen 15 Millionen Elektroautos in Deutschland zugelassen sein. Diese dienen alle als große dezentrale Speicher, welche im Sommer hauptsächlich PV Strom und im Winter Windstrom puffern. Wenn die Stadtwerke alle kleinen Speicher mit Quartierspeichern ergänzen und steuern wird die Dunkelflaute ein Fremdwort. Ob sich dann die Erzeugung von Strom außerhalb der Stromspitzen mit besseren Preisen rechnet wird die Zeit zeigen. Ich würde mich auch im Blick auf die Zukunft für eine maximale Stromerzeugung entscheiden. Die einzige Alternative wären horizontale und vertikale Nachführsysteme. Trotz Mehrertrag ist die Erzeugung hier halt teurer.
Sehr geehrte/r E.Wolf,
im Bestand gebe ich ihnen durchaus recht. Man kann nur die Dachfläche belegen, die man hat. Aber ich glaube wir haben noch nicht alle Potentiale ausgeschöpft. Bei mir Zuhause habe ich ein Treppenhaus im Süden des Wohngebäudes (Baujahr 1959) vor welches ich in den nächsten Jahren eine GLAS-GLAS-Fassade anbringen möchte. Ca. 4-5 kWp. Damit generiere ich zusätzliche PV-Fläche an/auf einem Gebäude, die zudem guten Winterertrag hat und nicht von Schnee außer Gefecht gesetzt werden kann. Zum PV-Überschuß im Sommer können Sie meine Bedenken leider nicht zerstreuen. Was machen wir mit 300 bis 500 GW Einspeiseleistung im Extremfall? Ich fürchte das schafft weder V2H noch P2Gas. Zumindest sind mir keine auf den 1/4 Stunden-Lastgang heruntergebrochenen belastbaren Szenarien dazu bekannt. Wenn Sie da Infos haben wäre ich dankbar. Vielen Dank für ihren Kommentar
Darum sollte man bei der Festsetzung von Grenzen für Finanzamt, Regelbarkeit der Einspeisung mal dazu übergehen die maximale Wechselrichterleistung statt der stumpfen KWp heranzuziehen.
Es tut mir leid!
Wie die vielfältigen unterschiedlichen Richtungen in den Diskussionsbeiträgen zeigen, liegt der Autor Werner Schmid mit seiner These goldrichtig.
Welches Ziehl sollte durch PV letztendlich erreicht werden?
Max-Leistung oder Max-Ertrag!
Gäbe es ein Tarifmodell, welches den Unterschied entspreched abbilden könnte?
Hier wäre m.E. die Energiewirtschaft oder auch die Wissenschaft gefragt, sich nach Corona-Pause fundiert zu Sachverhalt der Optimalen PV-Energieerzeugung zu äußern.
Sehr geehrter Herr Thomas I.,
vielen Dank für ihren Kommentar. Mir sind leider auch keine Tarifmodelle bekannt, die sich der Problematik widmen. Aber ich bin zuversichtlich, dass mit zunehmender Diskussion um die Frage, wie vier uns 365/24 mit Strom versorgen wollen, solche Modelle kommen.
Es kann gar nicht „zu viel“ grüner Strom im Sommer produziert werden, wenn man den nicht benötigten in Form von Wasserstoff für den Winter speichert…..
d.h. der Artikel lenkt vom Thema ab, das da lautet: Wir müssen so schnell als möglich so viele wie möglich erneuerbare Energiequellen erschliessen, wenn wir nicht abhängig bleiben wollen.
Wünsche einen heissen Sommer (nee, keine Klimaerwärmung, gabs früher schon) und einen kalten Winter mit viel Zeit zum Nachdenken….
