Klappt die komplette Autarkie mit Photovoltaik?

Durch Photovoltaik zur Autarkie: Ist das möglich?

Endlich keine Stromrechnung mehr. Steigende Energiekosten sind dir egal, denn du bist autark. Das wünschen sich viele. Aber geht das überhaupt und wenn ja, wie?

Inhalt des Blogartikels

• Autarkie durch Photovoltaik: Ist die komplette Selbstversorgung möglich?
• Inwiefern erreichst du durch eine Photovoltaikanlage einen hohen Autarkiegrad?
• Eigenverbrauch und Autarkie: Der Unterschied
• Bilanzielle oder lokale Autarkie?
• Welche Faktoren sind entscheidend, um mit Photovoltaik autark zu werden?
• Autarkie durch Solaranlage: Welche Rolle spielt der Speicher?
• Wie lässt sich der Autarkiegrad durch Photovoltaik noch weiter erhöhen?
• Ist eine komplette Autarkie durch Photovoltaik realistisch?

Autarkie durch Photovoltaik: Ist die komplette Selbstversorgung möglich?

Besitzer von Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) verfolgen neben Nachhaltigkeit und Kostenersparnissen ein konkretes Ziel: Autarkie durch Photovoltaik. Doch wie unabhängig bist du tatsächlich durch eine Photovoltaikanlage? Welche Faktoren spielen hier eine Rolle? Und ist eine völlige Autarkie durch Photovoltaik überhaupt möglich?

Inwiefern erreichst du durch eine Photovoltaikanlage einen hohen Autarkiegrad?

Wer Strom durch die Kraft der Sonne und mithilfe einer Photovoltaikanlage erzeugt, versorgt sich selbstständig mit Energie. Ob nun Waschmaschine, Trockner, Fernseher oder Ladevorgang des Elektroautos - durch Photovoltaik lassen sich sämtliche Geräte im Haushalt mit Strom bedienen. Und das nicht zu wenig: Die meisten Photovoltaikanlagen erreichen heutzutage zwar nur einen Eigenverbrauchsanteil von 15 und 30 Prozent, doch mit einem Solarspeicher sind 60 bis 80 Prozent möglich. Natürlich bist du als Besitzer einer Solaranlage für die Höhe deines Eigenverbrauchs abhängig von der Intensität der Sonneneinstrahlung und den Sonnenstunden. Jedoch lässt sich hier in Form eines Speichers Abhilfe schaffen, um in etwa die Nacht zu überbrücken. In den meisten Fällen musst du allerdings, zum Beispiel im Winter, auf dem klassischen Weg Strom vom Netzanbieter hinzukaufen.

Eigenverbrauch und Autarkie: Der Unterschied

Relevant bei Photovoltaik ist der Unterschied zwischen Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad:

Eigenverbrauch: Wie viel selbst erzeugten Strom du selbst verbrauchst

Der Eigenverbrauch beschreibt den Anteil des selbst erzeugten Solarstroms, den du auch selbst verbrauchst. Dein „Sonnenstrom“ fließt nach der Umwandlung in Haushaltsstrom von der Photovoltaikanlage entweder direkt zur Waschmaschine, zum Wäschetrockner, dem Geschirrspüler, zum Fernseher, zur Beleuchtung und anderen Verbrauchern oder wird zuvor in einem Speicher zwischengelagert und dann bei Bedarf verbraucht. Je höher dein Eigenverbrauchsanteil ist, umso weniger Solarstrom musst du ins Netz einspeisen. Die Eigenverbrauchsquote steht somit für den Anteil des selbst genutzten Solarstroms vom insgesamt produzierten Solarstrom.

Autarkie: Die Menge an selbsterzeugten Strom, die deinen Bedarf ohne Strombezug aus dem Netz deckt

Die Autarkie steht für Unabhängigkeit vom Stromnetz. Mit Autarkiegrad ist der Anteil des Strombedarfs gemeint, den du mit deiner Photovoltaikanlage ohne Strombezug aus dem Netz decken kannst. Je höher der Autarkiegrad ist, desto niedriger fallen deine Stromkosten aus. Der Autarkiegrad ist also der Anteil des selbst genutzten Solarstroms am gesamten Stromverbrauch inklusive Strom aus dem Netz. Bei einem Autarkiegrad von 100 Prozent benötigst du keinen zusätzlichen Strom vom Energieversorger.

