Mit einer Photovoltaik-Anlage erzeugen Sie umweltfreundlich Strom. Die Investition soll sich aber auch rechnen. PV-Anbieter können die Wirtschaftlichkeit mit Tabellen und Grafiken schön darstellen. Auf der sicheren Seite sind Sie, wenn Sie selbst rechnen, wann sich die Anlage voraussichtlich amortisieren wird und von welcher Rendite Sie auf das eingesetzte Kapital ausgehen können. Wie das geht, erfahren Sie in diesem Artikel.
Wie schnell rechnet sich eine Photovoltaikanlage? (Bildquelle: alphaspirit – stock.adobe.com)
Photovoltaikanlagen können sich auf zwei Arten bezahlt machen: Indem Sie den erzeugten Solarstrom selbst nutzen oder ihn gewinnbringend verkaufen.
Wirtschaftlichkeit von Eigenverbrauchsanlagen
Die meisten PV-Anlagen auf Wohnhäusern dienen dem Eigenverbrauch. Nutzen die Betreiber einen Teil des erzeugten Stroms selbst, kostet sie das in der Regel deutlich weniger als der Strom aus dem öffentlichen Netz. Denn auf die eigene Energie fallen keine Steuern, Umlagen und Entgelte für das Stromnetz an. Statt mehr als 30 Cent pro Kilowattstunde kostet Sie der eigene Solarstrom nur etwa 10 bis 16 Cent pro Kilowattstunde. Wie Sie das errechnen, finden Sie im letzten Teil dieses Artikels.
Vier Faktoren bestimmen, wie schnell sich eine Eigenverbrauchsanlage amortisiert:
Kosten der PV-Anlage
Stromertrag
Eigenverbrauchsquote
Strompreis des Lieferanten
Eine nachgeordnete Bedeutung hat die Höhe der Einspeisevergütung. Für die Berechnung der Stromgestehungskosten ist auch die Lebensdauer der Anlage eine elementare Größe.
Punkt 1: Kosten der Anlage
Die Kosten Ihrer Photovoltaikanlage setzen sich aus zwei Teilen zusammen: Den Investitionskosten bei Anschaffung und den Betriebskosten. Die Investitionskosten für eine netzgekoppelte Anlage werden in Euro pro Kilowatt Modulleistung (Euro/kW) und als Netto-Betrag angegeben. So sind sie für verschiedene Systeme miteinander vergleichbar. Je größer die Leistung ist, desto niedriger sind die Investitionskosten pro Kilowatt. Denn leistungsunabhängige Kosten wie für den Netzanschluss, ein Gerüst, Absturzsicherung oder Erdungsleiter mitteln sich stärker, je größer die Anlage ist.
Zu den Betriebskosten können gehören:
Versicherung der Anlage
Entgelt Stromzähler
Entgelt Steuerbox
Überwachung der Anlage
Wartung
Reparaturen
Reinigung der Module
Steuerberater
Wie hoch Ihre Betriebskosten sind, hängt von der Anlage selbst und von Ihnen ab. Es gibt Preisobergrenzen für Stromzähler, die je nach Leistung der Anlage variieren. Eine Steuerbox ist bei mehr als 25 Kilowatt Leistung zu installieren. Um diese Kosten kommt niemand herum. Wie hoch die weiteren Betriebskosten sind, haben Sie in der Hand. In der nachfolgenden Tabelle sind Kosten genannt, mit denen Sie kalkulieren können. Sie umfassen obligatorische Kosten sowie Dienstleistungen, die sich jeder gönnen sollte, sowie Rücklagen für kleinere Reparaturen.
Leistung der PV-Anlage
durchschnittliche Betriebskosten pro Jahr (brutto)
bis 7 kW
200 Euro
bis 15 kW
250 Euro
bis 25 kW
350 Euro
> 25 kW
> 400 Euro
Quelle: eigene Berechnung
Punkt 2: Stromertrag
Wie viel Strom eine PV-Anlage erzeugt, bestimmen die örtlichen Gegebenheiten. Ausrichtung, Neigungswinkel und eine mögliche Verschattung der Module bestimmen die Ausbeute. Ideal ist es, wenn die Module nach Süden zeigen, um 30 bis 35 Grad geneigt sind und nicht verschattet werden. Aber auch der Installationsort hat Einfluss: Im Süden von Deutschland lässt sich mehr Solarstrom produzieren als im Norden. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) geht in Deutschland von diesen Erträgen pro Jahr unter optimalen Bedingungen aus:
Norden: 935 kWh/kW
Mitte: 1.105 kWh/kW
Süden: 1.280 kWh/kW
Werden Module flacher oder steiler installiert, nach Westen oder Osten gerichtet, sind die genannten Werte um 5 bis 20 Prozent niedriger anzusetzen. Senkrecht an die Fassade montiert, erzeugen Module 30 bis 50 Prozent weniger Strom. Welche Abschläge vorzunehmen sind, ist sogenannten Einstrahlungsscheiben zu entnehmen.
