Lohnt sich Photovoltaik? – Persönliche Erfahrungen einer Bauingenieurin

Lohnt sich Photovoltaik? – Persönliche Erfahrungen einer Bauingenieurin

Ester Karl: Bauingenieurin mit großer Leidenschaft für gesundes und nachhaltiges Bauen – und mit Erfahrung im Bau und Betrieb einer Photovoltaikanlage (Foto: Ester Karl)

Ester Karl ist Bauingenieurin mit einer Leidenschaft für ökologisches Bauen. 2018 hat sie für sich und ihre inzwischen vierköpfige Familie ein Holz-Lehm-Haus in Ingolstadt gebaut – mit einer Solarstromanlage. Uns hat neben dem Energiekonzept vor allem interessiert: Lohnt sich Photovoltaik? – Aus ihrer Sicht: Auf jeden Fall! Wir haben tiefer gebohrt und nicht nur hilfreiche Antworten bekommen, sondern auch Daten und Fakten aus ihrem echten „Solarstrom-Alltag“.

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    Ester Sophia Karl

    Ester kommt ursprünglich aus dem Tief- und Tunnelbau und ist die ersten Berufsjahre für Infrastrukturprojekte auf Großbaustellen um die ganze Welt gereist. Für nachhaltiges Bauen hat sie sich schon immer interessiert, richtig ernst wurde es ihr mit dem eigenen Hausbau. 

    Während der Bauzeit hat sie über ihre Erfahrungen gebloggt. Daraus ist bis heute das unabhängige Informationsportal Baugorilla.com entstanden. Baugorilla liefert das nötige Grundlagenwissen, das Bauherr:innen für ihre Entscheidungen und für den Umgang mit Architekt:innen und Handwerker:innen brauchen. 

    Um künftig noch umfassender helfen zu können, absolviert Ester zurzeit eine Ausbildung zur Baubiologin, danach will sie ihr Spektrum um Messtechnik und Energieberatung erweitern. 

Was bedeutet es, ökologisch zu bauen?

Ökologisches Bauen steht für mich für zukunftssicheres und enkeltaugliches Bauen. So, dass man ein Haus gut über die Generationen weitergeben kann. Die Klimakrise ist mittlerweile bei allen angekommen. Was vielen Menschen aber nicht bewusst ist: Wir haben noch weitere Krisen. 

Wir haben eine Ressourcen-Krise. Sand wird knapp, Kupfer wird knapp. Wir haben in Deutschland noch Zugang zu vielen mineralischen Baustoffen, aber die Bevölkerung ist immer weniger dazu bereit, Tagebau zuzulassen. 

Wir reißen sehr viel ab und erzeugen 200 Millionen Tonnen mineralische Abfälle auf Baustellen pro Jahr. Im Vergleich dazu: Unser Plastikmüll umfasst „nur“ 19 Millionen Tonnen. Die Baubranche produziert unglaublich viel Müll, aber unsere Deponiegrenzen sind erreicht. Wir wissen nicht mehr wohin mit dem Zeug. Eine Lösung wäre Recycling, eine andere, weniger abzureißen.

Die dritte Krise ist mir am wichtigsten: Wir verbringen viel Zeit in Innenräumen. Die Wohnumwelt, die wir uns aber seit dem Zweiten Weltkrieg geschaffen haben, ist menschenunfreundlich. Die Art, wie wir wohnen, macht uns krank.

Woher kommt deine Leidenschaft für gesundes Bauen?

Ich habe an der Uni im Betonlabor gearbeitet und fand diesen Baustoff ganz schrecklich. Es waren hauptsächlich Männer, die dort gearbeitet haben und sie sahen alle zehn bis fünfzehn Jahre älter aus als sie wirklich waren. Das hat mir zu denken gegeben. Ich habe den Zementstaub auf der Haut gehasst und immer geduscht, wenn ich abends von der Baustelle nach Hause kam. Das war kein schönes Gefühl. Ich bin starke Allergikerin, und als ich dann angefangen habe, mich mit dem Thema zu beschäftigen, war das wie ein Rattenschwanz: Von den Allergien kommt man automatisch auf wohngesundes Bauen, und wer sich mit Wohngesundheit beschäftigt, rutscht automatisch in das ökologische Bauen. Ich habe versucht, ein Haus für mich zu finden, in dem ich keine Medikamente nehmen muss, und das habe ich auch geschafft.

Oje, ich wusste gar nicht, dass Menschen zum Wohnen Medikamente brauchen

Im Haus meiner Eltern komme ich ohne Medikamente nicht klar. Es spielen noch ein paar andere Faktoren eine Rolle – z.B. habe ich eine Katzenallergie - aber ich bekomme in vielen Häusern Probleme mit Allergien. Auch im Haus meiner Schwiegereltern geht es mir oft nicht gut. Es ist schlecht belüftet, und wer weiß, was da noch alles ausdünstet, die haben noch einen ganz alten Kachelofen.

Was ist ein Holz-Lehm-Haus?

