Ein solarbetriebenes Haus: Zahlt sich das aus?
Was ist Solarstrom für zu Hause?
Hausbesitzer, die Photovoltaikanlagen installieren, profitieren von zahlreichen Vorteilen: niedrigere Stromrechnungen, geringere CO2-Bilanz und potenziell höhere Eigenheimwerte. Diese Vorteile sind jedoch in der Regel mit erheblichen Installations- und Wartungskosten verbunden, und die Höhe der Gewinne kann von Haus zu Haus stark variieren. Dieser Artikel hilft Hausbesitzern, die finanziellen Berechnungen durchzuführen, die erforderlich sind, um die Rentabilität von Solarstrom in ihren Häusern zu bestimmen.
Die zentralen Thesen
- Wer umweltfreundlich sein will, sollte erwägen, sein Zuhause mit Sonnenkollektoren auszustatten.
- Solarenergie ist nicht nur gut für die Umwelt, sondern Sie können auch Geld verdienen, indem Sie überschüssigen Strom an das Stromnetz zurückgeben.
- Während die Kosten in den letzten Jahren gesunken sind, können die Installation und Wartung von Solarmodulen ziemlich kostspielig sein.
- Sonnenkollektoren eignen sich am besten für Häuser, die das ganze Jahr über ausreichend Sonneneinstrahlung erhalten.
- Bevor Sie sich für Solarenergie entscheiden, sollten Sie sowohl die sozialen als auch die wirtschaftlichen Faktoren verstehen.
Solarenergie verstehen
Die Photovoltaik (PV)-Solartechnik gibt es seit den 1950er-Jahren, gilt aber dank sinkender Solarmodulpreise erst seit der Jahrtausendwende als wirtschaftlich tragfähige Technologie für den breiten Einsatz.
Die Größe des Solarmoduls wird in Bezug auf das theoretische elektrische Ausgangspotenzial in Watt angegeben. Die typische realisierte Leistung installierter PV-Anlagen – der sogenannte „Kapazitätsfaktor“ – liegt jedoch zwischen 15 % und 30 % der theoretischen Leistung. Ein Haushaltssystem mit 3 Kilowattstunden (kWh) und einem Kapazitätsfaktor von 15% würde 3 kWh x 15% x 24 Stunden / Tag x 365 Tage / Jahr = 3.942 kWh / Jahr oder etwa ein Drittel des typischen Stroms produzieren Konsum eines US-Haushalts.
Diese Berechnung kann jedoch irreführend sein, da es wenig Grund gibt, von „typischen“ Ergebnissen zu sprechen. Tatsächlich mag Solar für einen Haushalt sinnvoll sein, aber nicht für das Haus nebenan. Diese Diskrepanz ist auf die finanziellen und praktischen Erwägungen zurückzuführen, die bei der Bestimmung der Rentabilität berücksichtigt wurden.
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Solarstrom für zu Hause: Kosten
Solarenergie ist kapitalintensiv und die Hauptkosten für den Besitz eines Systems fallen im Voraus beim Kauf der Ausrüstung an. Das Solarmodul wird mit ziemlicher Sicherheit den größten Einzelbestandteil der Gesamtkosten darstellen.
Zu den weiteren für die Installation erforderlichen Geräten gehören ein Wechselrichter (um den von der Schalttafel erzeugten Gleichstrom in den von Haushaltsgeräten verwendeten Wechselstrom umzuwandeln), Messeinrichtungen (wenn die Stromproduktion angezeigt werden muss) und verschiedene Gehäusekomponenten sowie Kabel und Verkabelung.
Einige Hausbesitzer ziehen auch Batteriespeicher in Betracht. In der Vergangenheit waren Batterien unerschwinglich teuer und unnötig, wenn der Versorger für überschüssigen Strom bezahlt, der ins Netz eingespeist wird (siehe unten). Die Arbeitskosten für die Installation müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Neben den Installationskosten fallen weitere Kosten im Zusammenhang mit dem Betrieb und der Wartung einer PV-Solaranlage an. Neben der regelmäßigen Reinigung der Panels müssen Wechselrichter und Batterien (sofern installiert) in der Regel nach mehrjähriger Nutzung ausgetauscht werden.
