Nachfolgender Artikel beleuchtet die Photovoltaik aus dem Blickwinkel eines Wärmepumpenbetreibers, Stand Herbst 2019.

 

Photovoltaik - Lohnt das noch?

 

PV Beispiel Einspeisung Ende September früher Abend

So oder so ähnlich könnte es auch bei Ihnen an einen spätsommerlichen Nachmittag aussehen:

  • 4,56 kW elektrische Leistung liefern die PV-Module
  • 90 Watt davon verbrauchen gerade die kleinen elektrischen Haushaltshelferlein und
  • 4,47 kW überschüssige PV-Leistung werden ins öffentliche Stromnetz eingespeist

Eigentlich ein Bild, was Freude machen sollte, denn bei den aktellen Einspeisevergütungen für Neuanlagen entsteht hier pro Stunde Strom im Wert von rund 50 Cent.

Trotzdem: Die Anschaffungskosten für eine typische 10-kW-PV-Anlage mit hochwertigen Modulen sind keine Bagatelle. Zwar wurden die PV-Module in den letzten Jahren deutlich günstiger, aber im Gegenzug wurden Normen verschärft (Zählerschrank ...) und die Liste der optionalen Hilfselektroniken ist länger geworden. Hilfreich ist hier z. B. ein digitaler Stromzähler  für die sekundengenaue Ermittlung der Stromflüsse aus dem öffentlichen Netz, bzw. hinein ins öffentliche Netz. (Offizelle Stadtwerke-Zähler stellen in der Regel keine brauchbare Schnittstelle bereit). Nur mit so einem Zähler kann die Anlage sicher erkennen, ob gerade ein selbst produzierter Stromüberschuss besteht oder nicht.

PV Modbus Zähler

 

Da fragen sich viele:

"Ja lohnt sich das noch ...?"

Die Antwort bringt die Gegenfrage: Was bringt ein Bankkonto?  Ja, richtig: Es "bringt" jährlich rund 2 % klammheimliche "Europa-Steuer" durch Inflation und Null-Zins-Politik der Europäischen Zentralbank.

Also können wir schon mal ganz beruhigt festhalten: Ja, es lohnt sich immer noch! Wenn Ihr Dach wenigstens ein paar Stunden täglich die Sonne sehen kann, dann bringt es auch Ertrag - und zwar mehr als ein Festgeldkonto und auch garantiert krisensicher Jahr für Jahr.

Und eine Photovoltaikanlage wird auch dann noch Ertrag bringen, selbst wenn der nächste Börsencrash  Millionen Bankdepots entwertet haben wird und auch selbst wenn unsere Polit-Experten glauben, mal wieder eine marode Volkswirtschaft südlich der Alpen "retten" zu müssen.

 

Und nun direkt zur Frage, die meist  als nächstes gestellt wird:

"Ja kann ich damit auch meine Wärmepumpe betreiben ...?"

 

Auch diese Frage kann ich ich mit JA beantworten, wenngleich auch einige Punkte zu berücksichtigen sind:

 

Punkt Nr. 1: Sonnenschein und Heizperiode

Im Winter, wenn die Wärmepumpe viel zu tun hat, scheint die Sonne bestenfalls  etwa 8 Stunden täglich - sofern der Himmel überhaupt wolkenfrei ist.

Hier am Bodensee kommt im Winter überdies noch der gefürchtete Bodensee-Hochnebel dazu, d. h. wenn in den Schwarzwald-Hochlagen die Sonne scheint und PV-Anlagen dort ordentlich Leistung bringen, dann liefert eine PV-Anlage hier im nebligen Konstanz bestenfalls einen Mini-Bruchteil ihrer theoretisch möglichen Maximalleistung. Wenn Sie dann mit so einer PV-Anlage wirklich heizen wollen, dann braucht es eine Modulfläche, welche jede normale Dachfläche überschreiten dürfte.

Im Frühling, Sommer und Herbst hingegen sollte zumindest die Brauchwasser-Erwärmung mit der Wärmepumpe funktionieren, wobei allerdings der Energiebedarf für die Warmwasserbereitung gerne überschätzt wird.
So startet unsere hauseigene 6,5-kW-Wärmepumpe (elektr. Systemleistung ca. 2 - 3 kW, je nach Heiztemperatur) nur 1 mal täglich zur Badewasser-Erwärmung und benötigt dafür nur etwa 20 bis 22 Minuten.

