Solaranlagen einfach erklärt
Grundinformationen PV Anlagen
Solaranlagen einfach erklärt.
Durch den enormen Preisanstieg im 2022 der Energieträger wie Öl und Gas, steigt nun auch der Strompreis. Die enorme Nachfrage nach PV-Anlagen übersteigt jegliche Produktionsgrösse der Hersteller und Monteure, so dass die Komponenten täglich teurer werden. Auch fehlt es an Modulen, Wechselrichtern und Montagematerialien. Dennoch ist eine Solaranlage zur eigenen Stromgewinnung eine gute Sache. Wir wollen in dem Artikel die gängigsten Fragen unserer Kunden klären.
Um ein Argument vorweg gleich zu entkräften: Rücklieferung, sprich Einspeisungen lohnten sich in den vergangenen Jahren. Die BKW vergütete im 2022 rund 20 Rappen pro kWh und gegebenenfalls noch 1 Rp/kWh für den Ökonachweis. Das ändert sich nun und so liegen die Rückvergütungen aktuell unter 10 Rappen.
Strompreisentwicklung aktuell
Die Tariferhöhung per 01.01.2024 setzt sich mehrheitlich aus den Netzabgaben zusammen, einzelne Elektrizitätswerke erhöhen aber auch die Energiepreise:
- Energie: Der Arbeitstarif steigt um 1,8 Rp./kWh. Der Grundtarif bleibt unverändert.
- Netznutzung: Der Arbeitstarif steigt um 1,48 Rp./kWh. Der Grundtarif bleibt unverändert.
- Systemdienstleistungen Swissgrid (SDL): Die nationale Übertragungsgesellschaft Swissgrid erhöht den Tarif für ihre Systemdienstleistungen um 0,29 Rp./kWh.
- Stromreserve: Im Jahr 2024 verrechnet der Bund erstmals die sogenannte Stromreserve zur Erhöhung der Versorgungssicherheit im Winter. Dies macht 1,20 Rp./kWh aus und wird von allen Konsumentinnen und Konsumenten in der Schweiz getragen.
- Gesetzliche Förderabgabe: Die Abgaben für die KEV und den Gewässerschutz bleiben unverändert.
- Abgaben und Leistungen an die Gemeinde: Diese werden von der Gemeinde festgelegt und können daher variieren
PV-Anlagen sind nicht kompliziert!
Solaranlagen einfach erklärt! Kaum jemand kennt sich mit all den Fachbegriffen aus. Angebote enthalten tausend Fachbegriffe, welche meist nicht mal von den Solarteuren oder Elektrikern erläutert werden können. So sind die meisten Menschen mit all den Informationen schlicht überfordert. Daher versuchen wir hier, einfache Infos zur Auslegung, den Verbrauchern und dem Nutzen einer PV-Anlage zu vermitteln.
Es ist heute sehr einfach, Strom selber zu erzeugen und den auch gleich nutzbar zu machen.
Aus welchen Komponenten besteht eine Solaranlage?
Solarmodule, auch Photovoltaik-Module genannt, produzieren Gleichstrom (DC) und werden nach Leistung in Watt angeboten. Handelsübliche Dachmodule produzieren 30-42 V DC Strom (Gleichstrom), welcher in 230 V Wechselstrom (AC) gewandelt werden muss, damit er im Hausnetz genutzt werden kann. Dazu benötigt man einen sogenannten Wechselrichter/Inverter. Hier gibt es grosse Qualitätsunterschiede. Wichtig ist, dass möglichst viele Verbraucher eingebunden und mit eigenem Solarstrom betrieben werden können. Ein sogenanntes Lastmanagement macht das möglich, damit beispielsweise das Warmwasser, das Elektroauto oder die Wärmepumpe während der Überproduktion eingeschaltet werden. Das erhöht den Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms und senkt die Kosten.
Wer eine PV-Anlage auf das Dach baut, hat noch keine Notstromlösung, dazu später mehr.
Wie nutze ich den Solarstrom und was bekomme ich für die Einspeisung?
Der produzierte Strom wird in der Hauptverteilung über eine Sicherung ins Hausnetz eingespeist, wo er direkt verbraucht werden kann. Den Überschuss verkauft man an das Energiewerk (EW), welches verpflichtet ist, marktübliche Preise zu entschädigen (Energiegesetz Schweiz). Bei Unterdeckung, sprich bei schlechtem Wetter oder in der Nacht, kaufen Sie den Strom wie bislang beim EW ein. Besitzen Sie eine Batterie, so kommt der Strom aus dieser, falls genug gespeichert ist.
In den letzten Jahren bezahlten die EWs rund 6-10 Rappen pro kWh Einspeisung, das hat sich durch die Energiemangellage im 2022 geändert. Von Januar bis März 2022 bekam man von der BKW rund 26,4 Rp, von April bis Juni 21.52 Rp, und von Juli bis September sogar 40.3 Rp pro kWh und bezahlte bei Bezug rund 23.4 Rp für Energy Blue und 26.16 Rp für Energy Green. Es spielte also für eine PV-Anlage in der Grössenordnung eines Einfamilienhauses (5-15 kWp) kaum eine Rolle, ob man den Strom selber nutzte oder verkaufte. Die Entschädigung stellte sich beinahe mit dem Bezug gleich. Das wird aber nicht immer so bleiben, daher muss man langfristig planen um den produzierten Solarstrom möglichst selber nutzen zu können. Seit Anfang 2023 sank die Vergütung wieder und liegt nun um die 10 Rappen pro KWh, genau wie wir das angekündet haben.
Schema PV-Anlage mit:
- Wechselrichter Fronius Gen24 Plus
- Ladestation Wattpilot
- Boiler-Steuerung Ohmpilot
- Batterie BYD
- Smartmeter
Was ist ein Lastmanagement?
