PV Anlage planen – Online-Rechner & Planungssoftware kostenlos

Der Photovoltaik-Ertrag ist ein wesentlicher Faktor für die Rentabilität einer Investition in eine Photovoltaik-Anlage. Als monetäre Kenngröße wird der physische Stromertrag mit der Vergütung (eingesparter Haushaltsstrompreis und/oder Einspeisevergütung) multipliziert. Dem Ertrag gegenüber stehen die Anschaffungskosten, gegebenenfalls Finanzierungskosten, sowie die Kosten für Betrieb und Wartung der Anlage. Die Rentabilität einer PV-Anlage ist gegeben, wenn über alle Betriebsjahre gerechnet der Ertrag höher ist als die Kosten. Es gilt:

\(∑PVErtrag\cdot Vergütung≥Gesamtkosten \)

Mit unserem Online-Rechner können Sie in wenigen Schritten den individuellen Ertrag einer Photovoltaik-Anlage auf Ihrem Dach sowie die Rentabilität dieser Anlage berechnen.

Mit einfachen Schritten zur richtigen Solaranlagengröße – das geht mithilfe von Online-Planungssoftware, die es mittlerweile von unterschiedlichsten Anbietern gibt. Es handelt sich dabei um sogenannte Solarkataster, die ähnlich GPS-Anwendungen die Standort-genaue Planung einer Solaranlage auf ihrem Dach erlauben. 

• Eine sehr bekannt und viel erprobte Online-Planungssoftware ist PVGIS, ein Service der Europäischen Kommission.
• Zuletzt machte auch die kostenlose Planungssoftwäre ARON vom Fraunhofer ISE von sich Reden.
• Mittlerweile haben auch die meisten deutschen Bundesländer ein eigenes Solarkataster für die Bewohner, die regional suchen möchten.
• Weitere Online-Tools wie der Solar-Planit von BayWa r.e. Solar Energy Systems oder das Solar.Pro.Tool von Levasoft GmbH.

Das Vorgehen ist in den meisten Fällen ähnlich. Nach kurzer Anlegung eines Benutzerprofils kann die erste Solaranlage Schritt für Schritt kostenlos geplant werden:

1. Adresse mit zugehöriger Höhenlage, Windlastzone und Schneelastzone
2. Gebäudetyp mit Dachmaßen und Luftbild
3. Art der Eindeckung (Ziegel, Wellblech, etc.)
4. Dachkonstruktion
5. Montagesystem (Hochkant- oder Quermontage)
6. Individuelle Modulbelegung (je Dachfläche)
7. Stückliste PV-Anlage (Artikel, Anzahl, Preise)
8. Auswahl und Planung der Wechselrichter
9. Verschaltung der PV-Module (manuell oder vorgeschlagen)
10. Nachverschaltung 11. Speichersystemkonfiguration
11. Simulation der Photovoltaikanlage (Autarkiegrad, Eigenverbrauchsanteil, Energieertrag, CO2-Einsparung, monatliche Stromerzeugung, uvm.)
12. Wirtschaftlichkeit mit Berücksichtigung von Energiepreisen, Kosten, Kredit und Einnahmen/Förderungen
13. Finanzergebnis (Gesamtinvestition, erwartete Amortisationszeit, gesamte Ersparnis nach 25 Jahren)
14. Dokumentation (Download des Projektberichts)

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Bei der Photovoltaik Planung und Dimensionierung einer Solaranlage ist zuallererst die Frage nach dem zukünftigen Standort zu klären. Die Solareinstrahlung variiert je nach geografischer Lage. Somit bestimmt der Standort im Voraus das theoretische Potential für Solarstrom und Solarwärme. Auskunft über erwartbare Erträge aus Solarenergie liefern bspw. GIS-basierte Plattformen wie PVGIS von der Europäischen Kommission.

Hier können auf einen Blick die globale horizontale Solareinstrahlung (GHI), die mögliche Stromproduktion in Kilowattstunden pro Quadratmeter Anlagenfläche und die mögliche Stromproduktion nach installierter Leistung der PV-Anlage eingesehen werden.