Trotzdem darf man das nicht als K.O.-Kriterium gegen die Photovoltaik betrachten. Schließlich gibt es in jedem modernen Haushalt eine Vielzahl elektrischer Helferlein. Hierunter fallen insbesondere Kühlschränke, Waschmaschinen, Trockner, Spülmaschinen und immer häufiger auch Computer-Gerätschaften, wie z. B. die unauffälligen DSL-Router, die 24 Stunden täglich in Betrieb sind. Und die alle profitieren natürlich in ganz erheblichem Umfang vom kostengünstigen, grünen PV-Strom.

Nachfolgendes Beispiel-Diagramm zeigt die Verhältnisse im Verlauf von einem arbeitsfreien Samstag.
Die Daten wurden vom Wechselrichter unter Zuhilfenahme eines Stromzählers mit serieller Schnittstelle (Modbus) erfasst und über das SolarEdge Webportal bereit gestellt:

PV Beispiel Sonnentag September

 Auf dem Bild erkennt man:

  • Die Nacht über besteht eine Grundlast (rot), verursacht durch allerlei Netzteile, den Router und wohl auch durch den Kühlschrank.
  • Kurz vor 8 Uhr beginnt die nordöstliche Kollektorfläche mit der Produktion von PV-Strom (grün).
  • Die Kaffeemaschine kurz noch 9 Uhr kann fast gänzlich solar versorgt werden, dank der nordöstlichen Module.
  • Die Warmwasserbereitung mit der Wärmepumpe kurz nach 10 Uhr kann nur zu einem Drittel aus PV-Strom gedeckt werden (blauer 1-kW-Peak unter dem roten 2,8-kW-Peak, den die Wärmepumpe insgesamt verursacht).
    im Sommer hätte hier sicherlich mehr eigener PV-Strom zur Verfügung gestanden.
    Alternativ hätte man natürlich noch etwa 1/2 Stunde mit der warmen Dusche warten können, bis mehr PV-Strom bereit gestanden hätte, aber so ein Verhaltensmuster ist dann doch eher etwas für fortgeschrittene Spar-Füchse.
  • Gegen etwa 10:30 Uhr erreicht die Sonne die südwestlich ausgerichteten Module; zunächst eher seitlich mit bescheidenem Ertrag, dann aber mehr und mehr frontal einstrahlend. Jetzt fließt PV-Strom im Überfluss bis ca. 19 Uhr abends.
    Spül- und Waschmaschine laufen zwischendurch, aber können vollständig solar versorgt werden (blaue Peaks zwischen 11 und 16 Uhr)
  • Ab etwa 19 Uhr sorgen Beleuchtung und TV für eine erhöhte elektrische Grundlast im Hausnetz (rot).
    PV-Strom kommt nun keiner mehr vom Dach.
    Schade, dass diese Anlage über keine Batterie verfügt ....

Scheint also die Sonne, dann ist auch mehr als genug Leistung vorhanden. Im Winter wird es wohl ganz anders aussehen.

Exkurs: 

Bei unbedarfter Betrachtung müssten die blauen Peaks unter den roten Peaks nach oben hin immer bis zur Außenkante des grünen Feldes reichen, weil ja  der gesamte produzierte PV-Strom für den Eigenverbrauch mobilisiert wird.  Der scheinbare Widerspruch zur gezeigten Darstellung ergibt sich daraus, dass SolarEdge bei der Berechnung  des Eigenverbrauchs auch dann eine ungünstige Einspeisung sieht, selbst wenn die Einspeisung nur auf einer oder zwei der drei Drehstromleitungen L1/L2/L3 geschieht (Drehstrom-Hausanschlüsse mit 3 spannungführenden Versorgungsleitungen sind in Deutschland der Regelfall).