Verbraucher über die Produktionsdaten zu managen, erhöht den Eigenverbrauch. Daher sollte man beim Kauf von Wechselrichtern genau hinschauen und Produkte einsetzen, welche Lasten managen können, ein sogenanntes Lastmanagement. Fronius GEN24 mit dem Fronius Smart Meter bietet genau das. Auch andere Hersteller bieten gute Lösungen, jedoch empfehlen wir europäische Hersteller und wurden über die Jahre durch gute Erfahrungen zu Fronius-Fans. Somit können Ladestationen von E-Autos mittels Fronius Wattpilot, Wärmepumpen, Boiler mit dem Fronius Ohmpilot oder auch Waschmaschinen und Geschirrspüler über die «Smart Grid ready«-Schnittstelle in die Solarproduktion, sprich in’s Lastmanagement eingebunden werden. So wird der produzierte Strom genutzt und am Zählerpunkt misst ein sogenanntes Smart Meter, ob nun Strom eingespeist oder bezogen wird. Entsprechend wird die Batterie bei Einspeisung geladen und Verbraucher werden zugeschaltet. Bei Energiebezug aus dem Netz wird umgestellt, und Verbraucher werden gestoppt oder dynamisch geregelt und gegebenenfalls bezieht man dann Strom aus seiner Batterie, bis am Zählerpunkt kein Bezug mehr stattfindet.
Fronius bietet pro Wechselrichter mehrere IO Schnittstellen, wobei 12V Relais (elektronische) mit bis zu 6 Watt Gesamtleistung geschaltet werden können. Für stärkere Relais kann auch ein Trafo zugeschaltet werden. Somit lassen sich auch Steckdosen oder Verbraucher über diese Relais steuern. Es kann über die Solarproduktion, den Überschuss, oder auch die tägliche Mindestlaufzeit pro IO eine Last geregelt werden. So betreiben wir beispielsweise Ladegeräte von E-Biks, Akku-Werkzeugen und vieles mehr.
Zudem kann bei Fronius die Batterie beim Laden des E-Autos, wie auch der Boiler, gleichzeitig gemanagt werden, da die Ladestation vollumfänglich eingebunden ist. Das kennen wir von keiner anderen Ladestation.
So kann beispielsweise priorisiert werden, dass wenn die Batterie unter einem bestimmten Ladestand ist oder das Wasser nicht eine Mindesttemperatur hat, das E-Auto nicht geladen werden soll. Solch eine Funktion kennen wir auch von keinem anderen Hersteller.
Eine integrierte Batteriesteuerung ist entscheidend beim Kauf von Wechselrichtern, dazu mehr unter Batterie.
In den nächsten Jahren werden alle Zähler durch die EWs getauscht und sogenannte Smart Meter- Zähler verbaut. Laut dem Energiegesetz wären EW’s bereits heute schon verpflichtet, dies anzubieten und die Schnittstelle frei zu geben, doch das ist noch bei kaum einem Schweizer EW umgesetzt. So müssen Kunden selber ein Smartmeter kaufen, da die EW’s dies bislang versäumten. Sie können aber gerne Ihr EW ansprechen und dies verlangen, die Gesetzesgrundlage finden Sie hier im Absatz 6 der Stromverordnung:
Es liegt nahe, dass wir in Zukunft nebst dem Energiebedarf auch Spitzenlasten bezahlen werden, wie dies in der Industrie bereits der Fall ist. Ein Lastmanagement, welches den Überschuss senkt und die Verbrauchsspitzen nutzt, schont dann Ihren Geldbeutel.
PV-Module, was können Sie?
Heutige PV-Module haben zwischen 350-450 Wp und sind entsprechend kleiner oder grösser.
Die Qualität der Hersteller unterscheidet sich nur noch geringfügig, daher ist es beinahe egal, welche Hersteller man einsetzt. Sicherlich bevorzugen wir europäische Hersteller, es wird aber immer schwieriger und der Markt liegt bei 95 % in asiatischer Hand.
Vorsicht vor Billig Modulen, wer denkt er kaufe derzeit ein Schnäppchen könnte dies teuer bezahlen da durch die enorme Nachfrage Produktionen hochgefahren wurden und darunter auch die Qualität litt. Bei Modulen sollte man nicht sparen und eine gute Qualität verbauen, da Schäden und Reparaturen auf dem Dach durch Gerüste und Treppenlifte teuer sind. Da lohnt es sich rasch für die Module etwas mehr zu bezahlen. Auch sind günstige Module nach unseren Messung bei Diffusem Licht sehr viel schwächer. Sprich bei Schlechtwetter oder in der Dämmerung erzeugen sie kaum Strom, und genau dann braucht man eigentlich mehr Energie.
Leistungsangaben von PV-Modulen
Die Sonne produziert bei trochener Luft und wolkenlosem Himmel ∼ 1’000 Watt pro Quadratmeter, Solarmodule haben heute einen Wirkungsgrad von 18,5-22 % (Tendenz leicht steigend), sprich ∼ 185-220 Watt pro Quadratmeter. Somit benötigt man pro Kilowatt Peak (kWp) rund 5 m² Dachfläche.
300-Watt-Module sind ∼ 1,5 m2 und 400-Watt-Module ∼ 2m2 gross.
In der Schweiz haben wir 1’550-2’000 Sonnenstunden* pro Jahr und machen mit einem Kilowatt (1’000 Watt) installierter Solarmodule bei guter Ausrichtung bis 1’200 kWh Strom, sprich 1,2 Megawattstunden (MWh) oder ∼400 kWh pro Modul.
*Als Sonnenstunde bezeichnet die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) einen 1-stündigen Sonnenschein, der mindestens auf eine Bestrahlungsstärke von 120 W/m2 kommt.
Was ist ein Watt?
Ein Watt entspricht der Erwärmung von einem Liter Wasser um 1°C, entsprechend ist ein Kilowatt (kW) = 1’000 Watt und man erwärmt mit einer Kilowattstunde (kWh) ein Jacuzzi mit 1’000 Liter Inhalt in einer Stunde um 1°C (ohne Verlustleistung). Sportler schaffen 600-1000 W pro Stunde Joggen, um auch mal die Muskelkraft der Leistung gleich zu stellen. In einem durchschnittlichen Haushalt mit Elektroboiler benötigt man täglich zwischen 5-8 kWh Strom zur Warmwasseraufbereitung. Mit einem Wärmepumpenboiler nur rund 2-3 kWh.
