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Mit Photovoltaik selbst Strom erzeugen:

Warum und wie es sich lohnt

Neue Regelungen bei PV-Förderungen:

Seit dem 1. Januar 2023 haben sich folgende Änderungen für die Förderung von Photovoltaikanlagen ergeben:

  • Für Photovoltaikanlagen, die ab 2023 geliefert und installiert werden, entfällt die Umsatzsteuer von 19 Prozent auf Bauteile und Montageskosten.
  • Gemäß der neuen Richtlinie der Bundesförderung für effiziente Wohngebäude (BEG WG) gehören bei einer Sanierung zum Effizienzhaus stromerzeugende Anlagen nicht zu den förderfähigen Kosten. Das schließt auch PV-Anlagen ein.

Immer mehr Hauseigentümer denken über die eigene Stromerzeugung mit einer Photovoltaikanlage nach. Das ist sinnvoll, denn die Sonne scheint grenzenlos. Im Gegensatz dazu sind fossilen Energieträgern viele Grenzen gesetzt: Die Klimaerwärmung verlangt nach einer Begrenzung der Treibhausgas-Emissionen. Nationale Grenzen limitieren die Verfügbarkeit von Gas, Kohle und Erdöl zur Stromerzeugung. Nachhaltigkeit und Versorgungsicherheit sind nur zwei gute Gründe von vielen, warum es sich lohnt, in Photovoltaik (PV) zu investieren. Doch wie gehen Sie am besten vor? Unser Ratgeber fasst für Sie die wichtigsten Kriterien für eine profitable PV-Anlage zusammen und erklärt die dazu erforderliche Technik.

Das alles können Sie mit Ihrem eigenen PV-Strom machen

Photovoltaik und Wärmepumpe sind das perfekte Paar

Kosten, Förderung und Einspeisevergütung von PV-Anlagen

So funktioniert Photovoltaik

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Versorgungssicherheit: Das alles können Sie mit Ihrem eigenen PV-Strom machen

Aus erneuerbaren Energien Strom erzeugen und damit von fossilen Brennstoffen unabhängig werden – das ist das Gebot der Stunde. Und mit Photovoltaik ist das auch ganz einfach: Sonnenlicht fällt auf Halbleiter aus Silizium, die in schicken Photovoltaikmodulen "verpackt“ sind. Diese Module werden beispielsweise auf dem Hausdach befestigt. Sie liefern bei Tageslicht Gleichstrom, der im Haus über einen Wechselrichter in nutzbaren Haushaltsstrom umgewandelt wird. Eine seit Jahrzehnten bewährte Technik, die gerade jetzt Hauseigentümern große Vorteile bringt. Denn der Staat setzt im Kampf gegen CO₂-Emissionen durch fossile Brennstoffe auf Strom aus erneuerbaren Energien. Im gleichen Zug werden elektrische Verbraucher wie Wärmepumpen und E-Mobile gefördert. Somit steigt der Strombedarf für Privathaushalte weiter an – und damit vermutlich auch der Strompreis. Doch je nach Größe einer Photovoltaikanlage kann ein erheblicher Stromanteil selbst erzeugt werden. Das lässt Sie gelassen bleiben, wenn Stromkosten steigen oder Versorgungsengpässe drohen.

PV-Strom optimal nutzen

Der Stromertrag einer PV-Anlage schwankt im Verlauf des Tages und des Jahres. Je höher der Lichteinfall, umso mehr Strom können die PV-Zellen erzeugen. Der Strombedarf für Haushaltsgeräte, für den Betrieb einer Wärmepumpe und das Laden eines Elektrofahrzeugs stimmen jedoch zeitlich nicht immer mit den erzeugten Strommengen überein. Während der hochstehenden Mittagssonne sind Sie vielleicht auf der Arbeit und Ihre Kinder in der Schule und können deshalb den erzeugten Strom nicht vollständig verwenden. Um überschüssigen PV-Strom zu nutzen, gibt es drei Konzepte, die auch miteinander kombiniert werden können:

  1. Im Haus nicht verbrauchter Strom wird automatisch in das öffentliche Stromnetz eingespeist, also an den Versorger verkauft,
  2. Durch ein smartes Energiemanagement werden elektrische Verbraucher wie die Wärmepumpe oder das Laden eines Elektrofahrzeugs „angeschaltet“, wenn viel PV-Strom zur Verfügung steht – auch Lastverschiebung genannt, und
  3. Sie können den Eigenverbrauch durch einen Batteriespeicher steigern, um den Zeitverzug zwischen Stromerzeugung und Bedarf auszugleichen.

