Photovoltaik im EWärmeG

Pho­to­vol­ta­ik-Anla­gen wer­den nicht zur Wär­me­ge­win­nung, son­dern zur Strom­erzeu­gung ein­ge­setzt. Wenn ein Wohn­ge­bäu­de-Eigen­tü­mer mit einer Pho­to­vol­ta­ik-Anla­ge auf sei­nem Gebäu­de­grund­stück selbst Strom pro­du­ziert, kann dies im Erneu­er­ba­re-Wär­me-Gesetz als Ersatz­maß­nah­me ange­rech­net wer­den – egal ob der Strom selbst genutzt oder in das Netz ein­speist wird. Damit das EWär­meG voll­stän­dig erfüllt ist (15 %), muss die PV-Anla­ge eine (Spitzen)Leistung von min­des­tens 0,02 kWp pro m² Wohn­flä­che erbrin­gen, unab­hän­gig von der Anzahl der Wohn­ein­hei­ten (Ein- oder Mehrfamilienhaus).

Beispiel EFH/​MFH

Ein­fa­mi­li­en­haus mit 100 m² Wohn­flä­che = 2 kWp Leis­tung der PV-Anla­ge oder Mehr­fa­mi­li­en­haus mit 200 m² Wohn­flä­che = 4 kWp Leis­tung der PV-Anlage.
Exkurs: Stand der Tech­nik – Pho­to­vol­ta­ik zur Stromerzeugung 

Eine PV-Anla­ge besteht aus meh­re­ren Kom­po­nen­ten, die auf­ein­an­der abge­stimmt sein müs­sen. Haupt­be­stand­tei­le sind die Solar­mo­du­le, die durch Lei­tun­gen mit­ein­an­der ver­bun­den sind. Jedes Solar­mo­dul besteht aus einer Rei­hen von ein­zel­nen Solar­zel­len. Die Solar­zel­len sind die strom­erzeu­gen­den Bau­tei­le einer Pho­to­vol­ta­ik-Anla­ge, in denen das ein­ge­strahl­te Son­nen­licht in nutz­ba­ren Strom umge­wan­delt wird. Der erzeug­te Strom ist Gleich­strom und muss zur Nut­zung im Haus­halt oder zur Ein­spei­sung in das öffent­li­che Strom­netz mit einem Wech­sel­rich­ter zu Wech­sel­strom umge­wan­delt wer­den. Ein Ein­spei­se­zäh­ler erfasst die ins Netz ein­ge­speis­te Strom­men­ge. Optio­nal kann ein Strom­spei­cher, der bei der Eigen­ver­sor­gung den über­schüs­si­gen Strom zwi­schen­spei­chert, ein­ge­setzt werden.

Die Solar­zel­len bestehen aus Halb­lei­tern. Halb­lei­ter sind Mate­ria­li­en, die durch Ein­fluss von Wär­me oder Licht elek­trisch lei­tend wer­den. Der größ­te Teil der welt­weit pro­du­zier­ten Solar­zel­len nutzt den Halb­lei­ter Sili­zi­um. Die­ses Ele­ment eig­net sich auf­grund sei­ner Ver­füg­bar­keit und Umwelt­ver­träg­lich­keit bei der Ver­ar­bei­tung beson­ders für die Her­stel­lung von Solar­zel­len. Das Son­nen­licht ver­schiebt Ladun­gen im Halb­lei­ter und erzeugt eine elek­tri­sche Span­nung. In der Solar­zel­le befin­den sich unter­schied­lich dotier­te Halb­lei­t­er­schich­ten (n‑dotiertes Sili­zi­um und p‑dotiertes Sili­zi­um). N‑dotiertes Sili­zi­um ist nega­tiv gela­den, p‑dotiertes Sili­zi­um posi­tiv. An der Grenz­schicht die­ser bei­den Halb­lei­t­er­schich­ten ent­steht ein soge­nann­ter p‑n‑Übergang. Hier ent­steht ein inne­res elek­tri­sches Feld, wel­ches durch Licht­ein­fall zu einer Tren­nung der frei­ge­setz­ten Ladungs­trä­ger führt. Über Kon­tak­te an der posi­ti­ven und nega­ti­ven Elek­tro­de kann eine elek­tri­sche Span­nung abge­führt wer­den. Die auf­ge­brach­te Anti­re­fle­xi­ons­schicht sorgt für den Schutz der Solar­zel­len und soll Ver­lus­te durch Refle­xi­on an der Ober­flä­che reduzieren.

