Erfahrungen mit unserer 10 KWp-Anlage auf dem Hausdach

Wie läuft das eigentlich ab? Ein paar Erfahrungen einer Installation im November 2020 für alle, die auch darüber nachdenken.

PV-Module auf der Westseite

Rahmendaten

Module	30 x Jinko Cheetah 60M-V 325W
Verteilung	Ost (73°) : 12 Stück = 3,9 KW West (253°) : 18 Stück = 5,85 KW
Inbetriebnahme	Dezember 2020
Standort	Handewitt bei Flensburg

PV-Module auf der Ostseite

Wen spricht man an?

Wir haben uns für ein Angebot einer Firma entschieden, die die komplette Anlage aus einer Hand plant, also Dacharbeiten und Elektrik. Zunächst gab es eine Vorbesichtigung, bei der ein Kollege Fotos machte: Wo können die Module hin? Wie ist das Haus ausgerichtet? Wo kann der Wechselrichter hin? Wo können Leitungen verlaufen? Wir bekamen dann ein Angebot mit einer Kalkulation über die Erträge in 20 Jahren mit/ohne Speicher, einen verbindlichem Preis und ein paar Optionen für verschiedene Modultypen und Designs. Mit dabei war auch schon eine Skizze, wie die Module verteilt werden könnten.

Was man dazu wissen muss

PV-Anlagen unter 30KWp (KWp= Kilowatt Peak = theoretische Spitzenleistung) werden steuerlich vereinfacht behandelt.
Die feste Einspeisevergütung gibt es für 20 Jahre. Was danach kommt, ist nicht sicher. Für Anlagen, die die 20 Jahres-Grenze derzeit überschreiten, gelten komplizierte Regelungen für den Eigenverbrauch, die Kosten verursachen, selbst wenn man auf eine Einspeisevergütung verzichtet.
Neben den Modulen braucht man einen Wechselrichter.
10 KWp entsprechen ca. 30 Modulen, die standardmäßig 325 Watt und eine Einheitsgröße von 165 x 100 cm haben. Es gibt auch andere Größen.
Unser Wechselrichter Kostal Plenticore plus 10 hat drei Eingänge. Jeweils zwei für PV-Stränge (zusammengeschaltete Module) und einen, der nur für einen Speicher genutzt werden kann und für ca. 300 Euro freubgeschaltet werden müsste. Am einzelnen PV-Strang sind laut Installateur maximal 20 Module, also 6,5 KW möglich. Eine Ost-West-Modulverteilung ab 21/9 wäre z.B. nicht möglich.
Wenn nur ein einzelnes Modul im Strang abgeschattet ist, wirkt sich das laut Installateur überproportional auf den gesamten Strang aus. Abschattungen z.B. durch den Schornstein sind also zu vermeiden.
In der Kalkulation des Anbieters wurden Vorteile durch KfW-Kredite eingepreist, die wir aber nicht nutzten. Wie sich die Finanzmärkte und Zinsen entwickeln, ist spekulativ.
Der Antrag beim örtlichen Niederspannungs-Netzbetreiber (hier die SH-Netz-AG) wird vom Installateur vorbereitet und läuft reibungslos. Auch der nötige Eintrag ins Marktstammdatenregister sollte vom Installateur angeboten werden, kann man aber auch selbst machen.
Die EEG-Vergütung liegt derzeit (2023) bei 8 Cent pro kWh, bei Volleinspeisung bei 13 Cent bei Anlagen bis 10 kWp
Ost-West-Anlagen sorgen für eine gleichmäßigere Verlaufskurve, haben aber 10 bis 20 % geringere Erträge. Das kann aber vorteilhaft beim Eigenverbrauch sein und gleicht sich somit etwas aus.

Grundsätzliche Überlegungen - Warum überhaupt?