Beispiel eines typischen Einfamilienhauses mit Photovoltaikanlage inklusive Speicher

• Jahresstromverbrauch: 4.000 kWh
• Eigenverbrauchsquote: 57
• Autarkiegrad: 66%

Bilanzielle oder lokale Autarkie?

Es ist nicht nur schwer 100 Prozent Autarkie zu erreichen, sondern es gilt zudem noch zwischen einer lokalen Autarkie und einer bilanziellen Autarkie zu unterscheiden. Die Versorgung mit Strom einer Solaranlage ist nicht zu jeder Zeit sichergestellt: Nachts besteht zwar Strombedarf, es wird jedoch kein Solarstrom erzeugt. Im Gegenzug gibt es mittags und im Sommer Phasen der Überproduktion. In diesen Zeiten produziert die Photovoltaikanlage Strom, der zu diesem Zeitpunkt lokal weder benötigt wird noch gespeichert werden kann. Aus diesem Grund wird der Überschussstrom in das Stromnetz des Energieversorgers eingespeist. Auf das gesamte Jahr umgerechnet, kann sich jedoch eine ausgeglichene Bilanz ergeben, nämlich dann, wenn sich rechnerisch die Zeiträume der Unterversorgung und der Überproduktion ausgleichen. Aus technischer Sicht ist dann allerdings keine hundertprozentige Autarkie gegeben, weil zeitweise Strom aus dem Netz bezogen werden muss. Lokal liegt somit keine hundertprozentige Autarkie vor, bilanziell jedoch schon.

Welche Faktoren sind entscheidend, um mit Photovoltaik autark zu werden?

Die Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz steigt mit der Fläche an Solarmodulen, mit denen Strom erzeugt wird. 5 bis 10 m² Dachfläche sind notwendig, um 1 kWp (= Kilowatt Peak) Photovoltaik zu installieren. Das entspricht je nach Modulgröße 4 bis 8 Modulen. Die Rechnung ist generell simpel: Je mehr du mit deiner Photovoltaikanlage an Energie abdecken kannst, umso autarker bist du. Dafür solltest du aber auch sicherstellen, dass der Ertrag durch die Photovoltaikanlage möglichst hoch ist. Hier spielen im Gesamten die optimale Ausrichtung der PV-Anlage, die Art der Solarmodule, die Einstrahlung, der Stromspeicher sowie die eventuelle Reinigung der Anlage eine Rolle, um den Ausfall einzelner Solarzellen durch Verschmutzung zu vermeiden.

Autarkie durch Solaranlage: Welche Rolle spielt der Speicher?

Wer regnerische Tage ohne Sonnenstunden oder Nächte mit dem selbst erzeugten Solarstrom überbrücken möchte, sollte sich einen Speicher in den Keller stellen. Dadurch lässt sich die Autarkie durch Photovoltaik steigern. Wenn du eine Photovoltaikanlage mit einem Speicher kombinierst, kannst du mehr als die Hälfte des selbst erzeugten Stroms verbrauchen. Stromspeicher liegen aktuell im Trend:  Rund 88.000 Heimspeicher wurden 2020 in Deutschland neu installiert. Damit erhöhte sich der Bestand der Solarstromspeicher, so schätzt der BSW – Bundesverband Solarwirtschaft e. V., auf rund 270.000 Batteriespeicher. Die durchschnittliche Speicherkapazität beträgt laut BSW Solar 7 Kilowattstunden. Die Preise für Speicher haben sich seit 2013 halbiert und zusätzlich gibt es von zahlreichen Bundesländern und Kommunen Fördergelder. Der Bund hat zur Förderung von Photovoltaikanlagen und Batteriespeichern das KfW Programm Erneuerbare Energien - Standard 270 aufgelegt. Über die staatliche KfW-Bankengruppe kannst du zinsgünstige Kredite erhalten. Für einen Solarspeicher mit einer Kapazität von 6 Kilowattstunden zahlst du 2021 rund 8.100 Euro.

