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Kosten und Energie sparen: DIY-Photovoltaik-Anlage nach 4,5 Jahren bezahlt
Youtuber Andreas Schmitz hat seine PV-Anlage mit 12 kWp und 22 kWh-Speicher selbst zusammengebaut. Pro Jahr spart er damit knapp 2500 Euro an Stromkosten.
Durch die stark steigenden Energiekosten machen sich Photovoltaik-Anlagen schneller als früher bezahlt, als der Strompreis noch bei 0,36 Euro pro kWh lag. Inzwischen zahlen Stromkunden bei Neuverträgen 0,53 Euro pro kWh – Tendenz steigend. Dementsprechend steigt die Nachfrage nach Photovoltaikanlagen. Doch der Markt kann die Nachfrage derzeit kaum befriedigen. Jojakim Sames, Geschäftsführer der Marburger Firma Sames Solar GmbH, sagte in einem Interview mit der Oberhessischen Presse, dass er derzeit keine neuen Aufträge annehme. Die Wartezeit für eine PV-Anlage liege derzeit bei bis zu einem Jahr. Lieferengpässe und fehlenden Facharbeiter sind dafür verantwortlich. Für einzelne Komponenten wie Wärmepumpen dauert es sogar zwischen 18 und 24 Monaten, bis sie in Betrieb genommen werden können. Und die Wartezeit könnte noch länger werden. Jedenfalls dann, wenn die von Bundeswirtschaftsminister Habeck angekündigte „robustere Handelspolitik“ gegenüber China Realität wird. Denn aus dem Reich der Mitte kommen die wichtigsten Rohstoffe, die zur Herstellung einer Photovoltaikanlage benötigt werden. Das betrifft etwa die Metalle Germanium, Gallium und Indium, die zu 72, 82 und 55 Prozent in China gewonnen werden.
Aber nicht nur steigenden Kosten für Energie motivieren immer mehr Bürger des Landes, eine Photovoltaik-Anlage zu errichten. Auch die Diskussionen um Stromausfälle (Ratgeber) sorgen dafür, dass immer mehr Menschen nach Energieautarkie streben.
Und wer keine PV-Anlage errichten kann, versucht zum Beispiel mit Solargeneratoren (Bestenliste) drohenden Stromausfällen zu begegnen. Auch das Thema Energie sparen ist bei unseren Lesern sehr beliebt, sodass entsprechende Artikel wie Energie sparen und weniger nachzahlen: Smarte Thermostate reduzieren Kosten um bis zu 8 % überdurchschnittliche Abrufzahlen verzeichnen.
Photovoltaikanlage im Eigenbau: schneller und günstiger
Wer allerdings handwerklich halbwegs geschickt ist, kann eine Photovoltaikanlage auch in Eigenregie zusammenbauen. Allerdings sollte die Verkabelung ein Elektriker, der für die Abnahme der Anlage ohnehin benötigt wird, durchführen. Schließlich besteht wegen der hohen Ströme bei unsachgemäßer Verkabelung Lebensgefahr.
Anschaffung, Erstellung und Inbetriebnahme der Anlage gelingt in Eigenregie nicht nur deutlich schneller, sondern man kann damit auch erheblich Kosten einsparen, sodass sie bereits nach wenigen Jahren bezahlt ist. Sicher ist dieses Vorgehen nicht für jedermann geeignet, doch es ist zumindest ein möglicher Ausweg aus der gegenwärtigen Krise – Not macht eben erfinderisch.
Das dachte sich auch Andreas Schmitz, der als Wissenschaftler im Bereich mathematischer Optimierung und KI tätig ist und im Ingenieurwesen promoviert hat. Auf seinem Youtube-Kanal berichtet Schmitz, wie er seine Photovoltaikanlage mit 12 kWp und 22 kWh Speicher mithilfe eines Elektrikers selbst in Betrieb genommen hat. Sein Video über die selbst zusammengebaute PV-Anlage verzeichnet innerhalb von drei Wochen mehr als 600.000 Aufrufe und fast 1300 Kommentare. Nützliche Informationen zum Thema finden sich außerdem in seinem Forum.
Die Solarmodule seiner Anlage verteilen sich auf Carport, Veranda und Balkon. Auf seinem Carport hat Schmitz 18 Module von Luxen mit einer Leistung von je 320 Watt platziert. Die Balkonanlage besteht aus vier bifazialen Modulen von ASWS und auf der Veranda ernten zwölf 410-Watt-Solarmodule von Jasolar Sonnenenergie. Insgesamt erreicht die Anlage damit eine Leistung von etwa 12 kWp.
