2.4 Wirtschaftlichkeit berechnen
Herr Wagner berechnet die Wirtschaftlichkeit
Im Beratungsgespräch hat Familie Schulz den Wunsch nach einer Wirtschaftlichkeitsberechnung für ihre PV-Anlage geäußert. Dafür nimmt Herr Wagner erneut eine Software zu Hilfe.
Wie in Kapitel 2.2 erwähnt, gibt es für die Auslegung, Simulation und Wirtschaftlichkeitsberechnung von Photovoltaikanlagen spezielle Softwareprogramme. Häufig werden diese Programme von Herstellern und Lieferanten zur Verfügung gestellt, teilweise kostenfrei. Je nach Software können bei der Planung und Simulation zusätzlich zur Solaranlage und den elektrischen Stromerzeugern und -verbrauchern auch Batteriespeicher und thermische Komponenten wie Wärmepumpen berücksichtigt werden.
Durch die Nutzung einer solchen Software kann die Bestimmung eines geeigneten Wechselrichters erfolgen. Dafür sind folgenden Eingabedaten notwendig:
Die Standortangaben sind wichtig für die Auswahl programmintern hinterlegter Wetterdatensätze. Diese beinhalten die Höhe der Globalstrahlung, welche am Standort vorhanden ist und den Ertrag einer PV-Anlage bestimmt. Im Süden Deutschlands ist die Globalstrahlung höher als im Norden. Im Durchschnitt bewegt sich die Sonneneinstrahlung in Deutschland zwischen 900 und 1.150 Kilowattstunden pro Jahr (Quelle 1). Des Weiteren geben die Standortangaben Aufschluss über die Neigung sowie Ausrichtung der PV-Module, welche ebenfalls Auswirkungen auf den Ertrag haben (siehe Kapitel 1).
Das Lastprofil bezeichnet den zeitlichen Verlauf der abgenommenen Leistung (hier elektrische Energie) über eine zeitliche Periode. Das Lastprofil unterliegt tageszeitlichen und saisonalen Schwankungen. Außerdem ergeben sich Unterschiede zwischen Werktagen und Wochenenden.
Der Modultyp ist wichtig, da sich die einzelnen Typen hinsichtlich Wirkungsgrad, Leistungsverluste und Investitionskosten unterscheiden. So können beispielsweise polykristalline, monokristalline Module oder Dünnschichtmodule zum Einsatz kommen.
Die Anzahl der sich in den einzelnen Strings befindlichen Module kann angepasst werden.
Weiterhin sind folgende Daten und Parameter für die Wirtschaftlichkeitsberechnung einer PV-Anlage relevant:
- Spezifische PV-Stromgestehungskosten [€/kWp]
- Spezifische Investitionskosten der PV-Anlage [E€/kWp]
- Bei Einsatz eines Speichers:
- Größe der Speicherfähigkeit [kWh]
- Spezifische Investitionskosten des Speichers [€/kWh]
- Angenommene jährliche Fixkosten [€/a]
- mittlere jährliche Leistungsdegradation der PV-Module [%]
- Diese Werte können üblicherweise aus den Datenblättern der PV-Module entnommen werden. Die Hersteller geben hierzu Garantiewerte an. Beispiel: 80 % der anfänglichen Leistung nach 20 Jahren. Damit ergeben sich 20% Leistungsdegradation aufgeteilt auf 20 Jahre, was 1% Leistungsverlust pro Jahr entspricht. Die reellen Verlustwerte können hiervon jedoch abweichen.
- für den Anlagenbetreiber zur Zeit gültiger Strombezugspreis [€/kWh]
- angenommene jährliche Stromteuerungsrate [%]
- derzeit gültige Einspeisevergütung [€/kWh]
- Dauer der derzeit gültigen Einspeisevergütung [a]
- Bei Eigenverbrauch: Abzug und Vergütung [€/kWh]
- Angenommener Stromerlös nach Ablauf der Einspeisevergütung [€/kWh]
Mit den genannten Daten kann die Software detaillierte Angaben zur Wirtschaftlichkeit ermitteln. Die Auswertung enthält üblicherweise folgende Angaben:
- Vermiedene Stromkosten im ersten Jahr (ca.) [€]
- Gesamte Ersparnis nach x Jahren [€], wobei sich x auf die Dauer der derzeit gültigen Einspeisevergütung bezieht
- Vermiedene Stromkosten nach x Jahren [€]
- Gesamter Erlös durch Netzeinspeisung nach x Jahren [€]
- Erwartete Amortisationszeit in Jahren
- Jährliche Rendite [%]
- Gesamtinvestition [€]
Darüber hinaus kann das Ergebnis Angaben zur Autarkie und Eigenverbrauchquote mit und ohne Eigenverbrauchsoptimierung (Einsatz eines Speichers) enthalten.
Hinweis
Zusätzlich können Softwareprogramme Angaben zu Kabelquerschnitt und Kabelentfernungen auswerten. Dabei werden in der Regel nur relativ grobe Werte von Kabelentfernungen ermittelt. Die genaue Anzahl der benötigten, laufenden Meter Kabel ergibt sich bei der Installation. Die Kabelquerschnitte werden üblicherweise erst mit der Detailplanung berechnet. Sind die Kabelentfernungen groß, wird der Kabelquerschnitt größer um Energieverluste oder auch eine unnötige Erwärmung der Kabel zu vermeiden.
Das Ergebnis für Familie Schulz
Herr Wagner schickt das fertig gestellte Angebot inklusive Wirtschaftlichkeitsberechnung an Familie Schulz. Herr Schulz interessiert sich vor allem für die Wirtschaftlichkeitsberechnung. Freudig stellt er fest: „Das sieht ja gut aus. Bereits nach 11 Jahren haben wir die Investitionskosten wieder drin.“ Zufrieden mit dem Ergebnis willigt die Familie in das Angebot ein.