Photovoltaik Grundbegriffe einfach erklärt – Amortisation, kWh, Wechselrichter und Co.

Wer sich zum ersten Mal mit dem Thema Photovoltaik beschäftigt, wird mit einer Reihe von Fachbegriffen wie Degradation oder Kilowatt Peak konfrontiert. Um hier etwas Licht ins Dunkel zu bringen, stellen wir in diesem Artikel die wichtigsten Begriffe rund um das Thema Photovoltaik vor.

Wie unterscheiden sich Autarkie und Eigenverbrauch?

Vorab zum Verständnis: Photovoltaikanlagen erzeugen kostenlosen Solarstrom. Wie viel eine Anlage erzeugt, hängt dabei vor allem von der Sonneneinstrahlung ab. Im Sommer oder zur Mittagszeit produziert eine Photovoltaikanlage deshalb meist mehr Strom, als direkt in diesem Moment im Haus verbraucht werden kann. Nach Sonnenuntergang oder im Winter gibt es hingegen keinen oder nur wenig Solarstrom vom eigenen Dach. Hausbesitzer können ihren Strombedarf daher nicht vollständig über die eigene PV-Anlage decken, sondern müssen weiterhin Strom aus dem Netz beziehen. 

Doch was bedeuten Autarkie und Eigenverbrauch nun in diesem Zusammenhang? Die Autarkie gibt die Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz an. Je weniger Strom Hausbesitzer*innen vom öffentlichen Netzbetreiber dazu kaufen müssen, desto autarker sind sie. Der Eigenverbrauch gibt hingegen an, wieviel Prozent des erzeugten Solarstroms direkt im eigenen Haus genutzt werden kann. 

In der Praxis könnte dies dann wie folgt aussehen: Familie Müller verbraucht 3.000 Kilowattstunden Strom im Jahr. Während ihre Solaranlage 4.000 Kilowattstunden Solarstrom im selben Zeitraum produziert. Von diesen 4.000 kWh werden jährlich 1.500 Kilowattstunden direkt im Haus verbraucht. Die übrigen 2.500 kWh werden nicht direkt genutzt und folglich ins öffentliche Stromnetz geleitet. Daraus ergeben sich folgende Werte für Autarkie und Eigenverbrauch:

Autarkie: Selbst genutzter Solarstrom / Jährlicher Stromverbrauch = 1.500 kWh / 3.000 kWh = 50%

Eigenverbrauch: Selbst genutzter Solarstrom / Gesamtproduktion der PV-Anlage = 1.500 kWh / 4.000 kWh = 37,5%

Was bringt die Einspeisevergütung?

Photovoltaikanlagen erzeugen meist mehr Strom, als gerade im Haus verbraucht werden kann. Ein Großteil des produzierten Solarstroms wird deshalb in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Im Gegenzug für diese “Stromlieferung” erhalten Hausbesitzer*innen vom Netzbetreiber eine feste Vergütung pro eingespeister Kilowattstunde – die Einspeisevergütung. So können Besitzer*innen einer eigenen PV-Anlage sicher sein, dass die Kosten, die für die Erzeugung ihres Solarstroms anfallen, wieder ausgleichen werden. Für Anlagen mit Eigenversorgung, die seit dem 30.06.2022 in Betrieb genommen wurden, gelten aktuell folgende Vergütungssätze: Anlagen bis 10 kWp erhalten 8,2 Cent pro kWh. Ist die Anlage größer, erhält der Anlagenteil ab 10 kWp 7,1 Cent pro kWh. (Januar 2023, verbraucherzentrale.de)

Was besagt die Amortisationszeit?

Die Anschaffung einer Photovoltaikanlage ist mit einer gewissen Anfangsinvestition verbunden. Da Hausbesitzer*innen durch eine eigene PV-Anlage jedoch sowohl Stromkosten sparen als auch Einnahmen durch die Einspeisevergütung generieren, gleichen sich Ausgaben und Einnahmen über die Zeit wieder aus. Diese Zeitspanne wird auch als Amortisationszeit bezeichnet. Bei einer Photovoltaikanlage liegt diese im Normalfall zwischen 8 und 13 Jahren bei einer Anlagenlaufzeit von 25 Jahren oder mehr.

Was bedeuten Kilowatt Peak und Kilowattstunde?

Die Maßeinheiten Kilowatt Peak und Kilowattstunde tauchen im Zusammenhang mit Photovoltaik häufig auf. Kilowatt Peak – oder kurz kWp – ist dabei das Maß für die Leistung einer Photovoltaikanlage unter genormten Bedingungen. Normalerweise wird elektrische Leistung in Watt gemessen, wobei 1.000 Watt ein Kilowatt ergeben. “Peak” ist eine Besonderheit und gibt es so nur im Bereich Photovoltaik. Es dient der Vergleichbarkeit verschiedener Module und gibt an, welche Höchstleistung eine Photovoltaikanlage theoretisch erbringen kann. In der Praxis entspricht ein Kilowatt Peak in etwa der Leistung von drei Photovoltaikmodulen. 

Die Kilowattstunde – kurz kWh – gibt wiederum an, wieviel Strom tatsächlich durch die Photovoltaikanlage erzeugt wird. Ein Kilowatt Peak Photovoltaik kann dabei jährlich etwa 1.000 Kilowattstunden Solarstrom erzeugen. Zur Einordnung: Eine Kilowattstunde Strom reicht in etwa für einen Waschgang.

Welche Aufgabe übernimmt ein Wechselrichter?

Wechselrichter wandeln den in eurer Photovoltaikanlage erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Doch warum ist das nötig und was ist Gleichstrom beziehungsweise Wechselstrom? Eine Photovoltaikanlage erzeugt zunächst immer Gleichstrom. Das bedeutet, dass sich die Polarität des erzeugten Solarstroms über die Zeit nicht verändert. Das Problem: Sowohl das öffentliche Stromnetz als auch die hausinternen Stromleitungen arbeiten nicht mit Gleich-, sondern ausschließlich mit Wechselstrom. Dementsprechend kann der erzeugte Solarstrom nur durch eine vorherige Umwandlung barrierefrei im Haus genutzt werden. 

In der Praxis kommen dazu heutzutage meist sogenannte Hybrid-Wechselrichter zum Einsatz. Diese leiten den Gleichstrom aus der Photovoltaikanlage zunächst nahezu verlustfrei in einen zugehörigen Stromspeicher. Wird nun Strom im Haus benötigt, wird dieser aus dem Speicher entnommen, von dort in den Wechselrichter geleitet und erst jetzt in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt. So wird eine doppelte Umwandlung des Stroms während des Speicherprozess vermieden und die Umwandlungsverluste sinken. 

Zusätzlich zur Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom übernehmen Wechselrichter noch weitere Aufgaben, wie zum Beispiel die Anlagenüberwachung, die Netzstabilisierung oder auch die Leistungsoptimierung.

Was versteht man unter dem Begriff Degradation?

Der Begriff Degradation kommt aus dem Lateinischen und bedeutet soviel wie “Herabsetzen”. Bei einer Photovoltaikanlage ist damit die Leistungsminderung der Photovoltaikmodule im Laufe der Zeit gemeint. Bei hochwertigen Modulen liegt die Degradation derzeit bei ca. 0,5 Prozent pro Jahr. In den meisten Fällen garantieren die Hersteller der Module entsprechend eine Nennleistung von mindestens 90 Prozent nach zehn und mindestens 85 Prozent nach 25 Jahren.