Photovoltaik im Neubau: Unsere Erfahrungen mit Technik, Kosten und Angeboten

Für uns war schon immer klar: Wir wollen eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach haben. Die Planung war dann komplizierter, als wir am Anfang angenommen hatten. Auf welche Details es neben Dachfläche, Ausrichtung und Verbrauch ankommt, mussten wir selbst herausfinden.

Welche Unterschiede gibt es zwischen den verschiedenen Herstellern? Lohnt sich ein Batteriespeicher und welcher Preis ist angemessen? Wie wir bei der Planung unserer PV-Anlage vorgegangen sind und welche Tools uns geholfen haben:

Planung der PV-Anlagengröße: Der Stromverbrauch

Bevor du Module, Dachflächen und Speicher planst, solltest du verstehen, wie viel Strom du im Alltag wirklich brauchst. Nur so lässt sich eine PV-Anlage sinnvoll dimensionieren.

Als Basis der Berechnung dient unsere aktuelle Stromrechnung. Daraufhin haben wir hochgerechnet/geschätzt, wie sich diese durch zusätzliche Haustechnik, Netzwerktechnik und E-Auto verändern wird.Wärmepumpe:Wie viel Strom eine Wärmepumpe für Heizung und Warmwasser benötigt, kannst du grob berechnen. Dafür brauchst du drei Werte:

• den Endenergiebedarf deines Hauses aus der EnEV-Berechnung (in kWh pro Quadratmeter und Jahr),
• die beheizte Wohnfläche in Quadratmetern,
• und die Jahresarbeitszahl (JAZ) deiner Wärmepumpe, die angibt, wie effizient sie arbeitet. Sie hängt vom Modell ab, den Wert findest du in dieser Tabelle.

Multiplizierst du Endenergiebedarf und Wohnfläche, erhältst du den gesamten Heizenergiebedarf pro Jahr. Teilt man diesen Wert durch die JAZ, weißt du, wie viel Strom die Wärmepumpe ungefähr verbraucht.

Beispiel: Hat dein Haus einen Endenergiebedarf von 45 kWh/m²a, eine beheizte Fläche von 150 m² und deine Wärmepumpe eine JAZ von 4, dann ergibt sich:

(45×150)/4=1.688 kWh Strom pro Jahr.

Grundlast:

Kühlschrank, Router, Haustechnik und Beleuchtung: vieles im Haus läuft dauerhaft oder regelmäßig. Diese Grundlast ist wichtig, um den Eigenverbrauch realistisch einzuschätzen.

Steuerbare Verbraucher:

Andere Geräte lassen sich flexibel einsetzen. Waschmaschine, Trockner oder Backofen kannst du zeitlich so steuern, dass sie laufen, wenn die Sonne scheint. So nutzt du deinen eigenen Solarstrom am besten aus.

E-Auto:

Ein Elektroauto kann den Verbrauch deutlich nach oben treiben. Beispiel: 20 kWh auf 100 km bei 15.000 km Fahrleistung im Jahr ergeben 3.000 kWh. Selbst wenn du nur einen Teil davon zu Hause lädst, macht das einen spürbaren Unterschied.

Wir gehen davon aus, dass wir unser E-Auto etwa 80 % der Zeit zu Hause laden, den Rest an Schnellladern bei Langstrecken.

Stromverbrauch ermitteln: praktische Tools

Tools wie der PV-Rechner helfen dabei, den eigenen Bedarf realistisch abzuschätzen. Hier kannst du nicht nur deine Verbraucher eintragen, sondern auch Zeitfenster und Verbrauchskurven simulieren. So siehst du nicht nur, wie viel Strom du insgesamt brauchst, sondern auch, wann der Verbrauch anfällt. Das ist entscheidend, um die Anlagengröße richtig zu planen.

Unsere Stromverbrauchsanalyse hat ergeben, dass wir etwa 8.200 kWh pro Jahr verbrauchen werden. Damit benötigen wir mindestens eine Leistung von 12 kWp. Warum wir uns für mehr entschieden haben, erfährst du weiter unten im Text.

