Vergütung und Wirtschaftlichkeit

Die Rendite einer Photovoltaik-Anlage ist relativ gut planpar. Sämtliche Faktoren zu Nachhaltigkeit und Amortisation können einbezogen werden. Wir zeigen, wie die wichtigsten Faktoren definiert und berücksichtigt werden können.

Dabei bedeuten:

• I die Investitionskosten im Jahr t,
• M die Wartungs- und Instandhaltungskosten im Jahr t,
• E die elektrische Energieproduktion im Jahr t,
• r die Diskontierungsrate und
• n die Lebensdauer der betrachteten Anlage.

Die Stromgestehungskosten sind ein wesentlicher Indikator, um die Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen zu bewerten. Durch diese Berechnung kann ermittelt werden, ob die Investitionskosten im Verhältnis zur erzeugten elektrischen Energie langfristig rentabel sind.

Die Investitionskosten einer PV-Anlage setzen sich hauptsächlich aus den folgenden Faktoren zusammen:

• Investitionskosten für den Bau und die Installation der Anlage.
• Finanzierungskosten, einschließlich Eigenkapitalrendite, Zinsen und Laufzeiten.
• Betriebskosten, die Versicherung, Wartung und Reparatur umfassen.
• Rückbaukosten.

Die jährlichen Betriebskosten einer Photovoltaikanlage machen etwa 1 bis 2 Prozent der Investitionskosten aus. Die Finanzierungskosten haben nur einen geringen Anteil an den Gesamtkosten. Für die Wirtschaftlichkeit der Anlage ist besonders die Anschaffungsinvestition in die Solarmodule und die weiteren Komponenten (Balance of System, BOS) entscheidend.

Die Preise für PV-Module sind in den letzten zehn Jahren stark gesunken, um etwa 90 Prozent. Während 2010 die Solarmodule noch 63 Prozent der Systemkosten für Aufdachanlagen ausmachten, sind es 2020 vor allem die zusätzlichen Systemkomponenten (BOS) mit 60 Prozent (Quelle: BSW-Solar). Laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) belaufen sich die durchschnittlichen Stromgestehungskosten für Aufdachanlagen auf 6 bis 11,5 ct/kWh.

Die Preise für Solaranlagen sinken ständig und sind darüber hinaus bei unterschiedlichen Herstellern sehr unterschiedlich. Aktuell belaufen sich die Kosten bereits auf weniger als 1.800 Euro pro Kilowatt Nennleistung. Der folgenden Beispielberechnung liegt eine Anlage mit einer Leistung von zehn Kilowatt zugrunde, als anfängliche Investitionssumme werden also 18.000 Euro angenommen.

Die jährlich erzeugte Strommenge in Deutschland beträgt im Durchschnitt etwa 1.000 Kilowattstunden pro 1 Kilowatt Nennleistung, als jährlicher Stromertrag der Beispielanlage werden also 10.000 Kilowattstunden angenommen. Im Jahresdurchschnitt sind das 27 kWh pro Tag. Der tatsächliche Ertrag hängt von der geografischen Lage, der technischen Verfügbarkeit der Anlage sowie der Ausrichtung des Dachs ab und liegt meist zwischen 930 und 1.070 Kilowattstunden pro Kilowatt Nennleistung und Jahr.

Die Einspeisevergütung wurde als staatliches Förderinstrument gewählt, um eine hohe Planbarkeit zu gewährleisten. Sie macht die Photovoltaik zu einer sicheren Investition, die noch immer deutlich höhere Renditen ermöglicht als vergleichbar sichere Kapitalanlagen.

Die Einspeisevergütung hängt vom Monat der Inbetriebnahme der PV-Anlage ab. Seit dem 30. Juli 2023 liegt sie für Anlagen bis 10 kW_p bei 8,2 Cent/kWh, ab 15 kW_p 7,1, wenn der Strom ganz oder teilweise zum Eigenverbrauch genutzt wird. Bei einer Volleinspeisung erhöht sich die Einspeisevergütung auf 13 Cent/kWh bis 10 kW_p und 10,9 Cent/kWh ab 15 kW_p.

• Beispiel Eigenversorgung: Eine 15 kW_p-Anlage mit Eigenversorgung erhält dann für die ersten 10 kW_p 8,2 und für die verbleibenden 5 kW_p 7,1 Cent pro kWh, im Durchschnitt also 7,8 Cent pro Kilowattstunde.
• Beispiel Volleinspeisung: Eine 15 kW_p-Anlage mit Volleinspeisung erhält dann für die ersten 10 kW_p 13,0 Cent, für die verbleibenden 5 kW_p 10,9 Cent, also im Durchschnitt 12,3 Cent pro Kilowattstunde.