Witterungs- und Unwetterbeständigkeit von PV-Modulen
Solarmodule sind aus gehärtetem Glas und sehr widerstandsfähig. Verschmutzung von Umgebungsstaub wird grösstenteils durch Regen wieder gereinigt. In der Nähe von Schwerindustrie, Strassen und Geleisen lohnt sich eine Reinigung von Zeit zu Zeit, da sich metallische Teile wie Bremsstaub auf der Oberfläche festsetzen und somit die Leistung reduziert wird.
Gewitter und normaler Hagel machen den Modulen kaum etwas. Sollten natürlich Tennisball-grosse Hagelkörner vom Himmel fallen, welche auch Dachziegel zerstören, so sind auch PV-Module gefährdet. Auf dem Dach sollte man nur im Randbereich auf die Module treten, am besten auf dem Aluprofil. Besser ist es, am Rand der Modulfläche einen Durchgang frei zu halten.
Alterung von PV-Modulen.
Hier gibt es unterschiedliche Herstellerangaben. Die meisten Module haben im ersten Jahr eine Leistungsgarantie von ∼98 % und das ist gut. Bei den Alterungsangaben nach 25 Jahren gibt es grössere Unterschiede. Teurere Module bieten heute um die 90-92 % und günstigere 80-85 % der Nominalleistung nach 25 Jahren an. Nach eigenen Messungen an unserer 8 Jahre alten PV-Anlage stellen wir jedoch kaum eine Leistungsreduktion fest. Wir haben immer noch Peaks der Nominalwerte, sprich wir stellen nach acht Jahren noch keine Alterungsverluste fest. Ok wir haben auch hochwertige Module verbaut. Auch hier lohnt es sich bei Modulen eine Bessere Qualität zu verbauen, da der Verbrauch bei den meisten Haushalten steigt.
Sicherlich hat man jährlich neue Verbraucher im Haushalt welche immer effizienter werden, daher spart man mit dem Ersatz defekter Geräte in den 25 Jahren vermutlich mehr, als die Alterung der PV-Module ausmacht. Doch nutzen wir immer mehr elektrische und elektronische Geräte, was den Stromverbrauch erhöht. Dazu kommen die neuen Wärmepumpen, E-Autos und vieles mehr.
Leistungsoptimierer bei Solarmodulen was spricht dafür?
Immer wieder kommen wir mit Leistungsoptimierern in Kontakt und Kunden lassen sich mit solchen Produkten oft «falsche» Hoffnungen machen. Sicher ist, dass die Beschattung einzelner Bereiche im String zu Leistungsreduktion führt, und das klingt immer schlecht. Betrachten wir aber unsere Wetterlagen, so haben wir in der Schwitz relativ wenige Wolkenlosen Tage bei welchen der Schattenwurf ersichtlich ist, doch haben wir viele Tage an denen es Bewölkt ist und das Licht difus auf die Module trifft.
Bei difusem Licht ist die Streuung meist sehr gleichmässig und die Leistung dann auch nicht sehr hoch. Somit kann ein Leistungsverstärker an diesen tagen kaum einen Vorteil bringen. Bei sonnenschein hat man meist zu viel Leistung und bei Bewölkten tagen sollte man ausreichend Strom haben. Die Optimierer benötigen aber auch dann Energie für Ihre Arbeit.
Verbaut man Elektronik auf dem Dach ist die Wartung hoch, insbesondere da die Optimierer meist auf die Modulleistung ausgelegt ist und nach wenigen Jahren gibt es dann keine Ersatz-Produkte mehr was sehr ärgerlich ist. (siehe aktuell bei SolarEdge welche nach 5 Jahren die Leistungsverstärker Trotz Garantieversprechen nicht mehr ersetzten können)
Müssen die Produkte ausgetauscht werden ist der Aufwand emens, da die Arbeitssicherheit ein Gerüst verlangt was enorme Kosten mit sich bringt. Diese Kosten muss der Endkunde selber tragen.
Elektronik im Aussenraum ist meist nicht die beste Idee, das dann noch auf dem Unzugänglichen Dach hinter einem PV Modul wo enorme Temperaturschwankungen herrschen, hilft der Elektronik auch nicht.
Wir haben nun diverse Anlagen umgebaut und die Jahresproduktion stieg bislang bei jeder Anlage.
Daher raten wir davon ab.
Aufdach- oder Indachanlagen
Da gehen die Meinungen stark auseinander. Wir sind aus Erfahrung bei den Aufdachanlagen. Geht ein Modul kaputt, bekommt man meist schon nach wenigen Monaten keinen Ersatz mehr. Modulgrössen ändern sich ständig, die Betriebsspannungen und die Stromstärken ebenfalls, daher ist ein Austausch nach wenigen Monaten oder Jahren kaum mehr möglich. Bei Aufdachanlagen kann ein defektes Modul viel einfacher ersetzt werden. Zudem empfehlen wir, 2-3 Ersatzmodule beim Kauf mit zu bestellen.
Aufdachanlagen werden zudem besser hinterlüftet, was die Kühlung und somit die Produktionsleistung verbessert und auch die Wärmeausdehnung kann besser aufgefangen werden.
Indachanlagen sind bei Ästheten sehr beliebt, da sie optisch mehr hergeben. Auch kann damit das Ziegeldach eingespart werden. Wir haben nun mehrere Indachanlagen erlebt, welche bei starken Temperaturschwankungen zerborsten sind, da sich die Module schneller ausdehnten als die Unterkonstruktion. Meist werden die Indachanlagen mit Gummidichtungen versehen, welche nach Jahren zu Undichtigkeit führen können. Geht ein Modul nach Jahren mal kaputt, so findet man meist keine Ersatzmodule in der selben Grösse, was ärgerlich ist.
Solarziegel sind auch eine tolle Sache, jedoch sind diese eher klein und haben dadurch ein Vielfaches an Steckverbindungen, welche über die Jahre wegen Korrosion oder thermischen Problemen ausfallen können. Dachziegel werden wie Indachanlagen schlechter belüftet, was zu erhöhter Temperatur und somit zu Wärmespannungen und Leistungsabfall führt.