In der Regel wird ein möglichst hoher Eigenstromverbrauch am lukrativsten sein. Denn der Wert, den Sie vom Versorger für eingespeisten Strom erhalten, ist deutlich niedriger als für bezogene elektrische Energie. Die Gesamtwirtschaftlichkeit ist jedoch ein Rechenexempel, bei dem auch die unterschiedlichen Förderungen eine Rolle spielen.

Tipp zur Versorgungssicherheit:

Bis vor Kurzem mussten PV-Anlagen automatisch abgeschaltet werden, wenn es auf der Seite des Versorgers einen Stromausfall gab. Damit war sichergestellt, dass eingespeister PV-Strom die Monteure bei Reparaturarbeiten nicht gefährdet. Neueste Technik ermöglicht jedoch, auch während eines Blackouts PV-Strom für den Selbstverbrauch zu erzeugen und zu nutzen. Mehr zur Technik von PV-Anlagen hier.

Um ein Gespür für die Relation von PV-Anlagengröße und Ertrag zu bekommen, hier eine Beispielrechnung mit üblichen Standardwerten:

Eckdaten Beispielrechnung

  • Einfamilienhaus, Haushaltsgröße: 4 Personen
  • Standort Remscheid (unterdurchschnittliche Sonnenscheindauer im Deutschlandvergleich)*
  • 8,8 kWp installierte Leistung (entspricht 22 Modulen mit einer Nennleistung von ca. 400 Wp bzw. 44 m² PV-Fläche), Satteldach Ost-Westausrichtung, Batteriespeicher 9,2 kWh
Durchschnittlicher Stromverbrauch pro JahrDurchschnittlicher Stromertrag pro Jahr
Gesamt8.150 kWhGesamt 7.480 kWh
davon Wärmepumpe inkl. Warmwasser-bereitung**3.450 kWh(durch Batteriespeicher optimierte Eigen-verbrauchsquote von 75 %) 5.610 kWh
davon sonstiger Haushaltsstrom***4.700 kWh  
  Strombezug670 kWh
  Stromeinspeisung1.870 kWh
*) energieatlas.nrw.de
**) Wärmepumpe mit 6 kW Heizleistung, angenommene Leistungsaufnahme 1,5 kW bei 2.300 Betriebsstunden/Jahr für Heizung und Warmwasser
***) Stromspiegel, co2online
 

Nachhaltigkeit: Photovoltaik und Wärmepumpe sind das perfekte Paar

Eine Wärmepumpe in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage reduziert den Ausstoß von Treibhausgasen auf ein Minimum – oder sogar auf Null. Denn den größten Teil der Wärme entnimmt die Wärmepumpe der Umwelt – der Luft, dem Boden oder dem Grundwasser. Dazu ist Strom als Antriebsenergie erforderlich und macht nur etwa 25 bis 33 Prozent der gesamten Wärmeleistung aus – je nach Quelle der Umweltwärme. (Einzelheiten erfahren Sie in unserem Wärmepumpen-Ratgeber).

Einen großen Teil der elektrischen Antriebsenergie einer Wärmepumpe können Sie klimaneutral durch Ihren eigenen PV-Strom decken. Stellt Ihr Versorger den restlichen Strombedarf ebenfalls aus erneuerbaren Energien bereit, ist Ihre Heizung praktisch klimaneutral.