Ob man mit einer PV-Anlage nach 20 Jahren mit einem finanziellen Plus darstellt, hängt vor allem von der Entwicklung des Strompreises ab. Bleibt er bei 30 Cent, wird es knapp. Verdoppelt er sich? Dann steigt der Vorteil beim Eigenverbrauch. Es war bei mir eher eine Investition aus Überzeugung.
Bei der Kalkulation des Eigenverbrauchs gibt es vieles zu bedenken. Zu könnte es sich z.B. lohnen, das E-Auto langsamer zu laden, weil die PV-Anlage selten komplette 7 KW abgibt. Auch eine Wärmepumpe mit Pufferspeicher sollte eher tagsüber Strom verbrauchen.
Speicher oder nicht? Preislich rentiert sich die Installation eines 6KWh-Modells nach 20 Jahren nach unserer Rechnung vermutlich kaum. Reizvoll erscheint es, autark zu sein und dann den eigenen PV-Strom zu verbrauchen. Andererseits verursacht die Speicherproduktion derzeit noch nennenswerte CO2-Emissionen und verbraucht Ressourcen. Bei E-Autos geht es nicht anders. Für den häuslichen Strom sollte aber abends und Nachts Windkraft und mittelfristig gespeicherte CSP-Solarenergie bereit stehen, ergänzt durch überregionale Speicherkonzepte. Eine visionäre, aber machbare Idee ist es zudem, rund um die Uhr Solarenergie aus anderen Erdteilen heranzuführen.
Effizienter und ressourcenschonender ist es generell, große Solarparks auf freiem Feld und Offshore-Windparks, leistungsstarke Stromleitungen und überregionale Speicher zu bauen, so dass alle Verbraucher Ökostrom bekommen. Die eigene PV-Anlage kann allenfalls die Notwendigkeit des örtlichen Netzausbaus etwas reduzieren und angesichts des Handlungsdrucks beim Klimawandel einen kleinen Beitrag leisten.

Die Installation

... dauerte drei Tage.

Ein Subunternehmer rückte mit drei Leuten an, begutachtete erst jetzt die Verteilung der Dachsparren und verteilte die Module dann auch ganz anders als auf der Skizze. Für ihn kam nur Hochkant in Frage. Was alles möglich ist, sieht man aber an anderen Dächern. Wir haben jetzt 18 Module auf der Westseite (WSW - 253°) und 12 Module auf der ungünstigeren Ostseite (ONO - 73°).
Für die Verankerung der Modulleisten wurden nur einzelne Dachziegel herausgenommen
Der Installateur schickte einen eigenen Elektriker. Da dieser einen Fehler machte, brauchen wir jetzt eine neue Heizung. Es wird eine Wärmepumpe. Aber das ist eine andere Geschichte.
Dadurch, dass der Elektriker die Masse nicht korrekt angeschlossen hatte, liefen 400 Volt durchs Hausnetz. Die Folge: Viele Elektrogeräte sind defekt. Wir sollen den Schaden ersetzt bekommen. Ein anderer Elektriker sagte uns später, es hätte ein Überspannungsschutz eingebaut werden müssen. Dann hätte das gar nicht passieren können.
Im Elektrokasten hängt jetzt an einer eigenen Steckdose ein WLAN-Extender, der über ein SmartMeter ein eigenes Subnetz mit dem Wechselrichter aufbaut und sekündlich im lokalen Web-Interface über den Browser Verbrauchswerte liefert, die alle fünf Minuten geloggt werden. Darüber lassen sich CSV-Tabellen exportieren. Einfacher ist es aber, die Werte laufend ans Kostal-Solar-Pirtal schicken zu lassen und dort Eigenverbrauch und Einspeisung über den Tag zu sehen. Allerdings bieten nur die CSV Kontrolle über Details, aufgeteilt nach den einzelnen Strängen. Die Konfiguratiuon der Anlage erfolgt über das lokale Netz und wurde vom Elektriker vorbereitet.
Bei uns war kein zusätzlicher Elektrokasten nötig. Dieser wird aber beim Einbau der Wärmepumpe nötig.
Die Elektroinstallation erforderte in unserem Fall keinen neuen Elekrokasten, aber einen neuen Zähler.
Nach Installation dauerte es vier Wochen bis zur offiziellen Abnahme der Anlage durch einen Sachverständigen des Netzbetreibers. Das dauerte nur ein paar Minuten. Erst dann erfolgt die Inbetriebnahme.

Erste Erfahrungen

Der Wechselrichter springt morgens erst an, wenn über ca. eine halbe Stunde mindestens 40 Watt anliegen.
Die Anlage ging im Dezember ans Netz. An bewölkten Tagen ist der Ertrag gering: Gegen 10 Uhr startet es dann mit ca. 100 Watt, mittags vielleicht 300 Watt. Bei dickeren Wolken auch weniger. Kommt aber mittags die Sonne raus, sind es sofort 3 KW. Volle 10 KW sind bei der Ost-West-Installation illusorisch.
Thema Lärm: Bisher verursachen die Module keine Geräusche bei stärkerem Wind
Auch der Wechselrichter ist leise. Er würde auch nur bei stärkerer Sonneneinstrahlung evtl. ein leichtes Brummen verursachen. Haben wir bisher noch nicht erlebt. Ohne Licht liegt er im Tiefschlaf.
Keine Funkstörungen / EMV bemerkt: Für mich als Funkamateur / DXer ein wichtiger Punkt. Der Wechselrichter ist ja quasi ein riesiges Schaltnetzteil.