Photovoltaik auf dem Flachdach: Ausrichtung, Fläche und Gründach

Das Dach bestimmt, wie viel Platz überhaupt für Photovoltaik zur Verfügung steht. Entscheidend sind Größe, Ausrichtung und mögliche Verschattungen.

Unser Hauptdach hat eine Fläche von 216 m². Wegen Sperrflächen für Belüftung, Kabelauslässen und Klimaaußengeräten bleiben davon 156 m² für Photovoltaik-Module nutzbar. Das Garagendach hat zusätzlich 36 m². Da das Hauptdach etwas höher liegt, verschattet es das Garagendach teilweise.

Mit einem Flachdach sind wir bei der Planung der PV-Anlage flexibler und können die Ausrichtung selbst bestimmen. Eine Südausrichtung bringt zwar den höchsten Ertrag, doch für den Eigenverbrauch zählt mehr, wie gleichmäßig sich die Stromproduktion über den Tag verteilt. Eine Ausrichtung in mehrere Himmelsrichtungen ist deshalb sinnvoll.

Den optimalen Winkel von 30° bis 40° hingegen erreichen wir auf dem Flachdach nicht. Das Montagesystem macht einen Winkel von bis zu 15° möglich.

Eine Besonderheit bei uns: Das Dach unter den PV-Modulen wird begrünt. Das gibt der Bebauungsplan vor. Um das umzusetzen, brauchen wir ein spezielles Montagesystem. Hier setzen wir auf die speziell für Gründächer ausgelegte Aufständerung von K2-Systems: Greenroof Vento. Die Füße sind unterhalb der Pflanzenschicht installiert, so kann Wasser weiterhin durch das Sediment versickern.

Schatten ist einer der größten Ertragskiller. Bäume, Nachbarhäuser oder Schornsteine können die Leistung einzelner Module erheblich senken. Eine Analyse spart später Ärger.

Schau dir die Umgebung deines Grundstücks an. Gibt es Gebäude, Bäume oder andere Objekte, die einen Schatten auf dein Haus werfen könnten? Falls ja, kannst du die maximale Schattenlänge mit diesem Tool berechnen.

Wenn dein Haus schon steht, wenn auch nur der Rohbau, dann kannst du mit einem Drohnenflug zu verschiedenen Tageszeiten mögliche Schatten auf dem Dach entdecken.

Die Kabelführung der PV-Anlage haben wir während der Werksplanung schon bedacht: es war klar, dass wir einen direkten Weg für die Solarkabel in den Technikraum im Untergeschoss benötigen. Daher haben wir eine DN100 FleSoDur Durchführung im Flachdach integriert, wodurch die Kabel dann mittels Leerrohr in das Haus gelangen.

PV-Ertragsrechner: Solarertrag berechnen

Um die optimale Ausrichtung der Module herauszufinden, haben wir mit dem Solaredge Designer (Account notwendig) ein 3D-Modell unseres Hauses erstellt und verschiedene Belegungen getestet. Auch wenn man kein Solaredge-System plant, ist das Tool hilfreich. Alternativen sind PV*Sol (kostenlose Testversion) oder andere Simulationsprogramme.

Das optimale Ergebnis lag bei 44 Modulen aufgeteilt in zwei Strings, ausgerichtet nach Südosten und Nordwesten. Damit erreichen wir knapp 20 kWp Leistung.

Als Reserve könnte später noch das Garagendach mit etwa acht Modulen belegt werden.

PV-Funktionen: Brauchen wir Notstrom und Batteriespeicher?

Für die Entscheidung sind neben dem Preis auch andere Funktionen relevant: Offline-Betrieb, lokale Steuerung, intelligente Steuerung, Modularität und Notstrom.