Faustformel zur Berechnung der erforderlichen Speicherkapazität

Speicherkapazität in Kilowattstunden sollte 0,9 bis 1,6 mal der PV-Leistung in Kilowatt Peak betragen. Für eine Photovoltaikanlage auf einem Einfamilienhaus mit einer Leistung von beispielsweise 5 Kilowatt Peak ist eine Speicherkapazität von 4 bis 8 Kilowattstunden daher ausreichend.

Wie lässt sich der Autarkiegrad durch Photovoltaik noch weiter erhöhen?

Generell ist es immer sinnvoll, energieeffiziente Elektrogeräte zu nutzen, um Strom zu sparen und die Unabhängigkeit vom öffentlichen Netz so noch auszuweiten. Statte dein Haus zum Beispiel mit einem Smart Meter aus, dann kannst du ständig die Stromproduktion deiner PV-Anlage und den Stromverbrauch überprüfen.

Eine weitere Möglichkeit ist, deinen Strombedarf dem Sonnenangebot anzupassen. Mit kostengünstigen smarten Steckdosen ist das kein Problem. Du kannst eingeben, dass beispielsweise die Waschmaschine oder der Geschirrspüler automatisch starten, wenn die meiste Sonnenenergie zur Verfügung steht. Wohnst du in einem vernetzten Smart Home funktioniert das auch ohne diese Steckdosen.

Weiterhin kannst du grundsätzlich die Standby-Funktion ausschalten. Selbst das Licht kannst du smart steuern.

Grundsätzlich hilft das Verbrauchsverhalten der Bewohner, Strom zu sparen:

• Wenn du in der Küche stehst und kochst, muss der Fernseher im Wohnzimmer nicht unbedingt laufen.
• Nutzt du beim Kochen die Topfdeckel, sparst du Energie. Ohne erhöhst du die Luftfeuchtigkeit und vergeudest sehr viel elektrische Energie.

Wenn du ein Elektroauto besitzt, kannst du es in naher Zukunft nicht nur mit dem Photovoltaikstrom laden, sondern dessen Autobatterie als Zwischenspeicher nutzen und per bidirektionalem Ladesystem den Strom auch wieder ins Haus zurückspeisen. Betreibst du deine Photovoltaikanlage mit einem Speicher und bist tagsüber mit deinem Elektroauto viel unterwegs, solltest du es erst spät abends aufladen und dem Speicher nur so viel Strom entziehen, dass am Morgen noch ausreichend elektrische Energie für das Haus vorhanden ist. Tagsüber, wenn viel Solarenergie zur Verfügung steht, wird der Speicher wieder aufgeladen. Alles, was du dazu brauchst, ist ein intelligentes Batteriemanagement-System.

Ist eine komplette Autarkie durch Photovoltaik realistisch?

Eigenheime, die komplett autark durch Photovoltaik mit Strom versorgt werden, sind eher die Ausnahme. Das liegt unter anderem daran, dass man für einen Autarkiegrad von 100 Prozent eine entsprechend große Fläche an Solarmodulen besitzen muss – was in den meisten Fällen (vor allem in Städten) schlichtweg nicht möglich ist. Auch die Größe des Stromspeichers ist essenziell. Da dies aber immer eine Platzfrage ist, kommen Hausbesitzer hier bezüglich Autarkie durch Photovoltaik ebenfalls an ihre Grenzen. Allerdings sind Eigenverbrauchsquoten von bis zu 80 Prozent schon sehr gut und ein Gewinn für unsere Umwelt. Zudem ist die technische Entwicklung im Bereich der Photovoltaik noch lange nicht am Ende angelangt. Der Traum von hundertprozentiger Autarkie durch Photovoltaik ist also noch längst nicht ausgeträumt.

Ein letzter Tipp: Um einen maximalen Autarkiegrad zu erreichen, solltest du die Planung und Dimensionierung von PV-Anlage und Speicher immer einem Fachmann überlassen.