Rechenbeispiel Einfamilienhaus:
Ein durchschnittliches Einfamilienhaus verbraucht im Jahr laut Bundesamt für Statistik 5’500 kWh pro Jahr, was in etwa der Jahresproduktion von 5 bis 6 kWp (Kilowatt Peak), also der Installationsgrösse entspricht.
Eine Wohnung verbraucht um 4’000-4’500 kWh pro Jahr, somit benötigt diese ∼ 4 bis 5 kWp Installationsgrösse.
Die Angaben sind ohne Wärmepumpe, Jacuzzi, Sauna oder Elektroauto.
Im Sommer haben wir bis zu 18 Stunden Tageslicht und im Winter oft nur 6 Stunden. Dazu kommt, dass es im Winter öfter bewölkt ist, oder Schnee auf dem Modul liegt und die Sonne tiefer am Horizont steht und somit weniger Leistung bringt. Von Oktober bis März produziert man nur 25 % der Jahresleistung und von April bis September rund 75 %. Gleichzeitig benötigt man im Winter mehr Energie, da beispielsweise das Licht länger genutzt wird, das Wasser im Winter kälter ins Haus geführt wird, Heizungen laufen und man meist mehr zu Hause kocht oder TV schaut.
Wie wichtig ist die Ausrichtung nach Süden?
Eine komplette Südausrichtung bringt kaum Vorteile, ausser, dass man am Mittag enorm viel Strom produziert, wenn man auf der Arbeit ist. Besser wäre eine Ost/West-Ausrichtung. So hat man zwar einen geringeren Jahresertrag pro installiertem kWp, jedoch von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang immer eigenen Strom. Steil gestellte Module sind im Sommer schlechter, dafür im Winter gut. Das Ziel muss sein, möglichst während der gesamten Sonnenstunden ausreichend Strom zu produzieren. Somit ist eine Batterie auch nicht mehr so wichtig, und diese kann auch kleiner gewählt werden, da sie weniger lange den Energiebedarf decken muss.
Maximalleistung von PV-Anlagen:
Eine 5 kWp-PV-Anlage produziert eigentlich nie 5 kWh Strom. Die Module werden auf 20°C und eine senkrechte Maximaleinstrahlung ausgelegt. Somit würde ein waagerechtes Modul am längsten Tag im Jahr, sprich am 21. Juni um die Mittagszeit bei wolkenlosem Himmel und 20° Aussentemperatur die Nominalleistung erzielen, und das gibt es eigentlich nie!
Die beste Leistung machen Module bei kühlen Temperaturen, meist im Frühling oder Herbst an sonnigen Tagen.
Dazu kommt, dass PV-Anlagen mit sogenannten MPP (Maximum Power Point) angeschlossen werden und die Module seriell als String verbunden werden. Wenn ein Modul also 36 V abgibt, werden in der Serie bei 10 Modulen 360 V am Wechselrichter angeschlossen. Somit ist die Verlustleistung vom Dach zum Wechselrichter geringer, da hohe Spannungen weniger Spannungsabfall haben. Doch sollte ein Modul durch einen Kamin oder einen Baum verschattet werden, so senkt dies die Leistung des gesamten Strings. Bei String-Lösungen begrenzt das schlechteste Modul die ganze Reihe.
Sicherlich gibt es auch Anbieter, welche Moduloptimierer verbauen, diese kosten aber zusätzlich und es macht nicht immer Sinn darauf zurück zu greifen.
Bei unseren Balkonmodulen haben wir daher pro Modul einen Wechselrichter verbaut, dazu mehr unter «Miet- und Eigentumswohnungen».
Batteriespeicher:
Eine Batterie ist eine tolle Sache, doch Vorsicht, bei Kleinanlagen sollte man sich gut überlegen eine Batterie zu beschaffen. Batterien habe eine Selbstentladung und in den Wintermonaten können sie bei Kleinanlagen kaum geladen werden, da man den Strom meist komplett selber verbraucht. Daher benötigen Batterien dann oft Netzstrom, um sich vor Tiefentladung zu schützen. Das macht wenig Sinn und kostet zusätzlich. Lädt man die Battrie über mehrere Wochen nicht, so kann Sie Schaden nehmen wegen Tiefentladung.
Wir empfehlen eine PV-Anlage erst ein Jahr zu betreiben und danach zu analysieren, ob Energieüberschüsse in den Wintermonaten vorhanden sind, damit sich eine Batterie auch rechnet.
Eine moderne Batterie, wie die BYD HVM hat rund 6000 Ladezyklen. Im Durchschnitt benötigt man 240-250 Ladezyklen pro Jahr. Das ergibt eine Lebensdauer von 25 Jahren. Doch leiden Batterien unter Alterung, was die Bestandteile betrifft. Nach rund 15 Jahren bemerkt man Verluste bei der Kapazität, jedoch erwartet man eine Lebensdauer von über 20 Jahren.
Bei Batterien ist es wichtig, dass diese direkt vom Wechselrichter mit DC geladen werden können, da sie so viel weniger Ladeverluste haben. Wir empfehlen den Fronius GEN24 Wechselrichter in Verbindung mit der BYD HVM / HVS Batterie (System Performance Index von 92,2 %). Auch kann die BYD HVM Batterie bis zu 60 kWh erweitert werden. Sie besteht aus einzelnen Batterieblöcken, wobei die Mindestgrösse der BYD HVS bei 7,7 kWh (3 Blöcke an 2,56 kWh), bei der BYD HVM bei 11.3 kWh (4 Blöcke zu 2.76kWh) liegt und je nach Bedarf mit weiteren BYD Blöcken erweitert werden kann. BYD ist ein asiatischer Hersteller und eigentlich für uns ein «no go» doch haben wir bislang keine bessere Batterie gefunden, welche diese Flexibilität und Zuverlässigkeit bietet. Wir haben über 3 Jahre selber die LG Chem Batterie im Einsatz gehabt und können diese Firma für Batterieen definitiv nicht mehr empfehlen. Auch Varta Batterien überzeugen uns nicht und bei E3DC können wir auch auf entsprechende Erfahrungen zurück blicken, so dass wir zum Schluss gekommen sind, aktuell nur noch BYD anzubieten.