Gut zu wissen:

Photovoltaikmodule sind auch in puncto Recycling nachhaltig. Die Lebensdauer von PV-Modulen auf Dächern und Grundstücken beträgt etwa 25 Jahre, eventuell auch mehr. Haben sie ausgedient, müssen laut einer Vorgabe der Europäischen Union 80 Prozent der Modulmasse recycelt werden. Im Wesentlichen werden Glas und Aluminium wiederverwendet. Neueste Techniken ermöglichen darüber hinaus, auch Silizium aus alten Modulen zurückzugewinnen. Das verbessert die Umweltbilanz von PV-Modulen weiter. Denn das Recycling von Silizium ist energiesparender als die Herstellung aus Quarzsand.

Wärmepumpe erhöht Eigenstromnutzung deutlich

Die Selbstversorgung mit PV-Strom wird mit einer Wärmepumpe noch profitabler, weil sie ein zusätzlicher Stromabnehmer ist. Denn die Wärmepumpe heizt nicht nur im Winter die Räume. Im Sommer kann sie auch kühlen, vorausgesetzt, die Wärmepumpe ist dafür ausgelegt. Etwa um 3 °C kann so das Temperaturniveau in Räumen abgesenkt werden. (Mehr über die Kühlfunktion von Wärmepumpen erfahren Sie hier).

Darüber hinaus sorgt die Wärmepumpe das ganze Jahr über für Ihre komfortable Versorgung mit Warmwasser. Dazu übergibt sie die Wärme an einen Warmwasserspeicher. Ein intelligentes Energiemanagement steuert die Wärmepumpe so, dass insbesondere bei hohen PV-Stromerträgen Warmwasser erzeugt und gepuffert wird. Das macht deutlich: Eine Photovoltaikanlage mit der Heizung aus einer Hand zu planen und zu bauen ist sehr zu empfehlen, weil es die Effizienz und damit die Nachhaltigkeit des Gesamtsystems steigert. Wir haben deshalb für Sie die Kompetenzen von Heizung und Photovoltaik optimal zusammengeführt.

Wirtschaftlichkeit: Kosten, Förderung und Einspeisevergütung von PV-Anlagen

Dass sich eine PV-Anlage ökologisch und ökonomisch lohnt, liegt auf der Hand. Doch wie schnell amortisiert sich eine PV-Anlage? Das lässt sich nicht pauschal sagen. Zum einen spielt die künftige Entwicklung des Strompreises eine entscheidende Rolle. Außerdem gibt es sehr viele Stellschrauben, um für das eigene Haus die wirtschaftlichste Lösung zu installieren.

Zu berücksichtigen ist zunächst, wie viel unverschattete Dachfläche für die Photovoltaikstromerzeugung zur Verfügung steht und wie hoch am Standort die Strahlungsleistung ist. Viele Bundesländer, Städte und Kommunen bieten inzwischen im Internet ein Solarkataster oder Energieatlas an. Dort können Sie für Ihr Haus ermitteln, auf welchen Dachflächen sich eine PV-Anlage lohnt und wie hoch der Stromertrag im Jahr voraussichtlich ist.

Die Gesamtkosten für eine PV-Anlage sind von der Qualität der Komponenten und der Aufwendungen für die Installation abhängig. Beispielsweise kann in einem bestehenden Haus ein neuer Zählerschrank erforderlich sein, im Neubau nicht. Ein Batteriespeicher erhöht ebenfalls die Gesamtkosten, kann sich aber lohnen, weil damit die Eigenverbrauchsquote steigt. Die Verbraucherzentrale listet auf ihrer Internetseite Richtwerte von Kosten in Abhängigkeit der Anlagengrößen.

Förderung und Einspeisevergütung

Diese Investitionskosten lassen sich durch Förderungen reduzieren. Wer ein neues Haus baut oder sein Eigenheim saniert und dafür nach der aktuellen Richtlinie eine „Bundesförderung für effiziente Gebäude“ (BEG) erhält, kann die Photovoltaikanlage den förderfähigen Kosten zurechnen. Das lohnt sich insbesondere bei einem hohen Eigenstromverbrauch.