Betrachten wir zur Verdeutlichung losgelöst von obiger konkreter Graphik folgendes Beispiel, so wie es in der Praxis durchaus vorkommen könnte:  L1 bedient die Waschmaschine mit 2.000 Watt , L2 bedient den Trockner mit 3.000 Watt und auf L3 werden 500 Watt eingespeist. Über den gesamten Hausanschluss ergibt das einen saldierten Strombezug aus dem öffentlichen Netz in Höhe von 2.000 + 3.000 - 500 Watt = 4.500 Watt (Strombezug wird in den Grafiken vom oben gezeigten Typ nicht angezeigt). Die Produktion auf dem Dach betrage  1.500 Watt (Produktion wird grün angezigt) .  Der Verbrauch  wäre dann 1.500 + 4.500 Watt = 6.000 Watt (Verbrauch wird bei SolarEdge rot angezeigt) . Intuitiv würde man nun sagen, dass die PV-Produktion zu 100 % als Eigenverbrauch verwendet wird. Also Eigenverbrauch = 1.500 Watt, so wie es vom Dach kommt. Trotzdem würde dann die blaue Kurve für den Eigenverbrauch bei SolarEdge nur 1.500 - 500 = 1.000 Watt anzeigen, also 500 Watt weniger als die Produktion. Das ist zwar zunächst ein wenig gewöhnungsbedürftig, macht aber durchaus Sinn, denn durch diese Darstellung erkennen Stromkunden mit nicht saldierenden Stromzählern, dass sie im vorliegenden Beispiel-Fall mit ihrem Netzbetreiber ein unerwartetes Nebengeschäft in Höhe von 500 Watt machen: Sie speisen in diesem Beispielfall gerade 500 Watt zum Einspeisetarif ein und kaufen im gleichen Augenblick 500 Watt mehr zum normalen Stromtarif zurück. Möglich wird das, weil nicht saldierende Zähler "gnadenlos" die 500 Watt gleichzeitig sowohl auf dem Einspeisezählwerk als auch auf dem Bezugszählwerk verrechnen. Saldierende Zähler erfasssen jedoch den über L1/L2/L3 saldierden Stromverbrauch immer nur auf 1 Zählwerk. Gerade bei neueren Verträgen mit geringer Einspeisevergütung und hohen regulären Strombezugskosten sind deshalb nicht saldierende Zähler für den Betreiber eine PV-Anlage von Nachteil. - Und die SolarEdge-Grafik zeigt an, wann es solche ungünstigen Betriebsszenarien hat. Ob Sie nun einen saldierenden oder nicht saldierenden Stromzähler haben, das kann Ihnen im Allgemeinen ihr Netzbetreiber sagen. Ansonsten hilft nur aufmerksames Beobachten der Zählerstände beim jeweiligen Betriebsszenario.

 

Punkt Nr. 2:  Automatische Steuerung ist wichtig!

Nach 4 Wochen manuellem "Badewasser-Timing"  erhielt ich nun endlich meinen nachbestellten "Funkschalter" geliefert.
Das Besondere daran ist: Über diesen Funkschalter kann die PV-Anlage automatisch der hauseigenen Wärmepumpe die Freigabe zum Loslaufen erteilen.
Diese Lösung benötigt folgende 7 Komponenten:

  1. Einen Energiemanager, der für die PV-Anlage alle relevanten Daten sammelt und die Entscheidungen trifft (hier im Haus Teil des Wechselrichters)
  2. Einen Leistungsmesser (Stromzähler), der dem Energiemanager mitteilt, wieviel PV-Strom gerade generiert wird (zur Beurteilung, wie stabil die PV-Strom-Produktion ist, hier im Haus integriert in den Wechselrichter)
  3. Einen weiteren Leistungsmesser, der die Ströme bzw. die elektrische Leistung misst, welche entweder ins Haus fließen oder aus dem Haus ins öffentliche Netz eingespeist werden
  4. Einen Sender, hier ein Zigbee-Sendemodul, zum Aufbau einer Funkverbindung zwischen dem Energiemanager und der Wärmepumpe
  5. Ein Empfänger-Schalter unmittelbar an der Wärmepumpe, der via Zigbee-Signalen die Schaltbefehle des Energiemanagers entgegen nimmt und daraus ein Relais schalten lässt (2 Relais bei "Smart Grid Ready")
  6. Regeln für das Aktivieren und Deaktivieren der Relaiskontake im Empfänger-Schalter (zu konfigurieren im Energiemanager). Dies bewirkt z. B., dass vorbeivagabundierende Wolken nicht zu einem ein-aus-ein-aus-Betrieb der Wärmepumpe führen können.
  7. Steuereingänge an der Wärmepumpe, welche die Relaiszustände des Empfänger-Schalters entsprechend auswerten können (Stichwort: Smart-Grid-Ready-Schnittstelle oder ähnlich)

Das Ganze fuktioniert folgendermaßen: 