Verteilung der Module

Am meisten Ertrag gibt natürlich die Südseite. Ost-West-Ausrichtungen haben bis zu 20% weniger Ertrag, verteilen diesen aber besser über den Tag. Für die Energiewende ist das insgesamt von Vorteil, da gerade morgens und abends bei zunehmender Einbindung von Wind und Sonne Stromlücken entstehen. Auch beim Eigenverbrauch (s.u.) ist eine Ost-West-Ausrichtung evtl. vorteilhaft.

Der Wechselrichter hat zwei Eingänge, die mit jeweils mit maximal 20 Modulen versehen werden können - allerdings bei einer Gesamtgrenze von 10 KW. Möglich ist also eine Verteilung 10/20 oder 15/15, dagegen wäre 22/8 schon kritisch und würde bei Überlastung zur Abschaltung führen.

Wichtig: Schattenwurf beeinträchtigt überproportional den gesamten Modulstrang. Wenn der Schornstein oder ein Baum also einen Schatten auf nur ein Modul von 20 wirft, drückt das auf die Leistung.

Platzbedarf für den Wechselrichter

Dieser kommt einfach an die Hauswand, z.B. im Carport. Hier kommen die Kabel von den Modulen an und gehen dann weiter zum Sicherungskasten im Haus. Wichtig ist, dass zwischen WLAN-Router, Sicherungskasten und Wechselrichter Funkkontakt bestehen kann. Plenticore 10 Plus Wechselrichter Display

Dimensionierung

Entscheidend ist der Eigenverbrauch.

Theoretisch ließe sich das jedes komplette Dach mit Ausnahme der Nordseiten zupflastern. Dann kämen wir auf ca. 20 KWp. Jedoch besteht dann die Gefahr, dass sich die Installationskosten innerhalb der 20 Jahre EEG-Vergütung nicht refinanzieren. Die Modulpreise sind im vergangenen Jahrzehnt und 90% gesunken. Dagegen steigen die Installationskosten, wenn ein Fachbetrieb beauftragt wird. Bei uns lag die gesamte Anlage bei 13.500 Euro, davon kosteten die Module etwa 6000 € und der Wechselrichter 1700 €. Bei einer festen Einspeisevergütung von 8 Cent und 8000 KWh / Jahr (Ost-West in Norddeutschland) kommt man in 20 Jahren auf einen Ertrag von 12.800 €. Anlagen bis 30 kWp sind inzwischen steuerfrei.

Erst mit einem Eigenverbrauchsanteil kommt die Anlage ins Plus. Hier spart man ja quasi den regulären Strompreis von 30 Cent pro KWh (inzwischen 40ct). Nun kann man allerdings nicht die 3600 KWh Hausverbrauch x (30-8) Cent x 20 Jahre einfach dazurechnen, weil man den Strom ja nachts in jedem Fall aus dem Netz bezieht und tagsüber größere Lasten (E-Herd, E-Auto, Wärmepumpe) die laufende PV-Produktion übersteigen, insbesondere im Winter. Entscheidend ist, wie hoch der Eigenverbrauchsanteil am Ende ist und wie gut er zeitlich mit der PV-Produktion korrespondiert. Wer sein E-Auto mittags laden kann, ist dabei im Vorteil. Das Einbinden einer Wärmepumpe bringt finanziell nicht so viel, da diese vor allem im Winter Energie benötigt und Wärmepumpenstrom vergünstigt schon für ca. 22 Cent (inzwischen 30ct) zu haben ist. Bei einem bisherigen Eigenverbrauchsanteil von 28% (2022) erhöht sich der Ertrag in 20 Jahren um mehr als 12.000€. In dieser Höhe liegt dann auch der Gewinn, wenn man von einem durchschnittlichen Strom-Bezugspreis von 36c/kWh ausgeht. Wartungskosten (bisher keine), Zählerkosten (2000€ / 20 Jahre) und Versicherung (600€ / 20 Jahre) sind abzuziehen, so dass mit den erhöhten Strompreisen immer noch etwa 9000 € übrig bleiben sollten. Vor der Energiekrise war es eher eine Plus-Minus-Null-Rechnung.

Für uns galt 2020 übrigens noch die Obergrenze von 10 KWp für Steuerfreiheit und Befreiung von der EEG-Umlage bei Eigenverbrauch. All das ist inzwischen kein Thema mehr. Durch die Energiekrise ist die Installation allerdings teurer geworden. Trotzdem wäre eine Erweiterung einen Gedanken wert, sobald sich die Lage beruhigt. Dann wird allerdings ein leistungsfähigerer Wechselrichter nötig. In Süddeutschland sind die Erträge übrigens um bis zu 15% besser. Eine Option ist inzwischen auch die Kompletteinspeisung, bei der 12 ct/kWh garantiert sind, aber kein Eigenverbrauch erlaubt ist.