Einstrahlungsscheibe
Bei der Planung der Photovoltaikanlage kann die Fachfirma anhand einer Simulation eine genauer Ertragsprognose erstellen.
Punkt 3: Eigenverbrauchsquote – der Stromanteil zur eigenen Nutzung
Schön wäre es, wenn Sie Ihren kostengünstigen Solarstrom vollständig nutzen könnten. Das gelingt aber nur, wenn die Anlage klein ist und im ganzen Jahr nur einen Bruchteil der Strommenge erzeugt, die Sie benötigen. Das trifft auf Steckersolaranlagen zu. Bei Systemen mit mehr als einem Kilowatt Leistung und ohne Batteriespeicher produzieren Sie mehr Strom, als Sie selbst nutzen können.
Diese Überschüsse wandern ins Stromnetz und Sie haben Anspruch auf die gesetzliche Einspeisevergütung. Der Netzbetreiber zahlt sie. Ihre Höhe hängt von der Leistung der Anlage ab und ist für die Dauer von 20 Jahren zuzüglich des Jahres der Inbetriebnahme fix. Für Systeme, die bis 31. Januar 2024 in Betrieb gehen, gibt es bis zu 8,2 Cent pro Kilowattstunde – und damit weniger, als Sie gewöhnlich die Erzeugung kostet. Die Überschusseinspeisung ist häufig ein Verlustgeschäft.
Es ist daher wichtig, die Größe der Anlage so zu bestimmen, dass Sie einen größeren Teil des Strom selbst nutzen können, zugleich aber vom Skaleneffekt bei der Installation profitieren. Als Faustformel für die zu wählende Leistung der Anlage gilt: Entspricht der Stromertrag im ganzen Jahr Ihrem Stromverbrauch, können Sie rund 30 Prozent Ihres Solarstroms selbst verbrauchen. Die anderen 70 Prozent gehen ins Netz.
Ein Beispiel Stromertrag: 900 kWh/kW Stromverbrauch: 4.500 kWh/Jahr benötigte Anlagenleistung bei 30% Eigenverbrauchsquote: 4.500 kWh / 900 kWh/kW = 5 kW
Wie hoch der Eigenverbrauch je nach Strombedarf und PV-Leistung ist, können Sie mit dem Unabhängigkeitsrechner der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin ermitteln. Der Rechner geht davon aus, dass die Anlage nach Süden zeigt und 1.024 Kilowattstunden Strom pro Kilowatt installierter Leistung erzeugt. Werden Sie diesen Ertrag an Ihrem Standort deutlich unterschreiten, dann geben Sie in den Rechner eine entsprechend niedrigere Leistung ein.
Erfahrungsgemäß refinanziert sich eine PV-Anlage bei einer Eigenverbrauchsquote von mindestens 30 Prozent innerhalb eines überschaubaren Zeitraums, wenn auch die anderen Faktoren passen. Ist die Anlage größer, ist das wirtschaftlich nicht unbedingt vorteilhaft. Denn die Einspeisemenge ins öffentliche Netz erhöht sich stark – Ihr Eigenverbrauch aber nur wenig. Das liegt daran, dass die Anlage nur Strom erzeugt, wenn die Sonne am Himmel steht, Sie aber auch nach Sonnenuntergang noch Strom brauchen und zwar gewöhnlich mehr als am Tage. Zudem stellt eine Anlage 75 Prozent des jährlichen Stromertrags zwischen April und September bereit. Auch das deckt sich nicht mit dem Verbrauchsverhalten von Haushalten.
Erhöhen lässt sich der Eigenverbrauch durch gezieltes Anschalten von Elektrogeräten am Tage. Und mit einem Batteriespeicher. Lesen Sie dazu unseren Artikel „Batteriespeicher für PV-Anlagen – lohnt sich das?“.
Punkt 4: Strompreis des Lieferanten
Ihre Ersparnis durch die Nutzung eigenen Solarstroms ist umso größer, je höher der Preis für gelieferten Strom ist. Welchen Preis Sie aktuell zahlen, können Sie Ihrem Vertrag oder der letzten Rechnung entnehmen.