Im nächsten Schritt sollten die weiteren lokalen Bedingungen eingeschätzt werden. Hier ist zu klären, ob die Solaranlage auf einem Dach, an der Wand oder auf einer freien Fläche errichtet werden soll. Die geläufigsten Dacharten sind: Satteldach, Flachdach, Pultdach, Walmdach und Zeltdach. Wird eine PV-Anlage auf dem Dach angestrebt, muss im Laufe der Planung auch unbedingt die Statik des Hauses geprüft werden. Freiflächenanlagen oder integrierte Inndach- und Fassadenmodule erweitern die Möglichkeiten.

Die Dachbeschaffenheit bestimmt weitere Einflussfaktoren wie die Ausrichtung und Verschattung der möglichen Modulflächen. Diese Faktoren wirken auf das nutzbare Solarpotential und die Verfügbarkeit von Solarstrom im Hinblick auf das zu versorgende Lastprofil. Während eine Ost-West-Ausrichtung auf Flachdächernvorteilhaft sein kann, können PV-Module auf einem Satteldach mit Süd-Ausrichtung Leistungsspitzen zur Mitte des Tages liefern.

Sind die geografischen und baulichen Voraussetzungen ermittelt, kann eine detaillierte Prognose über mögliche PV-Erträge angefertigt werden. Hier wird deutlich, wie viel und wann Strom aus Solarenergie produziert werden kann. Im nächsten Schritt folgt die bedarfsorientierte Auslegung der Photovoltaikanlage.

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Zu Zeiten der hohen Einspeisevergütung war es wirtschaftlich sinnvoll, die Stromeinspeisung zu maximieren, um so maximale Erträge zu erwirtschaften. Heutzutage bietet dagegen der Eigenverbrauch die größten "Renditen". Die Rendite ergibt sich wie folgt:

\(PV Rendite=\)

\(Strompreis-Stromgestehungskosten PV\)

Bei Strompreisen von über 40 Cent pro kWh senktjede eigens produzierte kWh Solarstrom die Kosten auf der jährlichen Stromabrechnung. Bei Stromgestehungskosten von 10 Cents pro kWh und einem Arbeitspreis von 40 Cents pro kWh ergibt sich für ein Einfamilienhaus mit 4500 kWh jährlichem Bedarf ein jährliches Einsparpotential von 1350 Euro. Dies gilt in diesem Beispiel allerdings nur für einen 100 % autarken Betrieb. Die 1350 Euro stellen hier das jährliche Budget für anteilige Investitions- und Finanzierungskosten für das geplante Energiesystem dar. Sind diese in Summe geringer, wie in diesem Fall 1350 Euro, lohnt sich die Solaranlage.

Eine Auslegung der Solaranlage mit dem Ziel der maximalen Eigennutzung bei minimalem Netzbezug unterscheidetsich von der Auslegung auf (Voll-)Einspeisung. Eine bedarfsorientierte Planung bezieht auch immer die lokalen Gegebenheiten mit ein. Die Auslegung und Dimensionierung der Anlage folgt dem individuellen Bedarf und den Möglichkeiten vor Ort.

Bei Bestandsgebäuden stellt sich die Frage, ob die vorhandene Dach- oder Fassadenfläche vollständig mit Solarmodulen ausgestattet werden kann und soll. Bei geplanten Neubauten limitiert vorerst die lokale Solareinstrahlung und Umgebung das Potential von Photovoltaikanlagen. Die Auslegung kann hier von Grund auf mit zusätzlichen Komponenten, wie PV-Stromspeichern, Energie-Management-Systemen und integrierten Heizungsarten im Energiesystem, geplant werden. So lässt sich bereits im Vorfeld die optimale Auslegung gestalten und das Potential voll ausschöpfen.