Speicher oder nicht?

Wir haben uns dagegen entschieden. Das Gefühl der weitgehenden Autarkie ist zwar reizvoll, aber ein Illusion. Denn vom Netz kann man sich nicht ohne Weiteres trennen, selbst wenn die PV-Anlage gerade einspeist. Zwar bieten einige Speicher auch Notstrom, aber nur als Einzelsteckdose. Wenn das gesamte Haus Notstrom bekommen soll, wird es teuer. Finanziell erhöht ein Speicher den Eigenverbrauchsanteil, bei 6000€ für einen 6 KWh-Speicher rechnet sich das Ganze aber nicht. Und unter Umweltaspekten ist zu berücksichtigen, dass die Herstellung eines Speichers CO2- und ressourcenintensiv ist, solange dafür kein echter Ökostrom verwendet wird (also welcher, der physikalisch auch bereit steht und nicht über zeitunabhängige Zertifikate eingekauft wurde). Beim E-Auto ist das nicht vermeiden. Für das eigene Haus ist aber zu bedenken, dass insbesondere hier in Schleswig-Holstein viel Windstrom im Netz ist, der häufig aufgrund von Netzengpässen nicht einmal in andere Regionen geliefert werden kann.

Performance am 13.4.2021

Performance

Am besten läuft es, wenn die Sonne direkt auf die Module scheint. Jede leichte Eintrübung lässt sofort die Leistung in den Keller fallen. Die Westseite hat jetzt im April in der Spitze schon kurzfristig mit 6,2 KW die Nennleistung überschritten. Meist liefrt sie aber selbst bei Sonnenschein nur 4,7 KW (ca 80%). Die Ostseite kam noch nicht über 2,3 KW (60%). Morgens spring die Anlage nach Dämmerung erst nach ca. einer halben Stunde an. Sie hat auch einen nennenswerten Eigenverbrauch bei Betrieb, so dass ca. 50 bis 100 Watt schon bei kleinen Leistungen fehlen. An bedeckten Wintertagen ist das besonders ernüchternd, denn da liegt die Produktion oft nur bei 100 Watt. Selbst bei Sonnenstein kam wurden 3 KW nicht überschritten, weil die Sonne eben tief steht. All das kann man bestens in den Logdateien sehen.

Performance am 16.12.2020

Versicherung

Es gibt sowohl einzelne Angebote für eine Betreiberhaftpflicht. Andere Gesellschaften haben die PV-Anlage in ihre normale Haftpflicht bereits integriert. Der Aufpreis dafür liegt in unserem Fall bei nur ca. 30 Euro im Jahr. Man kann auch mehr ausgeben, wenn man die Anlage z.B. gegen Diebstahl oder Vandalismus sichern will.

Gewerbeanmeldung

Im Internet liest man oft davon, dass nur Anlagen bis zur Bagatellgrenze von etwa 5 kWp - gemessen am zu erwartenden Gewinn - von der Gewerbeanmeldung befreit seien. Das Ordnungsamt in Handewitt stellt aber auf Nachfrage eindeutig klar: Bei Nutzung auf dem eigenen Hausdach ist auch bei 10 kWp keine Gewerbeanmeldung erforderlich.

Steuern

Anlagen bis 30 kWh sind inzwischen steuerfrei. Eine steuerliche Anmeldung für den Vorsteuerabzug konnte aber bisher Vorteile bringen. Wir haben sie aber nicht genutzt, da der bürokratische Aufwand Zeit kostet.

Macht es Sinn ?

Angesichts der Dramatik des Klimawandels macht erstmal jede Installation Sinn, die zur CO2-Vermeidung beiträgt. Die Frage ist allerdings, ob man mit demselben Einsatz andernorts mehr erreichen könnte. Da schneiden Freiflächenanlagen besser ab. Bei ihnen liegen die Installationskosten deutlich geringer. Genau deshalb werden sie aber auch nur noch in Spezialfällen (an Autobahnen, Bahnlinien, Konversionegebieten) gefördert. Inzwischen rechnen sich Freiflächenanlage auch ohne Förderung. Das Problem ist eher die Verfügbarkeit von Flächen. Das einzelne Hausdach ist eher ein Tropfen auf den heißen Stein. Der Vorteil: Wo die Energie gleich verbraucht wird, wird das Stromnetz entlastet.