Unterschiedliche Modultypen von Photovoltaik-Anlagen

Je nach Kris­tall­art unter­schei­det man nach Monokristallinen‑, Poly­kris­tal­li­nen- und Dünn­schicht­mo­du­len. Das Prin­zip der Nut­zung sola­rer Strah­lung ist bei allen Modu­len gleich, aller­dings unter­schei­den sie sich bezüg­lich ihrer Kos­ten und Wir­kungs­gra­de. Ent­schei­dend für die Wahl der Modu­le sind immer auch die bau­li­chen Bege­ben­hei­ten und die Aus­rich­tung der Montagefläche.

Solarmodule einer Photovoltaik-Anlage

Die Mono­kris­tal­li­ne-Pho­to­vol­ta­ik-Modu­le sind bezüg­lich der Anschaf­fungs­kos­ten die teu­ers­ten, aller­dings auch die leis­tungs­stärks­ten. Ein­ge­setzt wer­den sie meist bei klei­nen Dach­flä­chen mit einer opti­ma­len Aus­rich­tung nach Süden. Die effek­tivs­ten Mono­kris­tal­li­ne-Modu­le errei­chen bei direk­ter Son­nen­ein­strah­lung einen Wir­kungs­grad von bis zu 20 %. Die güns­ti­ge­ren Poly­kris­tal­li­ne-Modu­le wei­sen dage­gen einen gerin­ge­ren Wir­kungs­grad von etwa 15 % auf. All­ge­mein wer­den die­se Modu­le als die Solar­zel­len mit dem bes­ten Preis-Leis­tungs-Ver­hält­nis bezeich­net. Zum Ein­satz kom­men die­se Modu­le auf­grund ihres gerin­ge­ren Wir­kungs­grads häu­fig auf gro­ßen Dach­flä­chen mit opti­ma­ler Son­nen­ein­strah­lung. Dünn­schicht-Modu­le oder auch „amor­phe Solar­zel­len“ genannt, haben ein wesent­lich gerin­ge­res Gewicht und sind dün­ner als Kris­tal­li­ne-Modu­le. Bei der Her­stel­lung wird ein Halb­lei­ter, z. B. Sili­zi­um auf eine Trä­ger­plat­te auf­ge­dampft oder gesprüht. Der sehr gerin­ge Mate­ri­al­ein­satz und die stark auto­ma­ti­sier­te Her­stel­lung machen die Dünn­schicht-Modu­le preis­lich ver­hält­nis­mä­ßig güns­tig. Der Nach­teil besteht in ihrem gerin­gen Wir­kungs­grad von weni­ger als 12 %.

Die­se Tabel­le dient der Über­sicht und ersetzt kei­nes­falls eine indi­vi­du­el­le Bera­tung. Zu berück­sich­ti­gen sind ggf. auch etwai­ge För­de­run­gen, sowie Montage‑, War­tungs- und Versicherungskosten. 

Leistung einer Photovoltaik-Anlage

Die Leis­tung einer Pho­to­vol­ta­ik-Anla­ge wird in Watt peak (Wp) oder Kilo­watt Peak (kWp) ange­ge­ben. Der eng­li­sche Begriff „peak“ weist dabei auf die höchst­mög­lich erziel­ba­re Leis­tung der Pho­to­vol­ta­ik-Anla­ge hin. Die­ser Wert bezieht sich aller­dings auf Labor­wer­te unter opti­ma­len Bedin­gun­gen bei einer Zel­len­tem­pe­ra­tur von 25 °C und einer Bestrah­lungs­stär­ke von 1.000 W/​m². In der Pra­xis wer­den die­se Wer­te in der Regel nicht erreicht.