Notstrom bei Netzausfall
Nun hat man eine Solaranlage, eine Batterie und der Strom fällt aus… Habe ich nun eine Notstrom Lösung?
Nein, denn eine Solaranlage darf bei Stromunterbruch keinen Strom ans Netz abgeben, sollte ein Elektriker für Wartungsarbeiten an der Trafostation den Strom abschalten müssen, darf kein Strom von den Liegenschaften auf der Leitung anstehen, andernfalls wäre dies lebensgefährlich.
Für eine Notstromlösung benötigt man eine doppelt gesicherte Netztrennung sowie Wechselrichter und Batterien, welche Notstrom fähig sind. Moderne Wechselrichter bieten Lösungen, welche teils unter Notstrombetrieb die Batterie laden können. Das ist insbesondere wichtig, wenn der Stromausfall in den Morgenstunden passiert und die Batterie leer ist. Zu Notstrom könnten wir derzeit Bücher schreiben, da das Thema sehr umfangreich ist. Das wollen wir ihnen hier ersparen, daher bitten wir Interessierte bei Bedarf direkt mit uns in Kontakt zu treten.
Auch hier bietet Fronius nach unserer Erfahrung die beste Lösung.
Wärmepumpe
Wärmepumpen sind elektrische Heizungen, welche über ein Kältemittel die Wärme aus der Luft oder aus dem Wasser entnehmen und in einen Warmwasserspeicher transportieren. Diese haben eine sehr hohe Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Öl- oder Gasheizungen. Mit der Wärmepumpe kann sowohl die Heizung wie auch ein Brauchwasserboiler betrieben werden. Eine Wärmepumpe erzeugt mit 3,5 kW Anschlussleistung rund 7-10 kW Heizleistung.
Ein Reihenhaus aus der Jahrtausendwende benötigt mit 4 Personen etwa 10’000 kWh Heizleistung und 2’000 kWh Brauchwasseraufbereitung im Jahr. Somit liegt der Energieaufwand mit einer Wärmepumpe bei rund 4’700 kWh. Das entspricht bei aktuellen Stromkosten von 25 Rp/kWh rund 1’175 CHF/ Jahr.
Um diese Leistung mittels Solar energie zu produzieren, braucht man theoretisch eine PV Anlage von grösser 20kWp alleine für die Wärmepumpe. Geheizt wird nur in den Wintermonaten und da produzieren wir erfahrungsgemäss nur rund 25% der Jahresleistung, im Januar und Dezember macht man meist nur paar wenihe KWh Strom, da reicht auch die grösste PV-Anlage kaum..
Sicherlich kann mit entsprechender Gebäudeisolation der Verbrauch um bis zu 30% gesenkt werden, beachten Sie jedoch die enormen Kosten der energetischen Sanierung und auch Dämmmaterial hat enorme Mengen an grauer Energie. Saniert man seine Fassade, so entstehen im nu Kosten von mehreren zehntausend Franken, was sicherlich gut für die Umwelt ist, doch bei den oben angegebenen Heizkosten von 1’175 CHF knapp 30% einzusparen, ist aus wirtschaftlicher Sicht nicht optimal. Wir wollen niemanden davon abhalten eine energetische Sanierung zu machen, doch in die Produktion einer PV-Anlage oder/und in eine Wärmepumpe zu investieren, erachten wir als viel wirtschaftlicher.
Mit dem Fronius Ohmpilot kann die Wärmepumpe angesteuert werden. So können Sie Ihren PV-Strom optimal nutzen. Sicherlich hat man im Winter nicht genug Strom und muss aus dem Netz zukaufen oder man muss die PV- Anlage entsprechend grösser planen, falls das Dach und die Fassade dies zulassen.
Die DC-Batterie als Puffer zu nutzen ist teuer, daher empfehlen wir eher grosse Warmwasserspeicher, um über die Nachtstunden zu kommen, bis am Morgen wieder direkt Solarstrom genutzt werden kann.
Auto Ladestation, «ich muss schnell laden»!
Wer kann sein Auto am schnellsten Laden scheint die neue Challenge zu sein. Doch haben die meisten Häuser nur 3 x 25 A oder 3 x 40 A Hausanschlussleistung und vom EW wird eine Wahrscheinlichkeit von 30% Gleichzeitigkeitsfaktor berechnet, um die Trafostation auszulegen. Was bedeutet, dass die Spitzenleistung des Hausanschlusses nur kurzfristig abgerufen werden kann. Das ganze Haus sollte also über längere Zeit nicht über den Wert 5,2 bzw. 8,3 kW beziehen, andernfalls, wenn das mehrere Liegenschaften im Quartier machen, wird die Trafostation überlastet und fällt aus, was zu einem längeren Stromausfall führt.
Anschlussleistungen von Einfamilienhäusern und Wohnungen:
- 25 A dreiphasig entsprechen 17,25 kW davon 30% Langzeitlast entspricht 5,2 kW
- 40 A dreiphasig entsprechen 27,60 kW, davon 30% Langzeitlast entspricht 8,3 kW
- 63 A dreiphasig entsprechen 43.47 kW, davon 30% Langzeitlast entspricht 13 kW
- 128 A dreiphasig entsprechen 88.32 kW, davon 30% Langzeitlast entspricht 26.5 kW
Wenn Sie nun also Ihr Auto mit 11 kWh laden wollen und gleichzeitig die Waschmaschine einschalten, der TV läuft und Sie Abendessen kochen, kann es zum Stromausfall wegen überlast Ihrer Sicherung oder der Trafostation kommen. Daher sollte die Ladestation unterbrechen, wenn Sie einen hohen Strombedarf haben (Lastmanagement). Wir empfehlen 3 x 6 A Ladeleistung sprich rund 3.5 kWh und das nur, wenn sie keine anderen Grossverbraucher wie Kochfelder, Backofen, Waschmaschinen und dergleichen betreiben.
Bei der Installation der Ladestation macht es Sinn, dass die PV-Anlage dynamisch Ihren Strom managt. Fronius Gen24 in Verbindung mit dem Wattpilot als Ladestation bietet hier eine top Lösung zu geringem Preis an.
Wie viel muss ich in mein Auto laden?