Diese Funktionen sind nicht mit jedem System umsetzbar, deshalb solltest du bei der Auswahl des Herstellers genau hinsehen. Was diese Funktionen können und warum sie uns wichtig sind:

Lokale Steuerung

Wir wollen unsere PV-Anlage unabhängig vom Internet steuern können. Die Daten sollten lokal verfügbar sein und nicht über eine Cloud verarbeitet werden.

Einige Hersteller bieten nur Cloudlösungen an. Das bedeutet: Ohne aktive Internetverbindung können bestimmte Funktionen eingeschränkt werden. Sie drosseln bspw. bei längerem Offline-Betrieb die verfügbare Batteriekapazität oder setzen die Garantie herab. Es ist nicht klar, was passiert, wenn das Unternehmen insolvent geht und damit möglicherweise auch sein Cloudservice abgeschaltet wird.

Smart-Home-Integration

Uns ist es wichtig, später Verbraucher im Haushalt intelligent steuern zu können. Das heißt, dass das Energie-Management-System erkennen kann, wann überschüssiger Solarstrom verfügbar ist, und steuerbare Verbraucher wie eine Wallbox automatisch steuern kann.

Für die lokale Steuerung werden wir auf eine Kombination aus Homeassistant, (eventuell) evcc und/oder dem Warp Energiemanager setzen. Somit kommt ausschließlich opensource Software zum Einsatz, welche auf unserem Homeserver laufen kann.

Das ist wichtig für die Entscheidung: Nicht jeder Wechselrichter kommuniziert mit externen Energiemanagementsystemen. Dafür sind eine offene API oder Modbus-Schnittstelle notwendig.

Notstrom & Ersatzstrom

Mit einer PV-Anlage bist du nicht automatisch unabhängig vom Netz. Damit deine Geräte bei einem Stromausfall weiterhin funktionieren, brauchst du eine Notstrom- bzw. Ersatzstromfunktion. Genauer gesagt: einen notstromfähigen Wechselrichter und einen Batteriespeicher.

Beim Notstrom trennt der Wechselrichter einzelne Stromkreise vom öffentlichen Netz und versorgt sie mit dem gespeicherten Strom aus dem Batteriespeicher, während beim Ersatzstrom alle Stromkreise autark versorgt werden. Dafür braucht der Wechselrichter offene Schnittstellen, sofern man sich nicht dauerhaft auf einen Hersteller festlegen will.

Diese Option wollen wir uns offen halten: Wir bauen einen notstromfähigen Wechselrichter ein, rüsten den Batteriespeicher aber erst später nach.

Modularität

Ein PV-System besteht aus mehreren Komponenten, darunter Wechselrichter, Wallbox und Batteriespeicher. Bei manchen Systemen gibt es nur eine Handvoll Komponenten, die miteinander funktionieren.

Entscheidest du dich beispielsweise für SigEnergy, musst du auch Wallbox und Batteriespeicher von diesem Hersteller beziehen. Hier besteht das Risiko, bei einer Insolvenz des Herstellers keine Möglichkeit zu haben, das System zu reparieren. Es gibt allerdings Systeme, die offener sind und auch mit Komponenten anderer Hersteller kompatibel sind.

Photovoltaik Angebote einholen

Nach der ersten Recherche und den Eckdaten zur Anzahl der Module, Dachplänen, gewünschten Funktionen und Budget haben wir mehrere Anbieter um Angebote gebeten: zwei lokale Solarteure, unseren Elektriker und einen überregionalen Anbieter.

Aggressive Vertriebsmodelle (z. B. Enpal) haben wir bewusst außen vor gelassen, da wir dort weder einen fairen Preis noch eine gute Ausführung erwarten. Außerdem war uns wichtig, dass die Firmen nicht auf Subunternehmen bei der Installation zurückgreifen.

Die Angebote der Anbieter ließen sich zwar gut vergleichen, aber es fiel uns schwer, uns auf einen bestimmten Hersteller festzulegen. Gerade für den Wechselrichter hatten wir genaue Vorstellungen.