Wirtschaftlichkeit: Eigennutzung und Einspeisevergütung von PV-Anlagen

Zur Stei­ge­rung des Zubaus Erneu­er­ba­rer Ener­gien bei der Strom­pro­duk­ti­on wur­de für Erzeu­ger eine garan­tier­te Ein­spei­se­ver­gü­tung im Erneu­er­ba­re-Ener­gien-Gesetz (EEG) fest­ge­legt. Die Höhe ist von dem Datum der Inbe­trieb­nah­me abhän­gig und wird über eine Dau­er von 20 Jah­ren gezahlt. Im Jahr 2000 wur­de für die ers­ten PV-Anla­gen die­se Ein­spei­se­ver­gü­tung bezahlt. Von Jahr zu Jahr wur­de die Ver­gü­tung wei­ter gesenkt, bis die­se etwa im Jahr 2011 unter das Niveau des Brut­to­prei­ses für Haus­halts­strom sank, dem soge­nann­ten „Grid parity“.

Je höher der Strom­preis steigt und je gerin­ger die Ein­spei­se­ver­gü­tung aus­fällt, des­to mehr lohnt sich die Eigen­nut­zung des in der Pho­to­vol­ta­ik-Anla­ge erzeug­ten Stroms. Da die Zei­ten der größ­ten Strom­pro­duk­ti­on in der Regel nicht in die Zei­ten der größ­ten benö­tig­ten Strom­men­ge fal­len, bie­tet sich ein Strom­spei­cher an, um den Eigen­ver­brauch zu stei­gern. Je nach ört­li­chen Bege­ben­hei­ten, Nut­zer­ver­hal­ten und geplan­ter Grö­ße der Anla­ge ist ein Strom­spei­cher indi­vi­du­ell zu prü­fen und an die Pho­to­vol­ta­ik-Anla­ge anzu­pas­sen. Hier­zu bie­ten eini­ge Her­stel­ler ein Berech­nungs­tool zur gro­ben Aus­le­gung der Anla­ge an.

Bei der Wirt­schaft­lich­keits­be­rech­nung einer Pho­to­vol­ta­ik-Anla­ge ist die Degra­dati­on zu beach­ten. Unter Degra­dati­on ver­steht man die Leis­tungs­min­de­rung der PV-Anla­ge auf­grund von Alte­rung. Ursa­chen hier­für sind kom­pli­zier­te, phy­si­ka­li­sche Pro­zes­se die in den Solar­zel­len statt­fin­det. Die Degra­dati­on muss bei der Ertrags­be­rech­nung der Anla­ge berück­sich­tigt wer­den und unter­schei­det sich je nach Modul­typ. Bei der Berück­sich­ti­gung der Degra­dati­on wird in der Regel ein Zeit­raum von 20 bis 25 Jah­ren betrach­tet. Für die­sen Zeit­raum geben die meis­ten Modul­her­stel­ler eine Leis­tungs­ga­ran­tie, eini­ge auch län­ger. Für die kris­tal­li­nen PV-Modu­le wird übli­cher­wei­se ein Wert von 0,5 % Leis­tungs­ver­lust pro Jahr ange­nom­men. Die Alte­rung der Dünn­schicht­mo­du­le ver­hält sich extrem anders. Die Dünn­schicht­mo­du­le kön­nen inner­halb der ers­ten 1.000 Betriebs­stun­den einen Leis­tungs­ver­lust von bis zu 25 % auf­wei­sen. Nach die­sem Zeit­raum altern die­se aber dann kaum noch.
Antei­li­ge Berech­nung im EWär­meG – Pho­to­vol­ta­ik als Ersatzoption 