Nehmen wir also mal an, als Einschaltregel wäre definiert worden "Relais Nr. 1 einschalten nach 2 Minuten dauerhafter Netzeinspeisung von 3 kW. Und nehmen wir weiterhin an, dass der Energiemanager die Erfüllung dieser Regel gerade festgestellt hat. Dann wird der Energiemanager als nächstes via Zigbee-Verbindung einen entsprechenden Schaltbefehl an den Empfänger-Schalter senden, der dann seinerseits das Relais Nr. 1 einschaltet. Für die Wärmepumpe bedeutet das dann: "Es ist jetzt genug eigener PV-Strom mich da. Ich kann jetzt besonders kräftig heizen!".  Es liegt dann - bis der Abschaltbefehl kommt - in der Verantwortung der Wärmepumpenelektronik, diese vom Energiemanager kommende Startfreigabe  bestmöglich umzusetzen. Das kann auch bedeuten, dass die Wärmepumpe selbstständig abschaltet, weil alle möglichen Wärmespeichermöglichkeiten ausgereizt sind.

Aber Achtung! Bei Wärmepumpen, die über einen Wärmepumpen-Stromtarif betrieben werden, macht so eine automatische Steuerung zur Eigenverbrauchsoptimierung im Normalfall  keinen Sinn, denn die eventuell im Haus vorhandenen PV-Module speisen in aller Regel nicht die Wärmepumpe (diese hängt beim Wärmepumpenstromtarif über einen gesonderten Zähler direkt am öffentlichen Stomnetz!). Vielmehr sind die PV-Module in solchen Fällen in aller Regel mit dem restlichen Hausnetz verbunden und nur Verbraucher dort können vom selbst erzeugten Strom finanziell profitieren.

Nachfolgende Bilder zeigen die Bauteile für das hier beschriebene Zigbee-Mini-Netz bestehend aus (von oben)  Antenne, Sendemodul und Empfänger-Schalter:

PV Zigbee Schalter

 

Punkt 3: Speicherung ist wichtig!

Will ich tagsüber eine Wärmepumpe mit vermeintlich kostenlosem Solarstrom betreiben, so funktioniert das dann besonders gut, wenn große Wärmespeicher oder ein Stromspeicher (Batterie) vorhanden sind.

Dabei ist zu beachten, dass selbst Top-Wärmepumpen kaum höhere Wassertemperaturen als etwa 65 Grad zulassen. Billigheimer-Luft-Wärmepumpen erreichen in der Regel max. 55 Grad - und das auch nur, wenn es draußen nicht allzu kalt ist. Das heißt also, dass ein ausgekühlter 1000-Liter-Puffer-Wasserspeicher im besten Gutfall vielleicht von 25 Grad auf 65 Grad hochgeheizt werden kann.

Nehmen wir mal an, Sie haben so einen Pufferspeicher und eine Wärmepumpe mit 10 kW Abgabeleistung. Dann hat diese 10-kW-Wärmepumpe das Hochheizen innerhalb von ca.   ( 1,000 x (65 - 25) x 1,16 ) / 10 = knapp 5 Stunden erledigt. Danach ist der Speicher voll aufgeladen und die Wärmepumpe kann weiteren PV-Strom bestenfalls noch für die normale Hausbeheizung nutzen.

Hat man jedoch einen hinreichen großen Speicher, so kann man natürlich auch am Nachmittag den Speicher laden und hat dann am frühen nächsten Morgen von der gespeicherten Wärme profitieren.

 

Punkt 4: Modulierende Inverter-Wärmepumpen?

Derzeit am Markt eingeführt ist das relativ einfache, herstellerunabhängige Regelkonzept von "Smart Grid Ready", welches über  2 einfache Relaiskontakte die Wärmepumpe im wesentlichen auffordert, "normal" zu laufen oder auch bis an die Grenzen der Wärme-Aufnahmefähigkeit des Wärmeverteilsystems im Haus (Puffer, Estrichmassen ...). Der Vorteil dieser sehr einfachen und damit auch kostengünstigen Schnittstelle besteht darin, dass man damit nicht auf proprietäre Schnittstellen eines bestimmten Herstellers angewiesen ist. Jeder Energiemanager, der zumindest über ein einziges "Überschuss-Relais" verfügt, kann ohne tiefgreifende IT-Kenntnisse mit einer Smart-Grid-Ready-Wärmepumpe zum Zwecke der Einergieeinsparung verbunden werden. Der Nachteil dabei ist, dass dann die Wärmepumpe meist mit Nominalleistung läuft, was gerade bei kleinen PV-Anlagen im Winter dazu führen kann, dass nicht genug PV-Strom für  den Wärmepumpenbetrieb bereit steht.  Ideal wäre eine Regelungsschnittstelle, bei der die PV-Anlage die Wärmepumpe stufenlos bezüglich ihrer Stromaufnahme ansteuern könnte, je nachdem wie stark gerade die Sonne scheint. Machbar ist das mit Inverter-basierten Wärmepumpen.   So etwas findet man derzeit aber bestenfalls in hochpreisigen, proprietären, Bus-basierten Lösungen "aus einer Hand". Inwieweit solche komplexen Systeme über viele Jahre hinweg überhaupt noch wartbar sind, das sei dahingestellt.