Der durchschnittliche Schweizer fährt pro Tag rund 36 km, was bei 180 Wh/km rund 6,5 kWh entspricht. Mit 3,5 kWh Ladeleistung ist das Auto in 2 Stunden geladen. Lädt man nachts von 22:00 – 06:00 Uhr zum Niedertarif, so kann man mit rund 4 kW total 32 kWh laden, was 180 km Fahrt entspricht. So bleiben noch 1,3 kW für Kühlschränke und andere Verbraucher im Haushalt übrig ohne das Stromnetz zu überlasten. Hat man zusätzlich eine Wärmepumpe welche immer mal wieder mit 3 kWh nachheizt, wird es eng für die Netz Last.
Wer mehr Strom benötigt, muss die Zuleitung erhöhen, was enorme Kosten mit sich zieht. Daher empfehlen wir eine PV Anlage welche den überschuss ins Auto speist und so hat man während der Sonnenstunden keum Einschränkungen.
Kosten einer Solaranlage im Jahr 2022:
Kleinere Solaranlagen (unter 10 kWp) mit hochwertigen Komponenten kosten derzeit rund 2500-3500 CHF pro kWh, dazu kommt noch die Installation mit rund 400-700 CHF pro kWh, die Elektroinstallation mit rund 3000-7000 CHF je nach Situation und die Installationskontrolle von rund 300-500 CHF. Je nach Bausituation benötigt man noch ein Gerüst oder eine Absturzsicherung für die Montage.
Somit muss man für 5 kWp Schrägdachanlagen mit rund 18‘000-22‘000 CHF rechnen. Seit Kriegsbeginn in der Ukraine sowie den Lieferkettenproblemen durch Corona, steigen auch im Solarbereich die Preise ungehindert an. Module werden immer teurer und Wechselrichter sind auf Monate ausverkauft. Daher ist die Preisangabe nur eine Richtlinie von Ende 2021. Im 2022 musste man froh sein, wenn man noch Module, Wechselrichter und Montagematerial bekam. Wer heute eine Anlage bestellt, braucht etwas Geduld bei der Umsetzung, do stabilisiert sich die Situation gerade etwas. Wie lange das jedoch dauert, wenn neue Konflikte in der Welt entstehen, weiss niemand. Anfang 2024 sind nun extrem günstige Komponenten wegen der politischen Unsicherheit in Deutschland am Markt. In Deutschland sank die Nachfrage nach Solaranlagen enorm und nach dem 2023 mit Engpässen haben die Lieferanten die Produktionen hochgefahren was sich teils auch auf die Qualität auswirkte. Daher sind viele Lager nu mit teils bedenklichen Produkten überfüllt was zu einem panischen abverkauf führte. Wie es weiter geht ist immer noch offen.
Flachdach Anlagen aufgeständert kosten etwas mehr, da die Unterkonstruktion meist Aufwendiger ist und teils mit Betonplatten oder Kies gesichert werden muss.
Baubewilligung:
Je nach Gemeinde muss man die ortsüblichen Bauvorschriften prüfen, unter welchen Umständen die PV Anlagen montiert werden dürfen. In vielen Gemeinden ist nur noch eine Meldepflicht. Für die Bewilligungsverfahren ist jeder Eigenheimbesitzer oder Nutzer selbst verantwortlich. Bei PV Anlagen über 600Wp müssen Installationsanzeigen beim EW eingereicht werden, zudem empfehlen wir Übespannungsableiter, String Sicherungen und Fehlerstromschalter einzubauen, damit ein Sicherheitsnachweis erstellt werden kann. Diesen Sicherheitsnachweis benötigt man auch für die Förderbeiträge.
Förderung durch Pronovo (Stand 2023)
Aktuell liegt die Förderung bei 400 CHF pro kWh. Weitere Infos zum Förderprogramm: pronovo.ch
Miet- und Eigentumswohnungen:
Wohnungen haben bei PV-Anlagen das Nachsehen, da die Dachfläche meist für mehrere Haushalte zu klein ist und bei der Dachnutzung auch Unstimmigkeiten zwischen den Bewohnern im Mehrfamilienhaus auftreten können.
Doch auch bei Wohnungen steigen die Energiepreise ungehindert weiter.
Plug In Solar Balkonmodule sind eine gute Lösung, denn eine Wohnung hat meist eine Zentralheizung für mehrere Einheiten und auch Warmwasser wird oft zentral erwärmt. Somit ist der elektrische Energiebedarf von Wohnungen mit rund 4‘000 kWh pro Jahr geringer als im Eigenheim. Balkonmodule dürfen bis 600 Wp ohne Installationsanzeige an das Balkongeländer angebracht werden, was zu rund 650-750 kWh Energieproduktion führt. Baubewilligungen sind in den meisten Gemeinden ebenfalls nicht mehr nötig, dafür ist jeder Haushalt jedoch eigenverantwortlich und kann dies bei der Baudirektion nachfragen. Somit werden mit der 600Wp PV-Anlage 16-20% der benötigten Energie selbständig erzeugt, das senkt die laufenden Kosten über die Laufzeit von rund 25-30 Jahre.
Da jedes Modul einen einzelnen Wechselrichter hat (diese sind übrigens Witterungsbeständig, sprich IP67) und direkt 230 V AC abgibt, sind Beschattungen durch Bäume, andere Liegenschaften und dergleichen kein Problem. Jedes Modul erzeugt das Maximum was möglich ist. Sicherlich ist das bei kleinen Anlagen kein Problem, bei Anlagegrössen über 3 kWp sind die Modulwechselrichter dann aber um einiges teurer.
Grundsätzlich können an einer Steckdose problemlos mehr als 600 Wp PV-Module angeschlossen werden, da Steckdosen auf Dauerlast von 6-10 Ampere ausgelegt sind, bei 13 A Absicherung. Somit sind moderne T13 Steckdosen für Dauerlasten bis 2,3 kW ausgelegt ohne dass diese überhitzen. Technisch ist es unproblematisch 7-8 Module an eine Steckdose anzuschliessen, auch wenn das EW’s anders sehen.
