Eigenverbrauch von Photovoltaik: Je mehr Strom im Haus bleibt, desto besser

Eigenverbrauch der Photovoltaik bietet Vorteile

Neuere Photovoltaikanlagen sind schon längst auf den Eigenverbrauch ausgerichtet. Mittlerweile beträgt die Einspeisevergütung nämlich nur noch wenige Cent pro Kilowattstunde, während der durchschnittliche Strompreis bei mehr als 30 Cent pro Kilowattstunde liegt. Das bedeutet, dass sich der Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms wirklich lohnt und Sie nur Überschüsse der PV-Anlage in das öffentliche Stromnetz einspeisen sollten.

Je größer der Eigenverbrauch der Photovoltaik ist, desto lohnender ist also die Anlage für den Besitzer. Hinzu kommt eine größere Unabhängigkeit vom Stromnetz und Netzausfällen, wenn Sie möglichst viel Ihres Stroms selbst herstellen.

Um den Eigenverbrauch von der Einspeisung zu unterscheiden, messen moderne Zweirichtungszähler einer Photovoltaikanlage, wie viel Strom Sie aus dem Netz beziehen und wie viel Sie in das Netz einspeisen. Die Differenz zwischen dem erzeugten Solarstrom und der eingespeisten Menge ist der Photovoltaik-Eigenverbrauch. Die sogenannte Eigenverbrauchsquote gibt an, wie groß der Anteil des Solarstroms ist, den der Haushalt selbst verbraucht.

Solarstrom: Erzeugung und Bedarf verlaufen nicht parallel

Doch ein hoher Eigenverbrauch ist kein Selbstläufer. In der Regel liefert die Solaranlage mittags den meisten Strom. Allerdings ist tagsüber in vielen Haushalten niemand zu Hause. Der Strombedarf ist daher in vielen Haushalten morgens und abends am höchsten, wenn die PV-Anlage wenig oder gar keinen Solarstrom produziert. Dieses gegenläufige Verhalten von Erzeugung und Bedarf führt dazu, dass die Eigenverbrauchsquote einer Solaranlage begrenzt ist.

Der Autarkiegrad als Maß der Unabhängigkeit

Wie viel Solarstrom unsere Beispielfamilie selbst verbraucht, ist das eine. Neben der Eigenverbrauchsquote spielt vor allem der Autarkiegrad eine Rolle. Dieser gibt an, wie groß der Anteil des Solarstroms am gesamten Stromverbrauch ist. Er ist also das Maß für die Unabhängigkeit vom Stromnetz.

In unserem zuvor genannten Beispiel beträgt der Autarkiegrad 30%. Die Familie könnte nun ihren Autarkiegrad erhöhen, indem sie eine größere Solaranlage installiert. Mit einer Anlage, die 10 kWp Leistung hat, steigt der Autarkiegrad auf 32%. Gleichzeitig sinkt aber der Anteil des Eigenverbrauchs auf 17%, weil die größere Anlage auch größere Überschüsse an Solarstrom produziert, welche die Familie nicht selbst nutzen kann.²

Technische Hilfsmittel für einen höheren Photovoltaik-Eigenverbrauch

Aber zum Glück gibt es einige Tricks, wie sich der Photovoltaik-Eigenverbrauch steigern lässt. Zwei zentrale technische Hilfsmittel stehen dafür zur Verfügung.

1. Das eine ist der Batteriespeicher. Er speichert die tagsüber gewonnene Sonnenenergie und macht sie abends und nachts nutzbar.

2. Das andere sind sogenannte Energiemanagementsysteme. Diese Systeme merken, wenn Photovoltaik-Überschüsse vorhanden sind und starten dann Verbraucher wie eine Wärmepumpenheizung oder laden die Batterie eines Elektroautos.

Dabei würde eine mit kostenlosem Solarstrom betriebene Wärmepumpe – im Vergleich mit einer Ölheizung oder einem Pelletkessel zum Beispiel – gleichzeitig Ihre Heizkosten deutlich reduzieren.

Stromspeicher erhöhen Eigenverbrauch von Photovoltaikstrom

Stromspeicher sind in den vergangenen Jahren immer günstiger geworden. Mittlerweile stehen sie an der Schwelle zur Wirtschaftlichkeit. 2020 haben sich daher schon knapp 88.000 Hausbesitzern für einen Batteriespeicher entschieden⁴.

Für unsere Beispielfamilie würde die Investition in einen Batteriespeicher mit 5 kWh Speicherkapazität den Eigenverbrauchsanteil auf 59% steigern. Damit steigt ihr Autarkiegrad auf 54%.⁴ Viele Batteriespeicher bieten heute sogar eine Notstromfunktion, sodass sie eine echte Autarkie bei einem Netzausfall ermöglichen.

Einiges können Sie selbst tun

Natürlich können Sie selbst auch einiges tun, um den Photovoltaik-Eigenverbrauch zu erhöhen. Sie können zum Beispiel die Waschmaschine oder den Geschirrspüler bei Sonnenschein starten. Mit programmierbaren Küchengeräten ist das sogar möglich, wenn niemand zu Hause ist. Denn diese starten von allein. Auch die Batterie eines Elektroautos gehört zu diesen möglichen Verbrauchern.