Deshalb meinTipp: Achten Sie beim Kauf Ihrer neuen Wärmepumpe darauf, dass diese zumindest über die Smart-Grid-Ready-Schnittstelle und große Wasserspeicher verfügt. Die Kopplung mit einer PV-Analge ist dann im Allgemeinen recht einfach und auch wirkungsvoll.

 

Punkt 5: Kleine Brauchwasser-Wärmepumpen sind vorteilhaft!

Dem Problem der relativ hohen Aufnahmeleistung bei  Heizungswärmpumpen an einer kleinen PV-Anlage lässt sich elegant entgegenwirken, indem man die Warmwasserbereitung gezielt auf eine Kleinwärmepumpe mit typischen 500 Watt Aufnahmeleistung überträgt. Erfahrungsgemäß läuft so eine Wärmepumpe im 4-Personen-Haushalt täglich rund 4 Stunden, wodurch auch kleine PV-Anlagen bei schwacher Sonneneinstrahlung gut ausgelastet werden können, ohne dass Strom aus dem öffentlichen Netz zusätzlich bezogen werden muss. Mein persönlicher Favorit ist hier die Ochsner EUROPA MINI IWP, weil die sich auch z. B. mit einem 500-Liter-Heizungs-Pufferspeicher gut kombinieren lässt. Man ist dabei also nicht auf die meist nur 250 - 300 Liter großen Speicher bei den Standard-Brauchwasser-Wärmepumpen angewiesen. Eine andere interessante Lösung bietet Ochsner mit der EUROPA GENIUS an, weil diese auch kleinste Überschüsse an PV-Strom durch stufenlos aktivierbare Heizstäbe verwerten kann (Modbus-fähiger Smart Home Master erforderlich).

 

Punkt 6: E-Heizstäbe - das Finanzamt verdient mit!

Immer wieder höre ich, dass es Sinn machen würde, den eigenen PV-Strom  über einen Heizstab zu "nutzen". Das Ganze wird dann unter dem Motto "Eigenverbrauch erhöhen" beim unbedarften Kunden angepriesen. 

Zwar ist es aus ökologischer Sicht Unfug, die aufwendig erzeugte Edelenergie "Strom" einfach so mit Wirkfaktor = 1 "abzufackeln" (der Wirkfaktor bzw. COP bei Wärmepumpen beträgt typischerweise 3,5 bis 4,5), aber die Vorteile liegen auf der Hand:

1.) Während man mit einer handelsüblichen Wärmepumpe  den Wärmespeicher (Puffer, Boiler ...) allerallerbestenfalls auf 65 Grad hochheizen kann, schaffen E-Heizstäbe Wassertemperaturen bis nahe an den Siedepunkt. Dadurch wird die Speicherfähigkeit des Wärmespeichers signifikant erhöht (ggf. ist ein Verbrühschutz erforderlich!)
2.) Heizstäbe können durch eine externe Stetig-Steuerung flexibel gedrosselt oder hochgefahren werden und zwar auf's Watt  genau die Leistung, die ansonsten gerade für einen Spottpreis ins öffentliche Netz rückgespeist wird. (Anm.: der oben für Wärmepumpen beschriebene Funkschalter liefert nur ein einfaches Ein-Aus-Signal über Relais-Kontakte).
3.) Heizstäbe können prinzipiell auch kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden. Ein Warten auf größere Wolkenlücken, so wie bei einer Wärmepumpe, ist nicht erforderlich.
4.) Gerade bei zu knapp geplanten Erdwärmeanlagen helfen E-Heizstäbe bei der thermischen Entlastung der Erdsonde, bzw. des Erdkollektors. Sie beugen damit den gefürchteten Vereisungen vor.
 