Wir erleben immer wieder, dass solche Kleinanlagen gemeldet werden müssen beim EW, diese jedoch um Rückzug der Meldung bitten, da es für Sie zu viel Aufwand sei, Kleinanlagen zu erfassen.
Schreiben von diversen Schweizer Elektrizitätswerken liegen uns vor.
Keine Angebote mehr für das Einzugsgebiet der LocalNet Burgdorf
Erwähnenswert sind Gemeinden wie Burgdorf, welche zwar Solar- und Energielabel haben, jedoch genau solche PV-Anlagen maximal behindern und jede erdenkliche Hürde abverlangen. Die Bauverwaltung benötigt mehrer Monate für die Bearbeitung der Baugenehmigung, Localnet das lokale EW beispielsweise stellt sich komplett Quer, Enphase Anlagen zu genehmigen, während grosse Energiewerke mit den selben Komponenten sogar Grossanlagen von über 30 kWp bauen.
Zudem verlangt die Lacal Net bereits ab 2kWp den Lastabwurf, was unserer Meinung nach komplett übertrieben ist.
Wir Bitten um Verständniss, dass wir keine neuen Kunden mehr aus dem Einzugsgebiet der Localnet AG in Burgdorf bedienen. Sie finden sicherlich andere Unternehmen in dem Gebiet, welche Zeit haben, die lokalen Barrieren zu durchbrechen.
Plug In Solar Ground mit Modul Wechselrichter (T13)
PV-Auslegung:
Der Energiebedarf sollte vor der Investition ermittelt werden, schauen Sie die Energierechnungen der letzten Jahre an und zählen Sie Ihren effektiven Verbrauch zusammen. Sicherlich sagen viele, so viel brauch ich doch gar nicht, doch neue Verbraucher wie Wärmepumpen und die zukünftige E-Mobilität werden das bald ändern. Wer hätte vor 100 Jahren bei der Gebäudeverkabelung an eine Waschmaschine, einen Geschirrspüler, eine Gefriertruhe, einen Whirlpool, eine Wärmepumpe oder an EDV Geräte gedacht?
«1879 nahm das Hotel Engadiner Kulm in St. Moritz erstmals in der Schweiz eine elektrische Beleuchtungsanlage in Betrieb. Im Mai 1886 lieferte das erste schweizerische Kraftwerk Thorenberg in Littau – es war das erste weltweit – erstmals Strom über ein Stromnetz an Dritte. Bis etwa 1910 wies die Schweiz weltweit die höchste Stromproduktion pro Einwohner auf, mit sehr grossen jährlichen Zuwachsraten. Im Jahr 1900 produzierten alle Kraftwerke in der Schweiz total 71’000 kW Leistung, heute verbraucht die Schweiz rund 60 TWh, was 60 Milliarden Kilowattstunden entspricht. Alleine die Verlustleistung durch Leitungen und die Verteilung wird mit rund 4,2 TWh sprich 7% der Gesamtleistung beziffert. Bis 1970 wurden 90% der Energie mittels Wasserkraft erzeugt. 2020 lag der Anteil der Wasserkraftwerke noch bei 58%.«
Ja die Welt entwickelt sich weiter und Komfort bringt laufend neue Stromverbraucher in Ihren Haushalt, deshalb sollte man die Solaranlage vorausschauend auf die nächsten 20-30 Jahre auslegen.
Berechnung der Verbraucher in kWh / CHF
- Grundbedarf Einfamilienhaus 5‘500 kWh / Jahr = 1’500 CHF
- Wärmepumpe im Durchschnitt 4‘500 kWh / Jahr = 1’260 CHF
- Elektro Auto mit 13‘000 km/Jahr 2‘400 kWh / Jahr = 670 CHF
- Total: 12‘400 kWh / Jahr = 3’400 CHF
Mit einer 12 kWp PV-Anlage produziert man die rund 13’200 kWh im Jahr was einer Investition von rund 35‘000 CHF entspricht. Das klingt erst mal teuer, jedoch bekommt man noch rund 4’800 CHF Förderung (pronovo.ch). In den meisten Kantonen können PV-Anlagen komplett von der Steuer abgesetzt werden was zusätzlich rund 7’000 CHF Einsparung entspricht.
Damit erzielt man eine Autarkie je nach Nutzung von bis zu 60-70% und verkauft rund 30-40% der Energie, was aktuell die Bezugskosten in etwa deckt. Wer genaue Angaben wünscht, muss sich eine Kristallkugel kaufen, da Energiepreise derzeit unberechenbar sind.
Jährliche Einsparung in Franken mit Wärmepumpe und Elektroauto:
- Grundbedarf an Strom = 1’500 CHF
- Heizkosten Öl / Gas = 2’000 CHF
- Benzin / Diesel bei 13’000 km = 2’000 CHF
- Einsparung pro Jahr : = 5’350 CHF
Vollkosten Rechnung:
- Investition 12 kWp: 35’000 CHF
- Förderung Pronovo: 4’800 CHF
- Steuerersparnis: ca. 7’000 CHF
- Effektive Kosten: 23’200 CHF
Amortisation bei richtiger Auslegung und hohem Eigenverbrauch 5-8 Jahre ohne Berücksichtigung der stark steigenden Preise in den nächsten Jahren!
Nimmt man es gemäss diesen Zahlen, so produziert man Strom für rund 3’400 CHF pro Jahr. Auf die Lebensdauer der PV-Anlage von 25 Jahre sind das bei heutigen Preisen 86’000 CHF bei der Investition von rund 23’200 CHF, sprich ein Ertrag von und 62’800 CHF. Die Anlage kann aber gut auch 40 Jahre funktionieren bei etwas Unterhalt. Das klingt doch nach einer guten Altersvorsorge.
Durch rechtzeitige Investition, bleiben wir vom Energiepreisanstieg somit verschont, eigentlich profitiert man sogar.
Beachten wir die Strompreisentwicklung der letzten 30 Jahre, so sehen wir eine Preissteigerung von Strom und Netzgebühren im Durchschnitt pro Jahr von rund 3.5% und das ohne Krieg in Europa. Zudem steigt ja nun auch die Merwertsteuer um 0,4% an und auch die Netzabgaben wurden ja gerade erhöht.