Wenn Sie bereits eine Wärmepumpenheizung installiert haben, sollten Sie diese so einstellen, dass sie den Heizwasserspeicher oder das Warmwasser tagsüber aufheizt. Mit einer Wohnraumlüftungsanlage besteht die Möglichkeit, tagsüber verstärkt zu lüften und dafür Solarstrom zu nutzen.

Energiemanagement macht vieles einfacher

Vieles von dem, was Sie als Besitzer einer PV-Anlage selbst machen können, nimmt Ihnen ein Energiemanagementsystem ab. Solche Systeme werden heutzutage immer gängiger. Abhängig vom Umfang kosten sie einige hundert Euro oder über 1.000 Euro. Sie sind entweder bereits im Wechselrichter enthalten oder als separate Geräte verfügbar. Besonders einfach ist die Bedienung, wenn das Energiemanagement mit dem Smarthome-System kommunizieren kann.

Energiemanagementsysteme leiten den Solarstromüberschuss gezielt an Stromverbraucher im Haushalt. Sie bieten zudem die Option, die Abläufe zu priorisieren. Das heißt: Sie legen fest, ob zunächst die Waschmaschine starten soll oder die Wärmepumpe erst einmal warmes Wasser bereitet, bevor das Elektroauto lädt. So verteilt das System den gesamten Solarstrom ideal auf die Geräte im Haushalt.

Eine weitere Möglichkeit bieten Warmwasser-Wärmepumpen. Diese besitzen die Funktion, die Warmwassertemperatur bei Solarstromüberschuss zu überhöhen. Wenn normalerweise 60°C eingestellt sind, heizt sie im Solarmodus bis 65°C auf und nutzt so mithilfe des Energiemanagementsystems noch mehr Solarstrom aus.

Wärmepumpe und Photovoltaik sind ideale Partner

Die Heizung bietet Ihnen darüber hinaus noch weitere Möglichkeiten, den Eigenverbrauch zu steigern. So könnten Sie über eine Smarthome-Regelung die Wohnraumtemperatur im Winter an sonnigen Tagen einfach etwas anheben. Das können Sie auch von unterwegs über eine App erledigen. Der Effekt: Die Wärmepumpe nutzt tagsüber den Solarstrom optimal und heizt das Haus besonders gut auf, sodass in den Abendstunden nicht unbedingt zusätzlich Netzstrom zur Heizungsunterstützung fließen muss.

Unter anderem wegen dieser Flexibilität sind Wärmepumpe und Photovoltaik ideale Partner. Insbesondere ein Wärmespeicher kann den Eigenverbrauch sehr kostengünstig steigern. Denn Wärmespeicher kosten im Vergleich zu Stromspeichern sehr viel weniger und speichern große Mengen Energie.

Der eigene Solarstrom vom Dach macht die Wärmepumpenheizung auch ganz besonders wirtschaftlich. Wenn sich die Solaranlage erst einmal amortisiert hat, ist ein guter Anteil des Stroms, den Sie zum Heizen benötigen, sogar völlig kostenlos – ganz im Gegensatz zu fast allen anderen Heizungen, die laufend Brennstoffkosten verursachen.

Exkurs: Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Wenn Sonnenlicht auf ein Material strahlt, nehmen die Elektronen in den Atomen des Materials die Energie der Sonneneinstrahlung auf. In einigen besonderen Materialien gewinnen die Elektronen dadurch freie Beweglichkeit und es gelingt, diese in Form eines elektrischen Stromes zu nutzen. Solche Materialien heißen Solarzelle. Physikalisch handelt es sich dabei um Halbleiter.

Für eine Solarzelle braucht es zwei Schichten dieser Halbleiter. Eine hat einen Elektronenüberschuss, die andere einen Elektronenmangel. Das führt zur Entstehung eines elektrischen Feldes, was die Voraussetzung dafür ist, dass Strom fließt, wenn Sonnenlicht auf die Solarzelle trifft. Die meisten Solarzellen bestehen aus Silizium. Das ist das Element, das in ganz gewöhnlichem Sand steckt.

In einem typischen Photovoltaikmodul, wie Sie es heute zur Gewinnung von Solarstrom auf Dächern finden, sind 48 bis 72 solcher Solarzellen eingebaut.

Photovoltaik ist eine Investition in die Zukunft

Bei der Energieversorgung der Zukunft spielt die Photovoltaik eine besondere Rolle. Jedes geeignete Haus wird Solarstrom produzieren und möglichst viel davon für den Eigenverbrauch bereitstellen. Denn dadurch entlasten die privaten Haushalte die Stromnetze und versorgen sich selbst mit Strom, der kostengünstig und zugleich klimafreundlich ist.

Je leistungsfähiger und kostengünstiger Batteriespeicher werden und je besser das Energiemanagement die Geräte mit Solarstrom versorgt, desto größer wird in den kommenden Jahren auch der Autarkiegrad der einzelnen PV-Strom-Nutzer. Einen sehr hohen Eigenverbrauch und niedrige Betriebskosten erzielen Sie schon heute mit der Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe.

^{1, 2, 4} Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) Landesverband Franken e.V.: pv@now easy Rechner

³ Bundesverband Solarwirtschaft e. V.: Solarbatterie-Boom