Während die oben genannten Kosten relativ einfach sind – oft kann ein Solarinstallationsunternehmen einen Preis dafür für einen Hausbesitzer angeben – kann die Ermittlung dervon der Regierung und/oder Ihrem örtlichen Versorgungsunternehmen verfügbaren Subventionen eine größere Herausforderung darstellen. Staatliche Anreize ändern sich häufig, aber in der Vergangenheit hat die US-Regierung eine Steuergutschrift von bis zu 30 % der Systemkosten gewährt.
Weitere Einzelheiten zu Anreizprogrammen in den USA, einschließlich Programmen in den einzelnen Bundesstaaten, finden Sie auf der Website der Database of State Incentives for Renewables & Efficiency (DSIRE). In anderen Ländern sind solche Informationen oft auf Websites der Regierung oder der Interessenvertretung für Solarenergie verfügbar. Hausbesitzer sollten sich auch bei ihrem örtlichen Energieversorgungsunternehmen erkundigen, ob es finanzielle Anreize für die Solarinstallation bietet und welche Richtlinien für den Netzverbund und den Verkauf von überschüssigem Strom in das Netz gelten.
97,7 Gigawatt
Die USA installierten im Jahr 2020 19,2 Gigawatt Photovoltaik-Kapazität, um 97,7 GWdc der installierten Gesamtkapazität zu erreichen, genug, um 17,7 Millionen amerikanische Haushalte mit Strom zu versorgen.
Solarstrom für zu Hause: Vorteile
Ein wesentlicher Vorteil einer PV-Installation ist eine niedrigere Energierechnung, aber die Höhe dieses Vorteils hängt von der Menge an Solarenergie ab, die unter den verfügbaren Bedingungen und der Art und Weise, wie die Versorger Strom abrechnen, erzeugt werden kann.
Die erste Überlegung ist die Sonneneinstrahlung, die am geografischen Standort des Hauses verfügbar ist. Wenn es um den Einsatz von Solarmodulen geht, ist es im Allgemeinen besser, näher am Äquator zu sein, aber andere Faktoren müssen berücksichtigt werden. DasNational Renewable Energy Laboratory (NREL) erstellt Karten für die USA, die die Sonneneinstrahlung zeigen;Die Tools auf seiner Website bieten detaillierte Solarinformationen für bestimmte Standorte in den USA
Ähnliche Karten und Daten sind auch in anderen Ländern erhältlich, oft von staatlichen Umweltbehörden oder Organisationen für erneuerbare Energien. Ebenso wichtig ist die Ausrichtung des Hauses; Bei Dachanlagen maximiert ein nach Süden ausgerichtetes Dach ohne Bäume oder andere Objekte, die das Sonnenlicht behindern, die verfügbare Sonnenenergie. Wenn diese nicht verfügbar ist, können Paneele auf externen Stützen montiert und außerhalb des Hauses installiert werden, wobei zusätzliche Kosten für die zusätzliche Hardware und Kabel anfallen.
Die zweite Überlegung betrifft den Zeitpunkt der Solarstromproduktion und die Gebühren der Versorger für Strom. Die solare Stromerzeugung erfolgt hauptsächlich nachmittags und ist im Sommer höher und entspricht somit relativ gut dem Gesamtstrombedarf in warmen Klimazonen, da Klimaanlagen zu diesen Zeiten am meisten Energie verbrauchen. Folglich ist Solarstrom wertvoll, weil die alternativen Methoden der Energieerzeugung (oft Erdgaskraftwerke), die zur Deckung des Spitzenenergiebedarfs verwendet werden, in der Regel teuer sind.
Aber die Energieversorger berechnen privaten Verbrauchern häufig eine Strompauschale, unabhängig vom Zeitpunkt des Verbrauchs. Das bedeutet, dass die Solarstromanlagen der Eigenheimbesitzer nicht die teuren Kosten der Spitzenstromproduktion kompensieren, sondern lediglich den Preis für Strom ausgleichen, der viel näher an den durchschnittlichen Kosten der Stromerzeugung liegt.