Sehr geehrter Herr Doerig,
vielen Dank für ihren Kommentar. Ich persönlich befürchte jedoch, dass die Wasserstoffwelt es nicht schaffen wird die PV-Leistung im Sommer „aufzubrauchen“. Gehen wir mal davon aus, dass irgendwann die 500 GWp installiert sind. Die bringen an Tagen, wie wir sich in den letzten Wochen erlebt haben, vermutlich über lange Tageszeiten eine Erzeugungsleistung zwischen 200 bis 400 (500) GW. Bei einem Stromverbrauch (Leistung) von 60 bis 80 GW in der Tagesspitze im Netz (https://energy-charts.info/?l=de&c=DE), wie es in den letzten Wochen der Fall war, sind da noch rund 120 bis 340 GW frei. In der Wasserstoffwelt reden wir aber nach meiner Kenntnis derzeit von 5 bis 10 GW Erzeugungsleistung. Denn die Anlagen müssen, um wirtschaftlich zu arbeiten, möglichst lange laufen. Ob wir den Rest durch Laden von Autobatterien, Laden von Heim- und Großspeichern etc. schaffen ist für mich fraglich. Ein echt belastbares Szenario ist mir dazu leider nicht bekannt. Wenn Sie Informationen in dieser Richtung haben wäre ich dankbar für einen Hinweis.
wie Sie bei diesen Leistungsdaten erkennen können:
die Wahrheit zum knappen Gut ist (in ein „paar“ Jahren) nicht länger Gas mit hohem Wasserstoffanteil, sondern das Gasleitungsnetz (und evtl. Nordstream 2 in Gegenrichtung) und Kundenstrukturen?
Hallo,
ja die Kommentare sind vielfältig. Da kommt noch eine Denkrichtung von mir hinzu die ich hier bisher noch nicht gelesen habe. Klar macht es Sinn mit den Modulen den maximalen Ertrag zu erzielen, dann wäre da nur noch die fehlende Ergänzung mit einem Langzeitspeicher der den Überschuss vom Sommer in den Winter trägt. Und bei dem Unterschied zwischen Einspeisevergütung und Bezugspreis darf der auch gern Verluste haben.
Ein etwas systematischeres Nachdenken wäre schon sinnvoll. Der Artikel geht ganz selbstverständlich davon aus, dass man zur PV-Anlage eine Batterie betreibt, um den Eigenverbrauchsanteil zu optimieren. Wie hier von anderen schon angedeutet, belastet aber eine eigene Batterie die Gesamtrendite, zumindest bei den Preisverhältnissen, die wir langfristig erwarten, also näher an den bisherigen als an den aktuellen krisenhaften. Das Betriebsrisiko (Brand, Defekt) von Li-Ionen-Batterien scheint auch nicht vernachlässigbar zu sein, was zumindest für mich das KO-Kriterium ist.
Systematisch:
Batterie: ja oder nein?
Dachneigung: gegeben oder noch anpassbar?
Zielsetzung: Gesamter Strommarkt oder private Optimierung?
Insgesamt müsste man also 8 Fälle unterscheiden. Von diesen wird im Artikel der Fall „Batterie ja, Dachneigung anpassbar, private Optimierung“ behandelt.
Ich persönlich finde das genaue Gegenteil viel interessanter: keine eigene Batterie, Dachneigung gegeben und optimiert für den Gesamtmarkt. Und da kommt man wohl zu anderen Schlüssen:
– Warum keine Batterie habe ich oben schon gesagt.
– Die Module steiler zu stellen auf einem Dach mit kleinem Neigungswinkel reduziert nur die Zahl der installierbaren Module auf dem Dach, was dann Ertrag im Sommer kostet, aber keinen (absoluten) Zusatzertrag im Winter bringt.
– Betrachtet man den gesamten Strommarkt, hat die PV derzeit zwei wesentliche Probleme: Zu wenig Ertrag im Winter und das ganze Jahr hindurch morgens und abends. Das Winterproblem wird von der Windkraft zumindest teilweise kompensiert, das morgens/abends-Problem nicht. Auch wenn man die künftig regelmäßig zu erwartende sommerliche Überproduktion der PV vernünftig (d.h. für die Elektrolyse) nutzen will, wäre zur besseren Auslastung der Elektrolyseanlagen eine gleichmäßigere Produktion wünschenswert.