Nach der Analyse des Solarpotentials vor Ort ist zu klären, ob die PV-Anlage netzgebunden oder netzungebunden als sog. Inselanlage ausgelegt werden soll. Für netzgebundene (on-grid) Anlagen ergeben sich klassisch folgende Auslegungsziele:

Freiflächenanlagen

• Stromverkauf (bspw. durch Direktvermarktung oder Ausschreibung)
• Eigenverbrauch (z. B. in Industrie, Gewerbe, Handel)

Dachanlagen oder ähnliche Gebäudeanlagen

• Eigenverbrauch
• Stromverkauf (bspw. durch Einspeisevergütung oder Direktvermarktung)

Für netzungebundene (off-grid) PV-Anlagen ergeben sich dagegen diese Auslegungsziele:

• Freiflächenanlagen: Energieautarkie
• Dachanlagen oder ähnliche Gebäudeanlagen: Energieautarkie

Die Größe und Eigenschaft eines Energiesystems entscheiden über die Auslegung der PV-Anlage. Soll ein einzelnes Haus, welches nicht am Versorgungsnetz angeschlossen ist, mit Solarstrom versorgt werden, muss die Solaranlage so ausgelegt sein, dass ein stabiles und autarkes Energiesystem betrieben werden kann.

Im weiteren Sinne gibt es Inselanlagen, die mehrere Gebäude versorgen können. Mit der richtigen Auslegung einer Photovoltaikanlage können, in Verbindung mit Energiespeichern, sog. Micro-oder Mini-Grids vollständig mit Strom versorgt werden.

Ob netzgebunden oder netzungebunden: der Strombedarf (Lastprofil) gibt die Anforderungen an die Auslegung einer Photovoltaikanlage vor. Je nach Nachfragezeitpunkt, erforderlicher Leistung und benötigter Strommenge über einen bestimmten Zeitraum variiert die ideale Auslegung.

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Unter der Annahme, dass ein möglichst hoher Eigenverbrauch erreicht werden soll, bestimmt das Lastprofil eines Gebäudes die Anforderungen an eine Photovoltaikanlage. Das Lastprofil unterscheidet sich je nach Gebäudetyp, Gebäudeausstattung und Nutzungsverhalten.

• Soll ein Einfamilienhausoder ein Gewerbebetrieb mit industriellen Prozessen versorgt werden?
• Ist das Energiesystem des Gebäudes mit Energiespeichern oder Ladestationen für Elektrofahrzeuge ausgestattet?

Sobald Ausstattung und Nutzung im Gebäude geklärt sind, kann die technische Infrastruktur der Solaranlage geplant und dimensioniert werden.

Die Dimensionierung einer Solaranlageentscheidet über den Grad der Autarkie (Eigenverbrauch) und die Wirtschaftlichkeit. Ebenso gibt das Ziel von Autarkie die notwendige Dimensionierung der technischen Komponenten vor.

Der veranschlagten installierten Leistung aus Solarmodulen in kW_p folgen Berechnungen zur Dimensionierung von Wechselrichtern, Kabelstärken und ggfls. Energiespeichern. Hier bieten lokale Fachbetriebe das technische Wissen sowie die nötige Erfahrung zur maßgenauen Dimensionierung der weiteren technischen Komponenten.

Im Rahmen der Studie "Sinnvolle Dimensionierung von Photovoltaikanlagen für Prosumer" der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin wurden die, in der Tabelle folgenden Dimensionierungen für PV-Anlagen erarbeitet.

(Studie: "Sinnvolle Dimensionierung von Photovoltaikanlagen für Prosumer", HTW Berlin (2019)).

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Eine Solaranlage muss an folgenden Stellen angemeldet und registriert werden. Bei den Prozessen unterstützen Energieberatungen und beauftragte PV-Fachbetriebe:

• Anmeldung beim Netzbetreiber
• Anmeldung Marktstammdatenregister
• Ggfls. Gewerbeanmeldung (nicht notwendig)
• Ggfls. Steuererklärung (nicht notwendig)

Ein Gang zur Versicherung der Wahl ist ebenfalls ratsam. Neben der Wohngebäudeversicherung kann eine spezielle Photovoltaikversicherung die Solaranlage vor Gefahren wie Sturm, Hagel, oder Feuer absichern.

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