Nachfolgendes Bild zeigt einen Tag, an dem die PV-Leistung durch wechselhafte Bewölkungstarken Schwankungen ausgesetzt war.
Für eine Wärmepumpe mit ihrem Anspruch auf längere Mindestlaufzeiten und mehr als 2 kW Aufnahmeleistung wäre das ganz sicher kein idealer Tag gewesen.
Heizstäbe wären an diesem Tag sicherlich besser und verschleißärmer mit dem "flatterhaften" PV-Strom vom Dach zurecht gekommen:
 

 PV Beispiel Regentag

Windige Verkäufer rechnen dann gerne vor:
"Kaufen Sie eine kWh Strom, dann zahlen Sie rund 30 Cent. Speisen Sie dagegen eine kWh PV-Strom ins Netz, dann bekommen Sie (Stand Ende 2019) nur 10 Cent".

So ein Vergleich weckt natürllich den Jagdinstinkt vieler Kunden und führt häufig zu dem Dogma, dass der selbst erzeugte PV-Strom möglichst weitgehend selbst verbraucht werden sollte, koste es, was es wolle.

In der Praxis werden dann besonders gerne Elektroniken angeboten, welche den ansonsten schlecht vergüteten Überschuss-Strom nunmehr mit Hilfe von E-Heizstäben trickreich verbrennen.

Doch ganz so einfach ist es nicht. Vielmehr muss man beachten, in wieweit man die PV-Anlage - dank Einspeisevergütung -  gewerblich nutzt. Meist wurde ja die Vorsteuer für die Errichtung der PV-Anlage vom Finanzamt "zurück geholt" und die Anlage auch fleißig steuerlich abgeschrieben, um Einkommensteuer zu sparen.
Eigenverbrauch aus einer solchen PV-Anlage ist damit steuerpflichtig und führt zu einer Steuerschuld gegenüber dem Finanzamt! 

Deshalb lohnt es durchaus, sich Gedanken über eine sinnvollen Verwendung des selbst erzeugten PV-Stroms zu machen.

Im Fokus steht hierbei insbesondere der Einsatz von Wärmepumpen als Alternative zu E-Heizstäben.

Zur Inspiration will ich hier nur 2 Varianten kurz vorrechnen.

Beide Varianten haben sollen diese Gemeinsamkeiten haben:

  • Stromproduktion im Kalenderjahr:  10.000 kWh
  • Strompreis für zugekauften Strom:  25 Ct./kWh netto zzgl. 19 % Umsatzsteuer
  • Spitzensteuersatz des/der Steuerpflichtigen: 40 %
  • Der Betreiber hat keinen Kleinunternehmerstatus und ist somit voll umsatzsteuerpflichtig.
  • Gewinnermittlung nach Einnahmenüberschussrechnung EÜR

 

Variante A - Eigenverbrauchserhöhung dank E-Heizstab

  • Einspeisung: 6.000 kWh  zu je 10 Ct.  netto (aktueller Wert für Neuanlagen zum Ende des aktuellen Förderzyklus)
  • Eigennutzung: 4.000 kWh, darin enthalten 3.000 kWh für einen E-Heizstab zur Warmwasserbereitung

Daraus entsteht folgende Steuerlast:

  • Einspeise-Ertrag:  6.000 x 0,10 € = 600 € netto
  • Vereinnahmte Umsatzsteuer darauf: 114 € (neutral - analog Durchlaufposten)
  • Eigenverbrauch:   4.000 x 0,25 € = 1.000 € netto
  • Abzuführende Umsatzsteuer dafür: 190 €
  • Netto-Ertrag:  600 + 1.000 = 1.600 €
  • Einkommensteuer auf den Netto-Ertrag:  (600 + 1.000 - 190) x 0,4 = 564 €
  • Entstehende Steuerlast gegenüber dem Finanzamt:  190 + 564  =  754 €   (für 1 Jahr)

 

Variante B - Eigenverbrauch mit Brauchwasser-Wärmepumpe

  • Einspeisung: 8.000 kWh  zu je 10 Ct. netto
  • Eigennutzung: 2.000 kWh, darin enthalten 1.000 kWh für einen Brauchwasser-Wärmepumpe

