Technologische Vorteile zielsicher nutzen

Preise für den Strombezug steigen, jene für die Überschusseinspeisung fallen deutlich unter 10 Cent. Eigenverbrauchsoptimierte Photovoltaikanlagen gewinnen immer stärker an Bedeutung, solche Anlagen rechnen sich mittlerweile wesentlich besser als Einspeiseanlagen und leisten einen wesentlichen Beitrag zur Energieautarkie am Bauernhof. Die Anlagenoptimierung bedarf sowohl in der Errichtung als auch im Betrieb eines gewisses Know-how. Erfahrungen haben gezeigt, dass das Arbeiten mit Faustzahlen sowie mit allgemein gültigen Rezepten bei der Anlagenrealisierung in vielen Fällen nicht zum gewünschten Ergebnis geführt hat. Sorgfältig geplante und ausgeführte Anlagen liefern Strom, Pfuschanlagen liefern Probleme.

Um eine Photovoltaikanlage erfolgreich errichten und betreiben zu können, sollten gewisse Vorgehensweisen angewendet bzw. eingehalten werden. Dies beginnt bei einer sorgfältigen Planung, Abklärung der Netzzugangsmöglichkeiten, erforderlichen Genehmigungen, wirtschaftlicher Beurteilung bis hin zu Abklärung von steuer- und sozialversicherungsrechtlichen Auswirkungen. Abzuklären sind auch Zugangsmöglichkeiten zum Verteilnetz. Im Folgenden soll auf die wesentlichen Punkte bei der Errichtung einer Photovoltaikanlagen auf Gebäuden eingegangen werden.

Die erste Frage, die bei Beratungen auftaucht, ist, wie groß die Anlage ausgelegt werden soll? Da muss man sich prinzipiell die Fragen stellen, wofür die Anlage errichtet werden soll: Dient diese zur teilweisen Abdeckung des Eigenverbrauchs? Soll überwiegend eingespeist werden? Soll der Stromautarkiegrad des Betriebes angehoben werden, oder soll die PV-Anlage auch die Funktion der Notstromversorgung übernehmen? Für die meisten Betriebe gibt es dafür keine Rezepte, dies soll von Fall zu Fall gesondert beurteilt werden.

Mit Blick auf den Strommarkt soll der Schwerpunkt aus heutiger Sicht auf eigenstromoptimierte Anlagen gelegt werden. So ist beispielsweise der Marktpreis für Ökostrom bei Einspeisung bei der ÖMAG von 51 Cent im letzten Quartal 2022 auf deutlich unter 10  Cent im 1. Quartal 2024  gefallen. Der Strombezugspreis geht jedoch in die andere Richtung, Bezugsstrompreise von ca. 30 Cent/ kWh inkl. Steuern und Abgaben sind derzeit die Realität. Mit einer gegenteiligen Entwicklung ist in absehbarer Zeit nicht zu rechnen. Aufgrund dieser Entwicklungen sollte die Anlagengröße nicht mehr aufgrund der zur Verfügung stehenden Fläche gewählt werden, sondern auf Basis der Maximierung der Eigenverbrauchsabdeckung.

Für eine seriöse Beurteilung allein ist das Wissen über den Jahresstromverbrauch zu wenig, vor allem bei stromintensiven Betrieben mit Lastspitzen sollte ein Stromlastprofil vorliegen und der Planung bzw. Beurteilung zugrunde gelegt werden. Dadurch können einerseits Stromverbräuche im Viertelstundentakt und andererseits Stromspitzen bei der Dimensionierung berücksichtigt werden (siehe Abbildung). Die meisten Abnehmer sind zwar bereits mit Smartmetern ausgestattet. Um das Stromlastprofil jedoch auch entsprechend nutzten zu können, ist es erforderlich, die Funktionen des Smartmeters auch zu aktivieren - dies kann bei den meisten Netzbetreibern im Onlineportal (falls persönlicher Zugang vorhanden ist) durch die Auswahl der Opt-in-Funktion durchgeführt werden.

Wurde die Opt-in-Funktion bereits aktiviert, können Stromlastprofile auf Viertelstunden-Basis abgerufen werden. Am Beispiel von KärntenNetz kann die Aktivierung online auf der Homepage www.kaerntennetz.at - Mein Portal - mittels Registrierung selbständig durchgeführt werden. Einen zusätzlichen Vorteil der Registrierung bietet die laufende Übersicht über Stromverbrauch und Lastspitzen bis hin zur elektronischen Rechnungsstellung.