Eine antei­li­ge Anrech­nung ist nach § 11.2 Satz 2 EWär­meG durch die fol­gen­de For­mel möglich:

Anteil Ersatz­maß­nah­me [%] = instal­lier­te Nenn­leis­tung [kWp] /​ erfor­der­li­che Nenn­leis­tung [kWp] × 15 %

Der Erfül­lungs­grad kann wie folgt berech­net werden:

Erfül­lungs­grad [%] = Anteil Ersatz­maß­nah­me [%] /​ 15 % × 100 %

Verbindliche Aussagen zum EWärmeG nur von Ihrer unteren Baurechtsbehörde!

Wir möch­ten Sie auf die­ser Web­sei­te nach bes­ten Wis­sen und Gewis­sen über die Anfor­de­run­gen im EWär­meG und die (tech­ni­schen) Erfül­lungs­op­tio­nen infor­mie­ren. Dabei sol­len Wege auf­zeigt wer­den, wie Sie die Vor­ga­ben für Ihr Wohn­ge­bäu­de best­mög­lich rea­li­sie­ren kön­nen. Unse­re Infor­ma­tio­nen kön­nen trotz unse­rer ste­ti­gen Bemü­hun­gen jedoch ver­al­tet oder feh­ler­haft sein und stel­len somit kei­ne Bera­tung dar. Fra­gen Sie für ver­bind­li­che Aus­künf­te die für Sie zustän­di­ge unte­re Baurechtsbehörde.

Kombination mit anderen Erfüllungsoptionen – beispielsweise mit dem Sanierungsfahrplan

Eine antei­li­ge Erfül­lung ist ent­spre­chend der Leis­tung mög­lich – auch bereits instal­lier­te älte­re Pho­to­vol­ta­ik-Anla­gen kön­nen (ggf. antei­lig) berück­sich­tigt wer­den. Da es sich um eine Ersatz­op­ti­on han­delt, kann die­se ggf. mit der neu instal­lier­ten Wär­me­er­zeu­ger­ein­heit – Gas­hei­zung, Wär­me­pum­pe etc. – kom­bi­niert werden.

Auch die Erstel­lung eines Sanie­rungs­fahr­plans ist im EWär­meG in Kom­bi­na­ti­on mit Pho­to­vol­ta­ik sinn­voll. Zum einen bringt die­ser 5 % im EWär­meG (falls Pho­to­vol­ta­ik das EWär­meG nur antei­lig erfüllt) und zum ande­ren zeigt er alle mög­li­chen Sanie­rungs­op­tio­nen in struk­tu­rier­ter und ver­ständ­li­cher Form auf. Der Sanie­rungs­fahr­plan wird mit bis zu 80 % vom Staat geför­dert (Eigen­an­teil ab 325 €) und gilt damit als sozialverträglich.

Unter dem Gesichts­punkt der ganz­heit­li­chen Ener­gie­ef­fi­zi­enz und dem (ggf. mög­li­chen) Ein­satz von För­der­mit­teln, soll­te der Sanie­rungs­fahr­plan VOR dem Hei­zungs­tausch und der poten­ti­el­len Instal­la­ti­on einer Pho­to­vol­ta­ik­an­la­ge erstellt wer­den. Eine umge­kehr­te Rei­hen­fol­ge ist im EWär­meG aber eben­falls zulässig.

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Meinungen

4,93 von 5 Ster­nen auf SHOPVOTE und Goog­le aus 74 Bewer­tun­gen (156 ins­ge­samt). Hier eine klei­ne Aus­wahl von Kundenmeinungen:

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Gabriele G.

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Ich habe zeit­nah eine freund­li­che und kom­pe­ten­te Bera­tung für mein Anlie­gen erhal­ten, die mir sehr wei­ter­ge­hol­fen hat, um mein Bau­vor­ha­ben zu rea­li­sie­ren. Vie­len herz­li­chen Dank.

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Diplom-Ingenieur (FH)<br>R. Sithamparanathan

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