Infowelt Energie
Sind 100 % Autarkie mit PV möglich?
In Deutschland sind 100 % Autarkie mit einer Photovoltaikanlage unter anderem aufgrund der fehlenden Sonnenstunden im Winter sehr unrealistisch. Doch welcher Autarkiegrad kann erreicht werden und wie sinnvoll ist eine möglichst hohe Stromautarkie?
17.05.2024
Lesedauer: 3 Minuten
Inhaltsverzeichnis
Durchschnittliche Autarkie eines Einfamilienhauses
Lokale Autarkie im Inselbetrieb
Das ist ein guter Autarkiegrad
Autarkie und Wirtschaftlichkeit
So berechnen Sie Ihren Autarkiegrad
So können Sie die Autarkie Ihrer PV-Anlage steigern
So autark werden Sie mit einem Balkonkraftwerk
Vattenfall Fazit
Durchschnittliche Autarkie eines Einfamilienhauses
Der Begriff Autarkie stammt aus dem Griechischen und bedeutet „unabhängig“. Wer möglichst energieautark leben möchte, erzeugt seinen Strom selbst, z. B. mit einer Solaranlage. Mit einer PV-Anlage inklusive Speicher kann ein Einfamilienhaus einen Autarkiegrad von bis zu 80 % erreichen. Ein Großteil des jährlichen Strombedarfs könnte also über eine Photovoltaikanlage gedeckt werden.
Während im Sommer überschüssiger Strom aus Photovoltaik in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann, reicht die Stromproduktion im Winter aufgrund fehlender Sonnenstunden allerdings meist nicht aus, um den Strombedarf zu decken. Dann wird zusätzlich Energie aus dem öffentlichen Netz bezogen. Da die Gesamtmenge des erzeugten Stroms pro Jahr jedoch über dem Gesamtverbrauch liegt, spricht man von einer bilanziellen Autarkie. In der Jahresbilanz ist der Haushalt also autark, auch wenn die Leistung der PV-Anlage in den Wintermonaten nicht für eine Autarkie ausreicht.
Lokale Autarkie im Inselbetrieb
Neben der bilanziellen Autarkie unterscheidet man eine komplette oder lokale Autarkie. 100 % lokale Autarkie bedeutet, dass das Haus zu jedem Zeitpunkt des Jahres mit selbst produzierter Energie versorgt wird, auch im Winter. Das Haus und die Solaranlage sind hierbei nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen (off-grid). Man spricht in diesem Fall von einer Inselanlage.
Für eine lokale Energieautarkie darf der Strombedarf nicht zu hoch sein. Außerdem muss es eine ausreichende Kapazität an Speichermöglichkeiten geben. Besonders im Winter, wenn weniger Strom benötigt wird (z. B. in der Parzelle eines Schrebergartens), kann lokale Energieautarkie funktionieren. Im Zweifelsfall könnte man auf eine Hybrid-Inselanlage zurückgreifen. Dabei würde neben Photovoltaik noch eine zweite Form von Erneuerbaren Energien zur Stromversorgung genutzt werden. Das kann beispielsweise ein Blockheizkraftwerk sein. Auch Windkraft wäre eine Option, allerdings ist diese Art von Anlage für den Hausgebrauch noch sehr teuer.
Das ist ein guter Autarkiegrad
Der Autarkiegrad beschreibt, wie unabhängig ein Haushalt von der öffentlichen Stromversorgung ist. Dabei gilt: Je höher der Autarkiegrad, desto höher ist auch der Eigenverbrauch. Der Eigenverbrauch zeigt an, wie viel des produzierten Stroms selbst genutzt wird.
Auch wenn der jährliche Ertrag einer Photovoltaikanlage über dem jährlichen Stromverbrauch liegt, erreicht der Eigenverbrauch nie 100 %. Das liegt daran, dass im Sommer weitaus mehr Strom produziert wird, als verbraucht werden kann und im Winter deutlich weniger Strom produziert wird.