Ist bekannt, zu welchem Zweck die Anlage errichtet werden soll, muss man sich auf die Suche nach geeigneten Dachflächen machen. Hilfestellung kann dabei das Kagis mit dem Solarpotenzialkataster www.kagis.ktn.gv.at geben (siehe Grafik). Aus dem Solarpotenzialkataster lassen sich die Einstrahlungswerte sowie die Stromertragswerte je m² Fläche ablesen - je dunkler die Farbe, desto höher ist der Ertrag. Zusätzlich können auch Daten zum Sonnenstand über das Jahr sowie Einfallswinkel und Beschattungen ausgewertet werden. Prinzipiell wäre der Ertrag am höchsten, wenn die Sonne im rechten Winkel auf das Photovoltaikmodul auftreffen würde. Im Jahresgang sowie im Tagesverlauf liegen die Einstrahlungswinkel jedoch im Bereich von 10 - 90 Grad. Aufgrund dieser nicht änderbaren Tatsachen ergibt sich über das Jahr gerechnet, eine Ausrichtung nach Süden mit einer Neigung von 28 - 32 Grad die höchsten Solarerträge. Je nach Lage ist mit folgenden Erträgen je kW installierter Leistung bei optimaler Ausrichtung zu rechnen: 

• Sonnenreicher Standort (erhöhte Lage) 1.200 - 1.300 kWh
• Sonniger Standort 1.000 - 1.200 kWh
• Sonnenarmer Standort (Beckenlage) 800 - 1.000 kWh

Den Blick jedoch nur auf die optimale Ausbeute zu richten führt nicht immer zum Ziel. Je nach Anlagenkonzept (Optimierung des Eigenstromverbrauchs, Erhöhung des Energieautarkiegrades) ist es ratsam, Ost- und Westausrichtungen nicht außer Acht zu lassen. Bei Anlagen mit Ostausrichtung kann bereits die Morgensonne besser genutzt werden, bei West-Ausrichtung die Abendsonne. Bei West-Ost-Ausrichtung reduziert sich zwar die Jahresgesamtproduktion um 10 - 20%, jedoch wird die Stromproduktion über den Tag besser verteilt, und mittägliche Stromspitzen werden vermieden. Anhand der Grafik kann abgelesen werden, wie sich die Ausrichtung der PV-Anlage auf die Stromproduktion auswirkt (Abbildung 2).

Aufgrund der geeigneten Dachflächen kann auch schon die potenziell mögliche Leistung der Anlage ermittelt werden. Heute gängige PV-Module weisen Ausmaße von ca. 1,9 x 1,2 m mit einer Leistung von 380 bis 450 Watt/Modul auf. Dadurch ergibt sich, dass für die Installation von 1 kW Leistung zwischen 4,5 und 5,5 m² (inkl. Abstände) Dachfläche bzw. Gebäudefläche erforderlich sind. Es ist jedoch auf Abstände von Trauf und First zu achten, bei größeren Anlagen soll auch auf die Begehbarkeit der Dachfläche (Abstände zwischen den einzelnen Modulreihen in der Höhe) nicht vergessen werden.

Prinzipiell ist eine Anlage ohne Stromspeicher nicht notstromfähig, da der Startstrom für die Anlage vom Netz geliefert wird. Soll die Anlage notstromfähig sein (ob eine Notstromversorgung mit einer PV-Anlage machbar ist, hängt vom Lastprofil und vor allem von den Stromspitzen sowie vom verfügbaren Speichervolumen ab), ist der Einbau eines notstromfähigen Wechselrichters sowie eines Stromspeichers unerlässlich. Bei extensiven Betrieben ist eine Notstromversorgung mit PV-Anlage und Stromspeicher sicher machbar, bei intensiveren Betrieben (beispielsweise Milchviehbetrieb) lässt sich eine Notstromversorgung mit PV-Anlage alleine ökonomisch nicht darstellen.

Bei Notstromversorgung ist jedoch darauf zu achten, dass die PV-Anlage mit Stromspeicher und ein externes Notstromaggregat nicht parallel betrieben werden dürfen, entweder PV-Anlage oder Notstromaggregat müssen vom internen und externen Stromnetz getrennt werden. Der Stromspeicher kann natürlich zusätzlich dazu beitragen, einerseits den Eigenstromverbrauch der PV-Anlage (ohne Speicher sind Eigenverbrauchsanteile von 30 - 35% machbar, mit Stromspeicher kann der Eigenverbrauch bei richtiger Dimensionierung der Anlage und des Speichers auf 60 - 80% erhöht werden) und andererseits den Energieautarkiegrad des Betriebes zu erhöhen.

Die Wirtschaftlichkeit eines Stromspeichers (Notstromversorgung und Inselbetrieb rechnen sich über die Umwegrentabilität) hängt vom Strombezugspreis und vom Marktpreis für Überschussstrom ab. Beispielsweise würde sich die Installierung eines Stromspeichers bei einem Strombezugspreis von 30  Cent/kWh und einem Rückspeisepreis für Überschussstrom von 10 Cent in einem Zeitraum von unter zehn Jahren amortisieren. Ausgegangen wird dabei von einer Speichergröße von 10 kWh, ca. 250 Ladezyklen/Jahr (ein Ladezyklus = eine Vollladung und Vollentleerung), derzeit gültigen Förderungen sowie einem Wirkungsgrad des Stromspeichers von 95%.