Viele Versorgungsunternehmen in den USA haben jedoch Preismodelle eingeführt, die es Hausbesitzern ermöglichen, den ganzen Tag über unterschiedliche Gebühren zu zahlen, um die tatsächlichen Kosten der Stromerzeugung zu verschiedenen Zeiten widerzuspiegeln; Dies bedeutet höhere Preise am Nachmittag und niedrigere Preise in der Nacht. Eine PV-Solaranlage kann in Gebieten, in denen diese Art von zeitvariablem Tarif verwendet wird, sehr vorteilhaft sein, da der erzeugte Solarstrom den teuersten Strom ausgleichen würde.
Wie vorteilhaft dies für einen bestimmten Hausbesitzer ist, hängt vom genauen Zeitpunkt und der Höhe der Tarifänderungen im Rahmen eines solchen Plans ab. In ähnlicher Weise haben Versorgungsunternehmen an einigen Standorten Preisschemata, die aufgrund regelmäßiger saisonaler Nachfrageschwankungen über verschiedene Jahreszeiten hinweg variieren. Jene mit höheren Tarifen im Sommer machen Solarstrom wertvoller.
Einige Versorgungsunternehmen haben abgestufte Preispläne, bei denen sich der Grenzpreis für Strom mit steigendem Verbrauch ändert. Bei dieser Art von Plan kann der Nutzen einer Solaranlage vom Stromverbrauch des Hauses abhängen; In bestimmten Gebieten, deren Tarife mit steigendem Verbrauch dramatisch ansteigen, können große Haushalte (mit großem Energiebedarf) am meisten von Solaranlagen profitieren, die den kostenintensiven Grenzverbrauch ausgleichen.
Ein weiterer Vorteil einer Solaranlage besteht darin, dass Hausbesitzer solar erzeugten Strom an Versorgungsunternehmen verkaufen können. In den USA geschieht dies durch „Net-Metering“-Pläne, bei denen private Verbraucher den Strom, den sie ins Netz eingespeist haben (wenn die Stromerzeugung aus der Solaranlage höher ist als der Stromverbrauch der Haushalte), zum Ausgleich nutzen die zu anderen Zeiten verbrauchte Leistung; die monatliche Stromrechnung spiegelt den Nettoenergieverbrauch wider. Die spezifischen Vorschriften und Richtlinien für die Netzmessung variieren je nach Region. Hausbesitzer können sich auf die DSIRE- Datenbank beziehen und sollten sich auch an ihre örtlichen Versorgungsunternehmen wenden, um genauere Informationen zu erhalten.
Der letzte Vorteil ist die potenzielle Auswirkung auf den Wert eines Hauses aufgrund des Hinzufügens einer Solaranlage. Im Allgemeinen ist davon auszugehen, dass Sonnenkollektoren den Wert der meisten Häuser erhöhen würden.
Erstens gibt es einen unbestreitbaren finanziellen Vorteil, wenn eine Solaranlage niedrigere Stromrechnungen hat. Zweitens führt der Trend zum „grünen“ Wohnen zu einer wachsenden Nachfrage nach Häusern, die einen geringeren CO2-Fußabdruck aufweisen und mit erneuerbaren Quellen betrieben werden. Schließlich bedeutet der Hypothek finanziert wird. Diese einfache Finanzierung macht Solarenergie für einen Eigenheimkäufer möglicherweise erschwinglicher als der Kauf eines Hauses ohne Solarenergie und anschließendes Hinzufügen einer Solaranlage.
Berechnung der Solarstromkosten
Sind die oben genannten Kosten und Nutzen ermittelt, kann eine Solaranlage theoretisch mit der Discounted-Cash-Flow Methode (DCF) bewertet werden. Abflüsse zu Beginn des Projekts wären Installationskosten (abzüglich Subventionen) und Zuflüsse würden später in Form von verrechneten Stromkosten (sowohl direkt als auch durch Nettomessung) ankommen.