Installationsbetriebe gehen in ihren Wirtschaftlichkeitsberechnungen häufig von stetig steigenden Strompreisen aus. Das muss aber so nicht eintreten: Die Preise an der Strombörse sollten die nächsten Jahre Stück für Stück sinken. Im Gegenzug werden wohl die Netzentgelte weiter steigen. Diskutiert wird zudem eine Absenkung der Stromsteuer. Bedenken Sie: Je höher die angenommene Preissteigerung, desto schneller rechnet sich eine Anlage – auf dem Papier.
Punkt 5: Lebensdauer der PV-Anlage
Die ältesten Photovoltaikanlagen sind in Deutschland seit mehr als 30 Jahren in Betrieb. Bei der Berechnung von Stromgestehungskosten und Rendite empfiehlt es sich aber, mit einer Lebensdauer von 20 Jahren zu rechnen – entsprechend des Anspruchs auf Einspeisevergütung.
Nach Ablauf von 20 Jahren (plus Inbetriebnahmejahr) müssen Überschüsse selbst vermarktet werden (bis Ende 2027 gibt es eine Übergangslösung für ausgeförderte Anlagen). Welcher Preis dann zu erzielen ist, weiß niemand und damit ist schwer zu sagen, welche Erlöse mit eingespeistem Strom erzielt werden können. Unklar ist auch, nach welchen Mechanismen der Strommarkt dann funktionieren wird – eine Marktreform wird schon länger gefordert.
Ziel sollte es sein, dass die Anlage mehrere Jahre vor Ablauf von 20 Jahren refinanziert ist. Dann lassen sich aus Einnahmen und Ersparnissen auch Ersatzinvestitionen – etwa für Wechselrichter und andere Geräte mit Leistungselektronik – bestreiten. Oder im Laufe der Jahre auftretende Ertragseinbußen – etwa durch Degradation der Leistung oder unerkannte Defekte in der Anlage – leichter verschmerzen.
Berechnung der Amortisation von Eigenverbrauchsanlagen
Wollen Sie überschlagen, wie schnell eine PV-Anlage zur Eigenversorgung ihre Kosten wieder eingespielt hat, sind den Investitionskosten der finanzielle Vorteil gegenüberzustellen, den Sie durch die PV-Anlage jedes Jahr haben. Der Vorteil ergibt sich aus der Ersparnis durch den Eigenverbrauch und dem Verkauf des überschüssigen Stroms. Abzogen werden müssen davon die Betriebskosten. Unberücksichtigt bleiben Inflation (auf Betriebskosten wie Strompreis), etwaige Kreditkosten und eine Degradation der Anlagenleistung und damit sinkende Stromerträge. Da die Umsatzsteuer auf Kauf und Installation von Dachanlagen 0 Prozent beträgt, wird bei den Investitionskosten mit Nettobeträgen und bei den Betriebskosten mit Bruttobeträgen gerechnet.
Amortisation in Jahren = Investitionskosten / (Ersparnis + Verkaufserlös – Betriebskosten)
Wir nehmen wieder das Beispiel aus Punkt 3 mit weiteren Annahmen:
Leistung PV: 5 kW
Stromertrag: 900 kWh/kW, insgesamt 4.500 kWh/Jahr
Eigenverbrauchsquote: 30 Prozent, also 1.350 kWh Eigenverbrauch
Investitionskosten: 1.500 Euro/kW, insgesamt 7.500 Euro
Amortisation = 7.500 Euro / (1.350 kWh/Jahr * 0,35 Euro/kWh + 3.150 kWh/Jahr * 0,082 Euro/kWh – 200 Euro/Jahr) = 8.000 Euro / 530,80 Euro/Jahr = 14,1 Jahre
Nach rund 14 Jahren hätte die Anlage ihre bis dahin angefallenen Kosten wieder reingeholt. Die kommenden Jahre würde der Betreiber 530 Euro Gewinn machen, sofern keine höheren Betriebskosten als 200 Euro im Jahr anfallen. Vermutlich ist nach 15 Jahren ein neuer Wechselrichter anzuschaffen. Kosten der Ersatzinvestition: 1.500 Euro. Diese lassen sich über den Gewinn aus drei Jahren begleichen.
Auf das eingesetzte Kapital ergibt sich damit über 20 Jahre – so lange besteht mindestens Anspruch auf Einspeisevergütung – eine Rendite von rund einem Prozent.