Das spricht sehr stark für Ost-West-Anlagen, wo es geht: Hohe Flächeneffizienz, marktangepasstes Erzeugungsprofil, akzeptable Moduleffizienz. Wenn Ost-West nicht geht, sollte man sein Dach einfach voll machen – das bringt allen am meisten.
Sehr geehrte/r Herr/Frau JCW,
vielen Dank für ihren Kommentar. Im Meinungsbeitrag wollte ich sowohl den einzelbetrieblichen/ einzelhaushaltlichen Aspekt, als auch den Aspekt „Energiewendetauglichkeit“ von PV beleuchten. Vermutlich ist es mir nicht komplett gelungen in dem kurzen Meinungsbeitrag den gesamten Inhalt zu transportieren, welcher in den dahinter liegenden Überlegungen steckt. Ich würde mich darüber freuen, wenn Sie vielleicht meinen gesamten Artikel (Link siehe oben) lesen würden. Vielleicht finden Sie dort die eine oder andere Antwort auf ihre Anmerkungen.
Mir gefällt der ganze Ansatz der Diskussion nicht. Da wir durch politische Entscheidungen wie z.B die 10 h Regel viel zu wenig Windstrom in Deutschland haben meinen hier viele, dass wir zu viel Strom im Sommer erzeugen. Um eine erfolgreiche Energiewende zu haben brauchen wir Wind und PV in mehrfacher Überproduktion. Im Dachbereich ist der Ausbau, welchen wir in kürzester Zeit brauchen nicht geeignet, da die Kapazitäten am Limit sind. Die schnellste Art PV im Gigawatt Bereich aufzubauen geht nur mit biologisch ausgelegten Parks. Hier können wir am schnellsten zu bauen. Repowering von Windrädern wäre der nächste Schritt. Netzbetreiber und Kommunen müssen den Strom sinnvoll verarbeiten. Sie haben Speichermöglichkeiten und Fernwärme Maßnahmen anzubieten. Der Kunde baut seine Anlage mit dem maximalen Ertrag an kWh. Voll einspeiser bekommen jetzt auch schon den Winterstrom gut bezahlt. Bei genug Windstrom wird man diese Subvention nicht mehr brauchen.
Kleiner empirischer Input zum Thema:
Da unser Dach eine steile Aufstellung von 45 Grad vorgab, produzieren wir natürlich über das Jahr kein Maximum, dafür über die letzten 5 Jahre genau 1/3 der Energie (von 8’400 kWh) im Winterhalbjahr.
Anlage (6 kWp) im Schweizer Mittelland auf 600m produzierte über die Monate wie folgt:
Jan: 4.6%, Feb: 6.5%, März: 9.7%, Apr: 11.4%, Mai: 10.7%, Jun: 11.2%, Jul: 11.6%, Aug: 10.8%, Sept: 9.8%, Okt: 7.9%, Nov: 3.5%, Dez: 2.5%.
Auffällig finde ich die grosse Produktion im Frühjahr, was sehr erwünscht ist, weil dann in der Schweiz die Speicherseen leer werden.
Hallo Herr Müller,
vielen Dank für die Bestätigung der Ergebnisse meiner Untersuchung! Sowohl für den eigenen Haushalt als auch für die Energiewende ist eine gute Stromproduktion im Winter m.E. sinnvoll, auch wenn das Gesamtergebnis im Jahr etwas schwächer ausfällt. Man spart Geld und die immer knapper werdenden Rohstoffe. Weiterhin viel Erfolg mit ihrer Anlage.
Sehr geehrter Herr Schmid,
eine Bestätigung ihrer Ergebnisse wäre, wenn das Dach 20° vorgegeben hätte und mit der, wegen Verschattung bei 45°, deutlich geringeren installierbaren Leistung im Winter trotzdem absolut gesehe mehr kWh produzieren würden. Das ist aber eben nicht der Fall!