Speichersystem: Elektronik und Akku
Um den Eigenverbrauch zu erhöhen, verwendet Schmitz auch eine 22 kWh starke Speicherlösung. Hierfür verwendet er Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LiFePo4), Wechselrichter und Schutzelektronik sowie ein Monitoringsystem auf Basis eines Raspberry PI mit SSD und einem Arduino-Board. Als Wechselrichter kommt der 1200 Euro teure MPI5K von MPP Solar zum Einsatz. Dieser ist laut Schmitz allerdings mit aktuell 1900 Euro deutlich teurer. Da das Gerät einen hohen Standby-Verbrauch aufweist und bei einem seiner vielen Forums-Mitgliedern Probleme verursacht hat, verwenden einige User auch Modelle von Victron Energy. Mehr über Victron Energy und die Möglichkeit, eine PV-Anlage mit Ersatzstromfunktionalität zu errichten, bietet unser Beitrag Notstromversorgung: So funktionieren PV-Anlagen mit Ersatzstrom in der Praxis.
Die Akkus hat Schmitz von Shenzen Basen über Alibaba bezogen. Allerdings berichten einige Forumsmitglieder über Probleme bei der Beschaffung, sodass sie auf Eve Energy ausgewichen sind. Akkus dieses Herstellers sind allerdings ein wenig teurer. 16 der verwendeten 280-Ah-Akkus mit einer Gesamt-Speicherkapazität von 14 kWh kosten etwa 2800 Dollar. Für das Battery Managment System (BMS) kommt ein JKBMS-Modell mit aktivem Balancer zum Einsatz. Ein Forumsmitglied hat dazu eine Open-Source-Software entwickelt, mit der man die Daten abgreifen und per MQTT in ein Smart-Home-System integrieren kann. Wie der Zusammenbau und die Inbetriebnahme der Speicherlösung funktioniert, erklärt Schmitz in einem eigenen Video.
Kosten für DIY-Photovoltaik-Anlage
Für die Solarmodule hat Schmitz insgesamt 8000 Euro bezahlt, inklusive Wechselrichter, Halterungen und sonstiges Material. Die Akkus kosten inklusive BMS etwa 2850 Euro. Und der Wechselrichter schlägt mit 1200 Euro zu Buche, während Elektronik, Kabel und Kleinteile Kosten in Höhe von 600 Euro verursachen. Die Solarmodule mit 12 kWp kommen somit insgesamt auf 8000 Euro und die Speicherlösung auf 2800 Euro, sodass die Gesamtanlage insgesamt 10.800 Euro gekostet hat.
Ersparnis pro Jahr beträgt 2471 Euro
Ein wesentliches Kriterium bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung für Photovoltaik-Anlagen ist der Anteil des Eigenverbrauchs. Der ist deshalb relevant, weil man derzeit für im Betrieb befindliche Anlage lediglich 6 Cent pro kWh als Einspeisevergütung erhält, man aber für den Bezug von Strom ein Vielfaches – bei Schmitz sind es 36 Cent pro kWh – davon bezahlen muss. Schmitz heizt sein Haus mit Split-Klimaanlagen (Ratgeber), die letztlich nichts anderes als Wärmepumpen sind, um den Eigenverbrauch seiner PV-Anlage zu erhöhen. Demnächst will er diesen noch mit einer Brauchwasser-Wärmepumpe erhöhen und damit seine alte Ölheizung ablösen.
Aktuell verbraucht Schmitz durchschnittlich 22 kWh pro Tag. Der Eigenverbrauch liegt bei 17,3 kWh, während die restlichen 4,7 kWh durch Netzbezug abgedeckt werden. Zudem speist die Anlage durchschnittlich noch 9 kWh pro Tag ins Netz ein. Pro Jahr spart Schmitz so insgesamt 2471 Euro an Stromkosten. Bei Gesamtkosten von 10.800 Euro für die komplette Anlage ist diese nach etwa 4,5 Jahren bezahlt.
Liste der Komponenten mit Bezugsquellen
Solarmodule, Halterungen, Batterien von Eve, Battery Managment System JKBMS, JKBMS Bluetooth Arduino Tool von Scotty, Messgerät Interner Widerstand YR1030/1035 / Alternative. Batterietester ZKETECH EBX-A20, Kabelschuhe, Kupferdraht, D1 Mini, 5V Spannungswandler, Lochrasterplatte, Widerstände, Schaltdraht, Temperatursensoren, Laderegler, 35Ah LiTi Akku, Vinatech 360F 3V, QNBBM Active Balancer, Stromsensor, Stahlkabelbinder, Lötzinn, Lötkolben
Eigenverbrauch erhöhen
Ein hoher Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms verkürzt die Amortisationszeit der Anlage erheblich. Da ändert auch die Erhöhung des Einspeisetarifs für Anlagen mit 10 kWp auf 8 Cent pro kWh nichts. Schließlich steigen die Strompreise derzeit rapide, sodass nur eine Regel wirtschaftlich sinnvoll ist: So viel wie möglich selbst verbrauchen. Je mehr elektrische Verbraucher, desto kürzer ist die Amortisationszeit. Wer also noch eine alte Gas- oder Öl-Heizung in Betrieb hat, muss mit einer deutlich längeren Amortisationszeit seiner PV-Anlage rechnen. Idealerweise nutzen PV-Anlagenbesitzer elektrisch betriebene Alternativen zur Erzeugung von Wärme und Warmwasser. Hierfür sind Wärmepumpen, zu denen auch Split-Klimaanlagen zählen und Brauchwasser-Wärmepumpen geeignet. Last, but not least erhöht auch ein Elektrofahrzeug mit einer an die PV-Anlage angeschlossenen Wallbox (Ratgeber) den Eigenverbrauch.