Bei Gas und Öl war der Preisanstieg noch massiver und durch den Ukrainekrieg explodieren die Kosten gerade. Rechnen wir die Preiserhöhung auf die nächsten 25 Jahre, so ergibt diese ein Strompreis per 2046 von rund 0.60 CHF / kWh. Einige Experten rechnen gar mit einer Preiserhöhung wegen Mehrverbrauch durch die E-Mobility und die Wärmepumpen von bis zu 400% in den nächsten 5 Jahren.
Durch die Notstromanlage in Birr von 250MW steigen ab 2024 die Netzkosten weiter. Die total 470 Millionen Franken sollen nun über die Netzleistung refinanziert werden, auch da rechnen wir mit einem massiven Energiekostenaufschlag von bis 2-4 Rappen pro Kilowattstunde.
Stellen wir mal eine These auf mit der Teuerung von den 3,5% pro Jahr (im 2022-2023 waren es 29%) und der alterung der PV Anlage von 0.5% pro Jahr, so produzieren Sie im 2046 mit der 12 kWp Anlage immer noch rund 11’700 kWh pro Jahr, was einem Ertrag von 6’960 CHF entsprechen würde.
Durch die zunemende Klimaveränderung und die starken Sonnenaktivitäten, messen wir an unserer PV-Anlage jährliche Produktionszunahmen und keine Verluste.
| 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | |
| Produktion in MWh | 38.5 | 49.4 | 45.5 | 51.7 |
Aktuelle Strompreise 2022/2023 (Medienmitteilung Bund)
| 2022 | 2023 | Steigerung | |
| Netzkosten | CHF 0.0990 | CHF 0.1050 | 6% |
| Energie | CHF 0.0790 | CHF 0.1310 | 66% |
| Gemeinwesen | CHF 0.0090 | CHF 0.0110 | 22% |
| Netzzuschlag | CHF 0.0230 | CHF 0.0230 | 0% |
| Total | CHF 0.2100 | CHF 0.2700 | 29% |
Prognose 12 kWp Anlage anhand historischer Werte
| Jahr | Preis/kWh | Teuerung | kWh / Jahr | Alterung | Ertrag in CHF |
| 2022 | CHF 0.26 | 3.5% | 13’200 | 0.5% | CHF 3’440 |
| 2023 | CHF 0.27 | 3.5% | 13’134 | 0.5% | CHF 3’543 |
| 2024 | CHF 0.28 | 3.5% | 13’068 | 0.5% | CHF 3’648 |
| 2025 | CHF 0.29 | 3.5% | 13’003 | 0.5% | CHF 3’757 |
| 2026 | CHF 0.30 | 3.5% | 12’938 | 0.5% | CHF 3’869 |
| 2027 | CHF 0.31 | 3.5% | 12’873 | 0.5% | CHF 3’984 |
| 2028 | CHF 0.32 | 3.5% | 12’809 | 0.5% | CHF 4’103 |
| 2029 | CHF 0.33 | 3.5% | 12’745 | 0.5% | CHF 4’226 |
| 2030 | CHF 0.34 | 3.5% | 12’681 | 0.5% | CHF 4’352 |
| 2031 | CHF 0.36 | 3.5% | 12’618 | 0.5% | CHF 4’481 |
| 2032 | CHF 0.37 | 3.5% | 12’555 | 0.5% | CHF 4’615 |
| 2033 | CHF 0.38 | 3.5% | 12’492 | 0.5% | CHF 4’753 |
| 2034 | CHF 0.39 | 3.5% | 12’429 | 0.5% | CHF 4’895 |
| 2035 | CHF 0.41 | 3.5% | 12’367 | 0.5% | CHF 5’040 |
| 2036 | CHF 0.42 | 3.5% | 12’305 | 0.5% | CHF 5’191 |
| 2037 | CHF 0.44 | 3.5% | 12’244 | 0.5% | CHF 5’346 |
| 2038 | CHF 0.45 | 3.5% | 12’183 | 0.5% | CHF 5’505 |
| 2039 | CHF 0.47 | 3.5% | 12’122 | 0.5% | CHF 5’669 |
| 2040 | CHF 0.48 | 3.5% | 12’061 | 0.5% | CHF 5’838 |
| 2041 | CHF 0.50 | 3.5% | 12’001 | 0.5% | CHF 6’012 |
| 2042 | CHF 0.52 | 3.5% | 11’941 | 0.5% | CHF 6’192 |
| 2043 | CHF 0.54 | 3.5% | 11’881 | 0.5% | CHF 6’376 |
| 2044 | CHF 0.56 | 3.5% | 11’822 | 0.5% | CHF 6’567 |
| 2045 | CHF 0.57 | 3.5% | 11’763 | 0.5% | CHF 6’762 |
| 2046 | CHF 0.60 | 3.5% | 11’704 | 0.5% | CHF 6’964 |
| Total in 25 Jahren | 310’939 kWh | CHF 125’129 | |||
Nach obiger Tabelle wäre die Amortisation nach rund 6,5 Jahren erreicht. Rechnen wir die Rendite nach dieser Prognose, so haben wir innert 25 Jahren nach einer investition von 23’200 CHF nun eine Einsparung / Ertrag von 125’129 CHF was einer durchschnittlichen Jahresrendite von 17,7% entspricht. So eine Rendite erreichen Sie mit keinem Finanzprodukt ohne extremes Risiko.
Schlusswort:
Wer rechnen kann merkt rasch, dass eine Investition in Solarstrom die beste Altersvorsorge ist und wir derzeit keine bessere alternative haben, unser Geld anzulegen und gleichzeitig unsere Fixkosten zu senken.
Wir hoffen Ihnen damit einige Antworten gegeben zu haben und stehen für Fragen gerne per Mail oder Telefon bereit. Sollten Sie detaillierte Fragen zu Ihrem Solar-Projekt haben, so bieten wir auch Beratungen rund um die Solarenergie an.
Besten Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, als Dankeschön erhalten Sie 100 CHF Preisreduktion mit dem Gutscheincode «Solar2023» in unserem Shop für alle Plug In Solaranlagen ab 1000 CHF Kaufpreis, gültig bis 31.12.2023.