Photovoltaik-Systeme im Vergleich

Jedes System bietet seine Vor- und Nachteile. Es lohnt sich genau hinzusehen, um das für die eigene Situation richtige System auszuwählen. Wir stellen hier die vier vor, die für uns in Frage kamen:

SigenStor von Sigenergy

• Technisch top, Notstrom-Umschaltzeit 0 ms
• DC-22 kW Wallbox, perspektivisch Vehicle-to-Grid Unterstüztung
• Unser Angebotspreis: 24.000€ für 20kwp Leistung/16kwh Speicher
• All-in-One-System, nur mit eigenen Speichern/Wallbox kompatibel
• Cloud und Internetverbindung benötigt. Fragwürdige Garantiebedingungen bei Ausbleiben der Cloud Verbindung.
• Firma noch nicht so lange am Markt, unklare Ersatzteilversorgung

Fenecon Home 20

• Vollständig lokaler Betrieb möglich
• Open-Source Software
• All-in-One-System, nur eingeschränkt mit anderen Wallboxen kompatibel.
• Lizensgebühren für zusätzliche Software-Funktionen
• Unser Angebotspreis: 26.950€ für 20kwp Leistung/16,8kwh Speicher

Solaredge

• Modulares System, teilweise mit Drittanbietern kompatibel
• Lokaler Betrieb möglich, dennoch viele Funktionen nur via Cloud
• Optimierer je Modul verursachen Mehrkosten und sind zusätzliche Fehlerquellen (bei uns ohne Verschattung unnötig)
• Unser Angebotspreis: 24.860€ für 20kwp Leistung/10kwh Speicher

Huawei (SUN2000)

• Vollständig lokaler Betrieb möglich mit Modbus-Dongle
• Unser Angebotspreis: 17.200€ für 20kwp Leistung/Kein Speicher
• Speicher im Vergleich zur Konkurrenz lächerlich teuer, nicht kompatibel mit Drittanbieter-Speichern

Bis wir ein System wählen konnten, haben wir uns mehrfach umentschieden. Bei der Recherche sind uns immer wieder Kleinigkeiten aufgefallen, aufgrund derer wir ein System ausgeschlossen haben. Es gibt natürlich noch viele weitere Hersteller, wir können nur die vier vergleichen, mit denen wir uns genauer beschäftigt haben.

Unsere PV-Anlage im Überblick

Wir haben uns für ein Huawei-System ohne Speicher entschieden. Als Wallbox ist der Warp3 Charger vorgesehen. Einen Speicher schließen wir nicht aus, wollen ihn aber später nachrüsten, wenn die Preise weiter sinken oder die Technik attraktiver wird. Da die LUNA2000 Speicher von Huawei preislich absolut unattraktiv sind schließen wir auch nicht aus, später einen zweiten Wechselrichter einzusetzen um bei der Auswahl der Batteriepacks flexibler zu sein. AC-gekoppelte Speicher wären ebenfalls eine Möglichkeit kostengünstig einen Speicher nachzurüsten.

Auf dem Dach stehen 44x IBC 450W ES-TA1 Bifazial Module, die 20 kWp produzieren. Damit erzeugen wir deutlich mehr Strom, als wir laut unserer Hochrechnung verbrauchen. Der Grund: Wir wollen auch im Winter einen großen Teil unserer Energie selbst erzeugen können. Selbst mit 20 kWp müssen wir dann von November bis Januar einen großen Teil des Stroms aus dem Netz beziehen.

Außerdem machen die Kosten der Module nur einen kleinen Teil der Rechnung aus. Die Arbeitsstunden der Monteure, Gerüst und Elektroinstallation sind weitaus kostspieliger. Wenn also schon mal jemand auf unserem Dach unterwegs ist, kann er auch ein paar mehr Module anschließen.

Damit haben wir ein System, das unseren Bedarf größtenteils deckt, flexibel erweiterbar ist und unabhängig von Hersteller-Clouds funktioniert.