Eine Speicherlösung ist für einen hohen Nutzungsanteil am selbst produzierten Strom eine zwingende Voraussetzung. Der Absatz von Photovoltaikanlagen mit Stromspeicher (Ratgeber) steigt seit Jahren signifikant. Während 2019 nur etwa 37 Prozent der neu installierten Anlagen mit einem Batteriespeicher kombiniert wurden, stieg dieser Anteil im letzten Jahr bereits auf 56 Prozent. Allein im Jahr 2021 wurden deutschlandweit über 130.000 Stromspeicher zusammen mit einer PV-Anlage neu installiert oder nachgerüstet – 2019 waren es nur 41.000. Neben einer höheren Eigenverbrauchsquote und den daraus resultierenden niedrigeren Kosten, wünschen viele einen Stromspeicher, der auch eine Notstromsteckdose bietet oder sogar mit einer Ersatzstromfunktion aufwarten kann.
PV-Anlagen mit Ersatzstromfunktion
Bei der Planung einer PV-Anlage sollten Interessenten ebenfalls darüber nachdenken, ob die Lösung eine Ersatzstromfunktion bietet. Denn bei einem Stromausfall funktionieren die meisten PV-Anlagen nicht mehr. Hier kommt es hauptsächlich auf den verwendeten Wechselrichter in Kombination mit dem genutzten Speicher an. Dieser muss in der Lage sein, das Hausnetz komplett vom Stromnetz zu trennen, um dann die eigene Stromversorgung aufzubauen, um sämtliche elektrische Verbraucher mit Strom versorgen zu können.
Alternativ gibt es auch einige Speicherlösungen, die eine sogenannte Notstromversorgung bieten. Doch die umfasst nicht das ganze Stromnetz, sondern funktioniert ähnlich wie bei einer Powerstation (Bestenliste). Der Verbraucher muss bei einem Stromausfall direkt mit der Batterie verbunden werden. Ist die Kapazität aufgebraucht, endet die Stromversorgung, da bei einem Stromausfall, anders als bei Lösungen mit Ersatzstromfunktion, der Speicher nicht mehr geladen werden kann.
Mehr Informationen zu diesem Thema bietet unser Beitrag Notstromversorgung: So funktionieren PV-Anlagen mit Ersatzstrom in der Praxis.
Fazit
Photovoltaik-Anlagen im Eigenbau können gegenüber Lösungen von Fachbetrieben nicht nur schneller in Betrieb genommen werden, sondern sie sind auch billiger, sodass sie sich bereits nach wenigen Jahren rechnen. Hierfür ist allerdings sehr viel Know-how und die Begleitung durch einen Elektriker erforderlich.
Wer eine solche Lösung umsetzen möchte, sollte auch auf den Support achten. Klar, wer Elektriker ist, kann diesen in vielen Fällen selbst erbringen. Aber wenn ein Bauteil, das über einen chinesischen Online-Shop bezogen wird, kaputtgeht, können allein die Transportkosten für die Abwicklung der Garantie erheblich ausfallen. Oft beträgt die Garantie auch nur ein Jahr. Wer vor diesen Risiken zurückschreckt, sollte die benötigten Komponenten bei hiesigen Händlern ordern. Das ist zwar in der Anschaffung teurer, bietet aber im Garantiefall Vorteile.
Wer das Know-how für den Eigenbau nicht mitbringt, muss auf traditionelle Angebote ausweichen. Die stark steigenden Strompreise sorgen dafür, dass sich auch diese Anlagen schneller rechnen als bisher. PV-Anlagen-Anbieter Zolar kalkuliert für eine Anlage mit 10 kWp inklusive Speicher mit einer Kapazität von 7,7 kWh Brutto-Investitionskosten von etwa 24.400 Euro. Für die jährlichen Betriebskosten empfiehlt der Hersteller eine Rücklage von 1 bis 2 Prozent der Anschaffungskosten zu bilden. Liegt die Ersparnis dieser Anlage ähnlich hoch wie im Beispiel von Andreas Schmitz, rechnet sie sich nach etwa 10 Jahren.
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