Anstatt DCF zu verwenden, wird die Rentabilität von Solarstrom normalerweise bewertet, indem die Stromgestehungskosten (LCOE) berechnet und dann mit den Stromkosten des örtlichen Energieversorgers verglichen werden. Die Stromgestehungskosten für Haushaltssolar werden in der Regel als Kosten/Kilowattstunde ($/kWh oder ¢/kWh) berechnet – das gleiche Format, das üblicherweise auf Stromrechnungen verwendet wird. Um die Stromgestehungskosten zu approximieren, kann man die folgende Gleichung verwenden:
LCOE ($/kWh) = Nettobarwert (NPV) der Lifetime Cost of Ownership ($) / Lifetime Energy Output (kWh)
Die Nutzungsdauer eines PV-Solarmoduls wird im Allgemeinen mit 25-40 Jahren angenommen. Die Betriebskosten umfassen die Wartungskosten, die diskontiert werden müssen, die finden NPV. Der LCOE kann dann mit den Stromkosten eines Versorgungsunternehmens verglichen werden. Denken Sie daran, dass der relevante Preis der ist, der zu Zeiten oder in der Nähe der PV-Solarproduktion auftritt.
Vor- und Nachteile von Sonnenkollektoren für Ihr Zuhause
Wie die meisten Dinge hat auch Solarenergie seine Vor- und Nachteile. Gleichzeitig können einige wirtschaftliche Kosten durch den sozialen Nutzen für die Umwelt und die Verringerung Ihres CO2-Fußabdrucks gedeckt werden, der über eine rein monetäre Bewertung hinausgeht.
Vorteile
- Grüne Energie, die Ihren CO2-Fußabdruck senkt
- Mit Net Metering können Sie überschüssige Energie zurückverkaufen
- Möglicherweise haben Sie Anspruch auf bestimmte Steuererleichterungen
Nachteile
- Installations- und Wartungskosten weiterhin hoch
- Solar funktioniert nur wenn die Sonne scheint
- Teile des Systems müssen alle paar Jahre ausgetauscht werden
- Einige Steuererleichterungen sind möglicherweise abgelaufen oder laufen ab
Häufig gestellte Fragen
Kann ein Haus allein mit Solarstrom betrieben werden?
Praktisch ist es nicht oft möglich. Denn Solar funktioniert nur, wenn die Sonne scheint – das heißt bei Bewölkung oder Nacht erzeugen sie keinen Strom. Es gibt einige Batterielösungen, die in diesen Zeiten Strom liefern, aber sie sind in der Regel immer noch ziemlich teuer. Die meisten Häuser mit Sonnenkollektoren verlassen sich immer noch von Zeit zu Zeit auf das Stromnetz.
Sparen Sie mit Sonnenkollektoren wirklich Geld?
Je nach Wohnort kann sich das System im Laufe der Zeit selbst und mehr amortisieren. Dies liegt daran, dass Sie nicht so viel Geld für den Kauf von Strom von Ihrem Versorgungsunternehmen ausgeben werden, und wenn eine Nettomessung vorhanden ist, können Sie Ihre Rechnungen noch weiter senken.
Wie viel kostet ein Solarpanel?
Die Preise sind im Laufe der Jahre stetig gesunken. Die Gesamtkosten hängen davon ab, wie viel Kilowatt Leistung Ihr Array erzeugen wird. Laut Verbraucherberichten liegen die Kosten für ein Solarmodulsystem in einem durchschnittlich großen Haus in den USA nach Berücksichtigung der Solarsteuergutschriften im Jahr 2021 zwischen 11.000 und 15.000 US-Dollar.
Wie lange wird es dauern, bis sich Solarmodule amortisieren?
Je nachdem, wo Sie wohnen und wie groß Ihr System ist, kann es durchschnittlich 10 bis 20 Jahre dauern, bis eine Solaranlage die Gewinnschwelle erreicht.
Die Quintessenz
Die Entscheidung, ob eine PV-Solaranlage installiert werden soll, mag eine entmutigende Aufgabe sein, aber es ist wichtig zu bedenken, dass eine solche Anlage eine langfristige Investition ist. An vielen Standorten ist Solarstrom aus finanzieller Sicht eine gute Wahl.
Selbst wenn die Kosten für Solarstrom geringfügig höher sind als für Strom, der von einem Versorger bezogen wird, möchten Hausbesitzer möglicherweise Solarstrom installieren, um zukünftige potenzielle Schwankungen der Energiekosten zu vermeiden, oder einfach nur über ihre persönlichen finanziellen Motivationen und ihren Verbrauch hinausschauen Solar für „grünes“ Wohnen.