Daraus entsteht folgende Steuerlast

  • Einspeise-Ertrag: 8.000 x 0,10 € = 800 € netto
  • Vereinnahmte Umsatzsteuer darauf: 152 € (neutral - analog Durchlaufposten)
  • Eigenverbrauch:   2.000 x 0,25 € = 500 € netto
  • Abzuführende Umsatzsteuer dafür: 95 €
  • Netto-Ertrag:  800 + 500  = 1.300 €
  • Einkommensteuer auf den Netto-Ertrag:  (1.300 - 95) x 0,4 = 482 €
  • Entstehende Steuerlast gegenüber dem Finanzamt:  95 + 482  =  577 €  (für 1 Jahr)

 

Man sieht also, dass dass unüberlegte Abfackeln von PV-Strom mit Hilfe von Heizstäben nicht zwingend die beste Lösung ist!

 

Bitte beachten Sie, dass es sich hier um eine stark vereinfachte Vergleichsrechnung auf Basis der bundesdeutschen Gewinn-Ermittlungsmethode EÜR handelt. Nicht berücksichtigt wurden weder die Kosten für eine automatische Ansteuerung eines Heizstabes noch die Kosten einer Brauchwasserwärmepumpe. Gleiches gilt für AfA, Versicherungen, Reparaturen und ähnliche Kosten rund um die PV.

Aber trotz alledem ist festzuhalten: Je nach persönlicher steuerlicher Situation generiert eine "abgefackelte" kWh scheinbar kostenlosen PV-Stroms im Hintergrund eine nicht zu vernachlässigende Steuerlast.

Deshalb lohnt es sich, auch mit dem vermeintlich kostenlosen PV-Strom im Eigenverbrauch sparsam umzugehen. Genaueres zu den steuerlichen Details kann Ihnen Ihr Steuerberater sagen.

Wer sich lieber selbst mit steuerlichen Fragen rund um die eigene PV-Anlage beschäftigen möchte, dem  empfehle ich das Büchlein "Photovoltaikanlage und Blockheizkraftwerk", bei Redaktionsschluss zu dieser Seite für überschaubare 14,99 € bei steuertipps.de erhältlich:

https://www.steuertipps.de/shop/literature/photovoltaikanlage-und-blockheizkraftwerk-bhkw

 

Beispielkonfiguration für Wärmepumpenunterstützung

Diejenigen, deren PV-Anlage schon viele Jahre in Betrieb sind, haben sich vermutlich schon über die hier gezeigten, detailreichen Computer-Diagramme gewundert. In der Tat hat sich in der PV gegenüber "früher" so einiges geändert, so z. B. auch die automatische Optimierung des Strom-Eigenverbrauchs duch Wärmepumpen.

Deshalb hier eine kurze Beschreibung der neuen PV-Anlage, die hier an meinem Firmenstandort Ende August 2019 in Betrieb ging:

  • Nominalleistung 9,6 kW peak
  • Hochwertige zwei-Scheiben Module (beidseitig Glas)
  • Schwimmende Verlegung, keine Klemmtechnik
  • 18 Module Ausrichtung Südwest
  • 12 Module Ausrichtung Nordost 
  • alle 30 Module technisch identisch (jeweils 320 Watt peak)
  • 15 Leistungsoptimierer, also 1 Optimierer für je 2 Module (ermöglicht das Erkennen "kranker" Module  direkt vom PC aus, s. unten)
  • Zusätzlicher Stromzähler, Modbus-fähig, zur automatischen Überwachung von Einspeisung und Bezug  (teuer, aber sehr zu empfehlen!)
  • Zigbee-Funkmodul zum drahtlosen Ansteuern von SolarEdge Funkschaltern (später nachgerüstet).
  • Zigbee-Funkschalter für die automatische Aktivierung der Heizungswärmepumpe, sofern aus Sicht des Wechselrichters hinreichend PV-Strom vorhanden ist.
  • Batterie steht auf der Wunschliste, abhängig von kommender Preisentwicklung

Die PV-Anlage war schon lange geplant. Ausschlaggebend für die Einrichtung der Anlage waren letztendlich 7 Gründe:

  1. drohendes Ende der EEG-Förderung (garantierte Einspeisevergütung) 
  2. ständig steigende Energiepreise
  3. wirtschaftlich und ethisch sinnvolle, sichere Kapitalanlage
  4. zukünftige Lademöglichkeit für ein Solar-Fahrzeug
  5. Pilotprojekt für künftige Kundenprojekte
  6. die Einsicht, auch selbst einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz leisten zu müssen
  7. die Möglichkeit, zumindest rechnerisch ein Null-Energiehaus zu erhalten (Strombedarf = generierte Menge PV-Strom)

Und die Möglichkeit, die Wärmepumpe hier im Haus zumindest teilweise mit PV-Strom betreiben zu können, die gab's dann noch als Beigabe.