Statt sich die Investition fördern zu lassen, ist die Einspeisevergütung für PV-Strom eine Alternative. Gemäß dem Erneuerbare-Energien-Gesetzt (EEG) wird dafür eine über 20 Jahre festgelegte Vergütung garantiert. Ihr Versorger ist verpflichtet, Ihnen den PV-Strom für den Preis abzunehmen, der zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme Ihrer Anlage gilt. Das im Jahr 2022 neugefasste EEG hat die Vergütung für Photovoltaikanlagen angehoben. Speisen Sie Ihren gesamten PV-Strom ein, liegt die Vergütung pro Kilowattstunde höher als bei einer kombinierten Nutzung von Eigenverbrauch und Einspeisung. Im EEG ist allerdings auch festgelegt, dass die Vergütungssätze in den nächsten Jahren generell sinken. Den aktuellen Stand der Vergütungen veröffentlicht die Bundesnetzagentur auf ihrer Internetseite.

Wichtig zu wissen:

Die PV-Förderung über die BEG und das EEG sind nicht kombinierbar. Mit anderen Worten: Wer für seine PV-Anlage eine Bundesförderung erhält, hat keinen Anspruch auf eine Einspeisevergütung überschüssigen Stroms. Mehr zur PV-Förderung haben wir für Sie in unserem Förder-Ratgeber zusammengefasst.

Tipp:

Wer im Zuge der Hausmodernisierung eine PV-Anlage auf dem Dach installiert, kann eine Dachsanierung als sogenannte Umfeldmaßnahme mit zum Förderumfang rechnen.

Photovoltaik: Die Vorteile im Überblick

Hohe Versorgungssicherheit

Bis zu 80 Prozent Eigenstromversorgung, geringe Belastung durch steigende Strompreise

Hohe Subventionen

Investitionsförderung (nach BEG) oder Einspeisevergütung (nach EEG) oder Steuervorteile

Hohe Nachhaltigkeit

Emissionsfreie Stromversorgung, in Verbindung mit einer Wärmepumpe auch klimaneutrale Wärmeversorgung möglich

Hohe Wirtschaftlichkeit

Geringe Wartungs- und Betriebskosten, lange Nutzungsdauer von 25 Jahren und mehr

Technik: So funktioniert Photovoltaik

Stromerzeugung durch Photovoltaik

Zur Stromerzeugung werden die Photovoltaikmodule in Richtung Sonne ausgerichtet. Die Module erzeugen aus Sonnenlicht Gleichstrom. Um den Gleichstrom im Haus nutzen zu können, wandelt ihn ein Wechselrichter in Wechselstrom um. Steht mehr Strom zur Verfügung als Sie verbrauchen, erfolgt eine Speicherung im loaklen Batteriespeicher oder die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz. Der Stromzähler misst die Menge an Strom, den Sie ggf. gegen Vergütung, ins öffentliche Stromnetz einspeisen. Der Bezugszähler misst dagegen die Menge an Netzstrom, den Sie von Versorger erhalten.

Aufbau der Photovoltaikmodule

Photovoltaikmodule bestehen aus einer Vielzahl zusammengeschalteter Photovoltaikzellen. Jede Zelle besteht aus zwei unterschiedlichen Siliziumschichten. Die obere Siliziumschicht ist negativ geladen – das heißt, es herrscht hier ein Überschuss an Elektronen. Die untere Schicht ist hingegen positiv geladen, es herrscht ein Mangel an Elektronen. Dazwischen liegt eine Grenzschicht, die beide Ladungen trennt. Fällt Sonnenlicht auf das PV-Modul, werden Ladungen aus den beiden Schichten freigesetzt. Sobald sich der Stromkreis zwischen dem negativen und dem positiven Pol schließt, fließt Gleichstrom. Um den Strom im Hausnetz nutzen zu können, wandeln ihn Wechselrichter in Wechselstrom um.

FAQ zu Photovoltaikanlagen

Antworten auf die häufigsten Fragen unserer Kunden zur Photovoltaik lesen Sie hier. Für weitere Informationen stehen Ihnen Vaillant und unsere Fachpartner gerne zur Verfügung.