Die Eigenverbrauchsquote berechnet sich wie folgt:
Eigenverbrauchsquote = (Eigenverbrauch / PV-Produktion) x 100
Ein Beispiel:
Ertrag der Photovoltaikanlage: 6.000 kWh
Stromverbrauch eines Haushalts: 4.000 kWh
Eigenverbrauch des erzeugten Solarstroms (mit Speicher): 3.200 kWh
Eigenverbrauchsquote = (3.200 kWh / 6.000 kWh) x 100 = 53,3 %
Autarkie und Wirtschaftlichkeit
Im Hinblick auf steigende Strompreise scheint eine höchstmögliche Autarkie erstrebenswert. Eine Kilowattstunde Solarstrom ist aktuell im Schnitt rund 15 Cent günstiger als eine Kilowattstunde Strom aus dem öffentlichen Netz. Und dank sinkender Kosten für PV-Anlagen könnten es im Jahr 2040 sogar bis zu 36 Cent/kWh sein.
Gleichzeitig ist ein hoher Autarkiegrad auch mit hohen Kosten verbunden: Wer lokal autark werden möchte, muss seine Photovoltaikanlage deutlich größer dimensionieren als bei einer bilanziellen Autarkie. Dadurch steigen die Investitionskosten und es dauert länger, bis sich die Anlage amortisiert. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit ist eine lokale Autarkie daher eher kritisch zu betrachten.
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Ein Beispiel:
Stromverbrauch eines Haushalts: 4.000 kWh
Eigenverbrauch des erzeugten Solarstroms (mit Speicher): 3.200 kWh
Autarkiegrad = (3.200 kWh / 4.000 kWh) x 100 = 80 %
Tipp: Mit dem Unabhängigkeitsrechner der Forschungsgruppe Solarspeichersysteme von der Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin können Sie selbst ausprobieren, wie viel PV-Leistung und welche Speicherkapazität welchen Autarkiegrad bei Ihrem Jahresstromverbrauch ermöglichen.
So steigern Sie die Autarkie Ihrer PV-Anlage
Der Autarkiegrad hängt unter anderem von der PV-Leistung ab. Diese muss zum Stromverbrauch des Hauses passen. Um einen möglichst hohen Autarkiegrad zu erreichen, ist ein möglichst hoher Eigenverbrauch sinnvoll. Dafür benötigt die PV-Anlage einen Stromspeicher. Ohne Stromspeicher liegt der Autarkiegrad einer Solaranlage oft nur bei 30 bis 40 %, während er mit Stromspeicher auf 70 bis 80 % steigt. Das liegt daran, dass der Solarstrom oftmals nicht tagsüber, sondern am Abend verbraucht wird, wenn mehr Personen zuhause sind. Auch eine Wärmepumpe muss am Abend oft mehr arbeiten als tagsüber, wenn es wärmer ist.
Ein Stromspeicher wird oft zusammen mit einem Energiemanagementsystem geliefert. Es optimiert die Energieflüsse im Haus und trägt so ebenfalls zu einem hohen Autarkiegrad bei.
Auch das eigene Verbrauchsverhalten hat Einfluss auf die Autarkie: Wer stromintensive Geräte in der Mittagszeit nutzt, wenn am meisten Sonnenstrom vorhanden ist, steigert den Eigenverbrauch und damit auch den Autarkiegrad. Ebenso ist es sinnvoll, das E-Auto zu dieser Zeit mit selbst produziertem Solarstrom zu laden.
Nicht zu unterschätzen sind jedoch die Einflüsse von regelmäßigen Wartungen und die Pflege der Solaranlage: Verschmutzungen auf den Solarmodulen können den Ertrag deutlich reduzieren. Wird weniger Solarstrom produziert, kann weniger selbst erzeugter Strom verbraucht werden, sodass der Autarkiegrad sinkt. Auch eine regelmäßige Wartung der Anlage trägt zur optimalen Leistung des Systems bei.
So autark werden Sie mit einem Balkonkraftwerk
Aktuell ist die zulässige Leistung von Balkonkraftwerken auf 600 Watt begrenzt. Auch wenn die Leistungsgrenze auf 800 Watt erhöht werden soll, ist es unmöglich, mit einem Balkonkraftwerk autark zu werden. Selbst wenn Sie mit der Anlage das Maximum an Leistung erzielen würden, können Sie damit gerade einmal einen stromsparenden Wasserkocher betreiben.
Vattenfall Fazit
Die meisten PV-Anlagen sind bilanziell autark, erzeugen also im Verlauf des Jahres mehr Strom, als der Haushalt verbraucht. Für eine lokale Autarkie muss eine PV-Anlage jedoch sehr groß dimensioniert werden, was meist nicht mehr wirtschaftlich ist. Absolute Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz allein mit Photovoltaik ist daher nur im Ausnahmefall erreichbar.
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