Der Autor Werner Schmid schreibt in seinem Artikel.
Wer das Ziel hat, sich mit Hilfe von Photovoltaik auf den Weg zu einer möglichst hohen Energieautarkie zu begeben, braucht dazu nicht nur einen Batteriespeicher. Es lohnt sich auch, die physikalischen Grundlagen etwas genauer zu betrachten.
@ Werner Schmid.
Ich denke mal für Energieautarkie, ist zu nächst einmal ein Heimspeicher das Primäre..Man schlägt damit zwei Fliegen mit einer Klappe. Nicht nur, dass man seinen Strom selbst erzeugt, handelt man auch noch im Sinne der Energiewende. Was hier noch gar nicht zur Sprache gekommen ist, sind die gegenwärtig, zur Energiewende kontraproduktiven gesetzlichen Rahmenbedingungen. Wer nicht will, dass sein selbst erzeugter Grünstrom ins öffentliche Netz eingespeist wird, und am Spotmarkt der Börse zu Graustrom degradiert, und verramscht wird, hat mit dem Speicher schon alles getan, um so viel wie möglich davon, vor dieser Misshandlung zu bewahren. Vor diesem Hintergrund sehe ich die Ausrichtung nur zweitrangig. Bei unserer ersten kleinen PV Anlage, die 1992 ans Netz ging, war die optimale Südausrichtung noch vordergründiger, weil die Einspeisevergütung damals 99 Pfennig, später mit EEG 50 Cent betrug. Heute nach dem wir erweitert haben und im im Eigenverbrauchsmodus produzieren, geben wir der Wintersonne, als auch der Ost/West Ausrichtung den Vorzug, weil im Sommer der Speicher eher überlaufen kann als im Winter.
Hallo Herr Diehl,
ja, wir Praktiker haben seit längerem verstanden, dass nicht der Sommer das Problem ist. Die Flaute im Winter ist zu beheben. Und das geht leider nur begrenzt. Heißt mit allerlei Anlagenleistung nach Ost,West,Süd (Nord im allerletzten Fall) mit Anstellwinkel größer 45°. Und das ist nur mit ausreichend Möglichkeiten machbar, was beim Einzelnen kaum gegeben ist. Zaun, Fassade, sonstige vertikale Flächen müssten dazu bebaut werden. Und dazu sind die Gesamtkosten leider viel zu teuer. Also muss es entweder Subventionen dafür geben, die in einem gegebenen Rahmen bleiben je Haushalt, oder durch Skalierung die Komponenten viel billiger werden. Ich glaube an beides nicht wirklich. Die vielen Mieter, welche keine Chance haben, mal außen vor gelassen. Daher bin ich Wieder als Praktiker skeptisch, dass wir hier zu Lösungen kommen, die das Ziel auch ökonomisch sinnvoll erreichen. Und da haben wir noch nicht über Energieversorger und Lobby gesprochen. Das Ausland wundert sich und der deutsche Weg ist mal wieder so nabelschauend wie kopfschüttelnd zu konstatieren. Wir haben 10 Jahre verpennt, und die Regierungen , mit Gabriel, Altmaier oder Rösler Leute als grobe Verhinderer an entscheidenden Hebeln gehabt. Jetzt wo das Haus dank Putin brennt, da ist leider nur noch chaotische Panik zu sehen. Die Zeit welche jahrelang da war, würde auch von den jetzt zu stützenden Energiekonzernen nie genutzt. Sie müssten nicht. To big to fail..
Sorry für das Abschweifen, aber es müsste mal wieder raus. Wir haben keine Lobby und werden die absehbar auch nicht bekommen. Also weiter klein klein und jeder bisschen was für dich privat. Da reicht dann auch ein 50kw Bleiakku Speicher mit 20kw Leistung für 80% des Stromes. Effizient ist das nicht, aber es beruhigt.