 

Modulüberwachung vom Schreibtisch aus

Störungen bei einzelnen Modulen können die Leistungsfähigkeit ganzer Kollektorfelder beeinflussen. Problematisch sind hier insbesondere Teilverschattungen. Will man solche Effekte auf die tatsächlichen Verursacher-Module beschränken, so muss man den einzelnen Modulen jeweils einen Leistungsoptimierer vorschalten.

Um die Kosten zu begrenzen, wurde im hier vorliegenden Fall entschieden, dass immer 2 PV-Module gemeinsam durch 1 Leistungsoptimierer geführt werden.

Die somit insgesamt 15 Leistungsoptimierer steuern ihre jeweils 2 angeschlossenen PV Module immer im optimalen Bereich an. Beeinflussungen benachbarter 2er-Modulgruppen sind damit weitgehend ausgeschlossen.

Ähnlich wichtig ist jedoch der Umstand, dass die Leistungsoptimierer über die Hochspannungs-Gleichstromadern mit dem intelligenen Wechselrichter im Keller kommunizieren können - quasi wie beim Powerline-LAN über die 230-Volt-Steckdosen der Hausinstallation. Dadurch weiß der Wechselrichter relativ gut Bescheid über das, was bei den einzelnen 2er-Modulgruppen gerade passiert.

Das Ergebnis ist in nachfolgendem Bild auf dem Web-Portal des Wechselrichters schön zu sehen. Die gezeigten Module entsprechen ihrer grafischen Anordnung den tatsächlichen räumlichen Verhältnissen auf beiden Satteldachhälften. Die Anordnung der Module auf dem Satteldach des Hauses ist dabei wie auf einer Landkarte:

    • Das linke, größere Modulfeld zeigt nach Südwesten.
    • Das rechte, kleinere Feld zeigt nach Nordosten. 

Der statische Teil der Grafik wurde bei der Inbetriebnahme der PV-Anlage  anlagenspezifisch im Wechselrichter eingerichtet, quasi wie ein Template.

Im Laufe des Betriebs melden nun die Leistungsoptimierer die jeweils erzeugte Strommenge Ihrer Modulgruppe an den Wechselrichter. Die Hälfte des so gemeldeten Ertrags wird dann jedem der beiden PV-Module in der jeweiligen 2er-Gruppe zugeordnet. Die Grafik kann über das SolarEdge-Webportal online mit den aktuellen Zahlen abgerufen werden.

Die eher der Sonne zugewandtenPV-Module im linken Modulfeld hatten an dem betrachteten Tag jeweils zwischen 1,02 und 1,06 kWh PV-Strom erzeugt.  Im sonnenabgewandten, kleineren Modulfeld auf der rechten Bildseite lag der Ertrag nur zwischen 0,58 und 0,61 kWh pro Modul. 

Weichen nun die Stromerträge benachbarter Module auf Dauer signifikant voneinander ab, so kann anhand der Grafik sehr leicht ermittelt werden, welche konkrete Modul-2er-Gruppe Probleme macht. Bei 30 Leistungsoptimierern hätte man  sogar jedes EINZELNE Modul prüfen können.

Für die  Wartung der PV-Anlage ist dieses Hilfsmittel von hoher Wichtigkeit!  

PV Beispiel sonniger Tag 30 September Norddach Süddach

Natürlich wäre es im Hinblick auf den Gesamtertrag günstiger gewesen, alle 30 Module auf die südwestliche Dachhälfte zu packen. Das hätte dort jedoch zu einem Platzproblem geführt. So aber erzeugt die Gesamtanlage schon relativ früh am Morgen ersten PV-Strom und es entsteht in der Praxis keine Spitzenleistung, die aufgrund der 70-%-Kappungsregel zu einer zwangsweisen Abregelung der PV-Leistung führen würde. Die erzeugte Strommenge verteilt sich vielmehr auf einen längeren Zeitraum des Tages und begünstigt damit tendenziell den bei neueren Anlagen lukrativeren Eigenverbrauch. Und bei starker Bewölkung sind die Ertragsunterschiede wegen der Lichtstreuung ohnehin deutlich geringer.