Wird der Strom direkt vermarktet, können auch Vergütungen bis zu 14,3 Cent/kWh erzielt werden. Das ist aber bei Kleinanlagen bis 10 kW_p in der Regel nicht der Fall. Zu beachten ist, dass sich der Ertrag aus dem Eigenverbrauch mit steigenden Strompreisen erhöhen wird, der Ertrag aus der Einspeisevergütung aber für 20 Jahre festgeschrieben ist, und damit zunehmend an Bedeutung verliert. Abzuziehen sind die jährlichen Betriebskosten, die mit 1,5 Prozent des Anschaffungspreises veranschlagt werden.

Nachdem die Stromgestehungskosten berechnet wurden, ist es möglich, sie entweder mit den Einnahmen aus der Photovoltaikanlage oder den eingesparten Netzbezugskosten zu vergleichen. Um die Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage zu gewährleisten, bieten sich folgende Strategien an:

1. Wenn die Stromgestehungskosten (in Cent pro Kilowattstunde) niedriger sind als die Einnahmen (in Cent pro Kilowattstunde), ergibt es Sinn, die erzeugte Energie zu verkaufen oder einzuspeisen.
2. Falls die Stromgestehungskosten (in Euro pro Kilowattstunde) multipliziert mit dem Eigenverbrauch (in Kilowattstunden pro Jahr) plus den Netzbezugskosten (in Euro pro Jahr) niedriger sind als die Kosten des vollständigen Netzbezugs ohne Photovoltaikanlage, ist es wirtschaftlich sinnvoll, den Eigenverbrauch zu erhöhen.

Die Einnahmen können durch Überschusseinspeisung, Volleinspeisung mit entsprechender Vergütung, Direktvermarktung oder Vergütung nach dem Marktwert für Solar erzielt werden. Die Kostenersparnisse ergeben sich durch den eigenen Verbrauch des erzeugten Stroms.

Das Prinzip ist einfach: Wenn die Stromgestehungskosten niedriger sind als die Kosten des Netzbezugs, lohnt es sich, den selbst produzierten Strom möglichst selbst zu nutzen. Je größer die Differenz zwischen den Stromgestehungskosten der Photovoltaikanlage und den Kosten des Netzbezugs ist, desto rentabler wird der Eigenverbrauch.

Die optimale Strategie hängt von Faktoren wie der Größe der Anlage, der Auslegung und der Dimensionierung zusätzlicher Komponenten ab. Die grundlegende betriebswirtschaftliche Regel lautet jedoch: Kosten minimieren und/oder Erträge maximieren.

Die Rendite aus Solarenergie kann einerseits durch eine maximale Stromproduktion und damit verbundene hohe Einnahmen erreicht werden. Andererseits können im Vergleich zum vollständigen Netzbezug (ohne PV-Anlage) Kostenersparnisse durch den Eigenverbrauch realisiert werden.

Der jährliche Ertrag beträgt in einem typischerweise zwischen 5 und 10 Prozent der Anlagesumme, wobei die Betriebskosten bereits berücksichtigt sind. Durch die Verwendung eines Stromspeichers kann zudem der Eigenverbrauch erhöht und dadurch die persönlichen Stromkosten gesenkt werden.

Großer Pluspunkt: Solaranlagen sind eine umweltfreundliche Investition mit positiver Ökobilanz. Die Herstellung von Solarmodulen erfordert vergleichsweise wenig Ressourcen, und ihre langlebige Technologie minimiert den Wartungsaufwand. Ein wichtiger Aspekt, der die Nachhaltigkeit von Solaranlagen unterstreicht, ist die sogenannte energetische Amortisation. Die bezieht sich auf den Zeitraum, den eine Solaranlage benötigt, um die Energie zu produzieren, die für ihre Herstellung, Installation und Entsorgung verwendet wurde.

Mit anderen Worten: Wie lange dauert es, bis die Solaranlage genauso viel Energie erzeugt hat, wie für ihre gesamte Lebensdauer aufgewendet wurde? Moderne Solarmodule haben eine sehr kurze energetische Amortisationszeit, oft im Bereich von 1 bis 2 Jahren.

Ein Einfamilienhaus in Magdeburg soll mit einer 9,75 kW_p Solaranlage ausgestattet werden. Die globale horizontale Einstrahlung am Standort (52,15715° N, 11,57067° O) beträgt 1.027 kWh/m2. Weitere Kenngrößen im Beispiel:

Für die geplante Solaranlage ergibt sich eine Photovoltaik Rendite von 10,38 % nach 20 Jahren. Die Anlage produziert für Stromgestehungskosten von 9,45 Cent pro kWh und amortisiert sich nach rund 10,2 Jahren.