Die Behauptung, das generell auf Jahres-Ertrag optimiert werden sollte, ist dann doch zu relativieren!
Häuser die mit Wärmepumpe beheizt werden, haben dafür im Winter einen erheblich höheren Bedarf an elektrischer Energie. Häuser in meiner Nachbarschafr im Winter etwa doppelt so viel, wie im Sommer.
Hier lohnt es auf jedem Fall, die Ausrichtung für den Sonnenstand im Winter zu optimieren! Oder zumindest einen Kompromiss in diese Richtung zu suchen.
Ich hätte eine wichtige Frage an alle?? Ich habe mir eine PV Anlage unter 10KW gekauft und wollte eine Ost und West Aufstellung machen? Wäre es sinnvoll? Ost Seite 8 Module je 405 Watt und 17 Module je 405 Watt! Bitte um Feedback?
Ich kenne bisher nur Ost/West Anlagen bei denen die Module gleichmäßig verteilt wurden.
Warum wollen sie im Westen mehr Module haben?
Verstehe ich das richtig, 8 Module nach Osten und 17 nach Westen.?
Bei uns ist die Anordnung etwa umgekehrt. Ich habe den Eindruck, dass die Morgensonne effektiver ist, als die am Nachmittag. Besonders im Hochsommer wenn die Temperaturen noch Einfluss nehmen. Beobachten kann ich das an einem Display, das wir im Hausflur angebracht haben..Dazu kommt, dass in vielen Haushalten zu der Zeit gekocht wird, und oder die Waschmaschine läuft.
Decken Sie ein Modul zur Hälfte mit einer Plane zu, um unter 10 kW zu bleiben. ???
Frage ist ja, Speicher oder smarter Verbraucher?
Wann benötigen Sie welche Energie?
Ich würde, so es geht 3 Seiten bauen. Auch West bringt einiges, wieder abhängig von Neigung und Verschattung. Aber grundsätzlich eher gleiche Leistung je Ausrichtung bis 60/40 für Ost. Bei Speicher egal
Nachtrag.
Ich bin davon ausgegangen, dass Sie im Eigenverbrauchsmodus produzieren wollen.
Ich stimme überhaupt nicht zu!
Ausrichtung sprich Optimierung ist veraltet. Wir brauchen mehr Energie bei schlechten Wetter! Bei Sonne reichen den meisten Kunden wenige Module… und bei schlechtem Wetter ist alles im Schatten der Wolken. …
Ausserdem bestehen die meisten Dächer man hat also keine Wahl. Alle Dächer voll auch die Nordseite.
Kernfrage für Deutschland: Wie oft/lang scheint in Deutschland zwischen November und Januar, dem Zeitraum des tiefsten Sonnenstands, die Sonne 😉
Sind wir Kleinbetreiber von Solaranlagen die Retter der deutschen Stromversorgung im deutschen Winter?
Wind gibt es auch oft ausreichend in der kalten Jahreszeit. Sonne leider nicht in unseren Gefilden. Der Klimawechsel beschert uns mehr Regen im Winter und weniger Regen in den wärmeren Jahreszeiten.
Hallo Zusammen,
ich finde die Untersuchung als auch die Ergebnisse hoch interessant mit dem Blick auf die gesamte oder Saisonale Ertragsoptimierung.
Auch die Kommentare zeigen, dass diese Optimierungspotentiale – Max. kWh pro Saison – bestätigt werden. Wie beschrieben wird aber ein Großteil diese grüne Energie zu den Peakzeiten oftmals eingespeist „verramscht“ .
Wenn ich mir etwas wünschen dürfte, wäre es das die Ertragsdaten nochmal in Richtung Maximierung der Ertragsstunden gefiltert werden, besonders für die Übergangszeit und im Winter. Ziel wäre die Eigenverbrauchsstunden pro Tag zu optimieren ohne Speicherpufferung.
Damit könnte in die Richtung Energieautakie der Speicherbedarf minimiert werden.
Beste Grüße Alex