Rendite = Gewinn in 20 Jahren / eingesetztes Kapital / Betriebsdauer von 20 Jahren = (6 * 530 Euro – 1.500 Euro) / 7.500 Euro / 20 Jahre = 1,1% pro Jahr
Auch die Kosten für die Erzeugung einer Kilowattstunde Strom können Sie überschlagen. Dazu sind die Kosten über die gesamte Lebensdauer der Anlage durch die in dieser Zeit voraussichtliche Strommenge zuteilen. In unserem Beispiel bleiben wir bei zunächst 20 Betriebsjahren.
Stromgestehungskosten = Investitionskosten + Betriebskosten in 20 Jahren + Ersatzinvestition / erzeugte Strommenge in 20 Jahren = 7.500 Euro + 20 * 200 Euro + 1.500 Euro / (20 * 4.500 kWh) = 13.500 Euro / 90.000 kWh = 14,4 Cent/kWh
Pro selbstgenutzter Kilowattstunde Solarstrom ist damit von einer Ersparnis von etwa 20 Cent auszugehen (35 Cent – 14,4 Cent). Bei der Netzeinspeisung ergibt sich ein Verlust von rund 6 Cent pro Kilowattstunde (8,2 Cent – 14,4 Cent). Diese Zahlen verdeutlichen noch einmal, dass sich die Eigenverbrauchsanlage über den Eigenverbrauch rechnet. Über den Verkauf des Stroms lässt sich so nichts verdienen. Mit größeren Anlagen zur Volleinspeisung ist das aber möglich.
Wirtschaftlichkeit von Volleinspeiseanlagen
Speisen Sie Ihren Solarstrom komplett ins Netz ein, haben Sie Anspruch auf eine höhere Einspeisevergütung. Bis 31. Januar 2024 beträgt sie maximal 13 Cent pro Kilowattstunde. Volleinspeiseanlagen sollten so groß wie möglich gebaut werden, um niedrigere Investitionskosten pro Kilowatt Leistung zu erzielen.
Die Wirtschaftlichkeitsberechnung ist einfacher als bei Eigenverbrauchsanlagen. Es braucht diese Größen:
Kosten der PV-Anlage, bestehend aus Investitions- und Betriebskosten
Stromertrag
Höhe der Einspeisevergütung
Lebensdauer der PV-Anlage
Die Investitionskosten sind durch den Gewinn zu dividieren. Wir gehen von diesen Annahmen aus (unter denselben Voraussetzungen bei der Berechnung wie im Beispiel für die Eigenverbrauchsanlage):
Leistung PV: 20 kW
Investitionskosten: 1.200 Euro/kW, insgesamt 24.000 Euro
Stromertrag: 1.000 kWh/kW, insgesamt 20.000 kWh pro Jahr
Amortisation = 24.000 Euro / (20.000 kWh/Jahr * 0,1195 Euro/kWh – 350 Euro/Jahr) = 24.000 Euro / 2.040 Euro/Jahr = 11,76 Jahre
In diesem Beispiel hätten sich die Kosten der Anlage nach rund 12 Jahren amortisiert. Noch acht Jahre – so lange hat er mindestens Anspruch auf Einspeisevergütung – kann er jährlich rund 2.000 Euro verdienen, wenn sich nicht unerwartete Kosten ergeben. Zumindest der Austausch des Wechselrichters sollte nach etwa 15 Betriebsjahren in Höhe von 4.000 Euro einkalkuliert werden. Diese Betriebskosten verschlingen fast komplett den Gewinn aus zwei Jahren. Es bleiben bis zum Ablauf von 20 Betriebsjahren 12.080 Euro Gewinn über. Das entspricht einer jährlichen Rendite auf das ursprünglich eingesetzte Kapital von 2,5 Prozent.
Rendite = Gewinn / eingesetztes Kapital / Lebensdauer der PV-Anlage = 12.080 Euro / 24.000 Euro / 20 Jahre = 2,5% pro Jahr
Stromgestehungskosten = Investition + Betriebskosten in 20 Jahren / Strommenge in 20 Jahren = 24.000 Euro + 20 * 350 Euro + 4.000 Euro / (20 * 20.000 kWh) = 8,75 Cent/kWh
Es zeigt sich: Mit jeder Kilowattstunde Strom verdient der Betreiber rund 3 Cent.
Fazit
Wie schnell sich eine PV-Anlage refinanziert, können Sie selbst überschlagen. Den größten Einfluss auf Amortisation und Rendite hat der Kaufpreis für die Photovoltaikanlage. Das werden Sie erkennen, wenn Sie mit verschiedenen Preisen die dargestellten Rechnungen ausführen. Je nachdem, wie schnell Sie die Anlage refinanzieren wollen, können Sie bestimmen, welchen Kaufpreis Sie maximal zahlen sollten.