Bei einem Holz-Lehm-Haus wird ein Holzständer vorgefertigt. Es ist aber kein klassisches Fertighaus. Unser Wandaufbau besteht fast vollständig aus Dämmung. Das Dach wurde mit Zellulose ausgeblasen. Unsere Außenwände haben wir von innen mit Lehmplatten beplankt und dann verputzt. Wir haben eine Wand-Lehm-Heizung, dafür wurden Heizschleifen in die Wände integriert. 

Bei der Auswahl der Produkte haben wir Wert auf Lokalität gelegt. Es kommt alles aus Süddeutschland und Österreich. Natürlich haben wir auch Produkte, die aus China sind, das lässt sich nicht vermeiden. Zum Beispiel unsere Lüftungsanlage – so etwas wird in Deutschland leider nicht mehr hergestellt.

Was für ein Energiekonzept hast du umgesetzt?

Bei unserem Energiekonzept werden die Leute immer grün vor Neid, weil wir ganz enorm niedrige Energiekosten haben. Wir haben das KFW-40-Plus-Konzept umgesetzt. Verglichen mit einem Referenzhaus verbrauchen wir weniger als 60 Prozent des Energiebedarfs. Und wenn man das nach dem Liter-Haus-Prinzip umrechnet: Ein Liter Heizöl gibt ja ungefähr 10 Kilowattstunden Energie her (m²*a). Dann brauchen wir nur circa 1,5 Liter pro Quadratmeter pro Jahr für Warmwasser und für die Heizung. Der deutsche Durchschnitt braucht ungefähr 15 Liter. 

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    Das Liter-Haus-Prinzip

    Der Energiebedarf eines Hauses wird meist in Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr angegeben kWh/(m²*a). So wird Strom abgerechnet. Gas wird aber eigentlich in Kubikmeter gemessen und Öl in Litern. Die Werte rechnet man erst im zweiten Schritt in Kilowattstunden um. So entspricht 1 Liter Heizöl pro Quadratmeter und Jahr etwa 10 kWh/(m²*a).

    Andersherum entspricht ein Ölverbrauch von 30 kWh/(m²*a) nach dem Liter-Haus-Prinzip 3 l/(m²*a). Daher kommt der Begriff „Drei-Liter-Haus“, das pro Jahr und Quadratmeter Energie verbraucht, die einem Heizwert von 3 Litern Öl entspricht.

Was bei uns anders ist: Wir sind stark gedämmt. Wir haben einen sehr niedrigen U-Wert, also niedrige Wärmeverluste (Anmerkung d.R.: der U-Wert zeigt die Dämmqualität, je niedriger der Wert, desto besser die Dämmwirkung). Und durch die niedrigen Wärmeverluste haben wir einen sehr geringen Energiebedarf. Die Vorwärmtemperatur für unsere Heizung liegt nur bei 29 Grad. Das ist sehr wenig. Viele Heizungen produzieren Vorwärmtemperaturen von 60 Grad. Und weil wir diese niedrige Vorlauftemperatur haben, muss unsere Wärmepumpe nicht so hart arbeiten. Dadurch kommt die Energieeffizienz zustande. 

Haus von Ester Karl in Ingolstadt: Die Photovoltaikanlage auf dem Holz-Lehmhaus erzeugt einen Großteil des Stroms, den die vierköpfige Familie braucht
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Haus von Ester Karl in Ingolstadt: Die Photovoltaikanlage auf dem Holz-Lehmhaus erzeugt einen Großteil des Stroms, den die vierköpfige Familie braucht (Foto: Ester Karl)

Was für eine Photovoltaikanlage hast du verbaut?

Wir haben Module aufs Dach montiert, das ist eine kleine Anlage. Das ist auch einer der Punkte, die ich bereue. Wenn ich das noch einmal machen würde, dann würde ich direkt das ganze Dach vollklatschen.

Die PV-Anlage versorgt nur den Hausstrom. Die Wärmepumpe wird mit Hoch- und Niedertarifstrom der Stadtwerke mit einem Erneuerbare-Energien-Tarif betrieben. 

Und wir haben zusätzlich noch einen Speicher sowie eine Cloud, für die wir eine monatliche Grundgebühr bezahlen.

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    Die Eckdaten ihrer Photovoltaikanlage

    • Nennleistung: 6,84 kWp (bisher erreichter Spitzenwert 3,6 kWh)
    • Generatoroberfläche: 39,01qm
    • Anzahl Module: 24 Stück monokristalline Solarzellen von Heckart Solar (NeMo 60M)
    • Dachneigung: 45 Grad mit Süd-West-Ausrichtung
    • Wechselrichter: Fronius Symo
    • Stromspeicher: 5 kWh Lithium-Ionen Batterie von Senec

Wie funktioniert die Stromspeicherung bei euch?

Wenn Strom produziert wird, dann geht der produzierte Strom als erstes in den Verbrauch. Alles, was übrig ist, läuft in den Speicher. Der Speicher hat fünf Kilowattstunden – und ist relativ klein. Erst wenn der Speicher voll ist und wir genug produzieren, dann speisen wir den überschüssigen Strom ins Netz ein. Und das, was wir über die Cloud-Lösung einspeisen, das ist wie eine Gutschrift. 

Wir speisen im Sommer ein und im Winter ziehen wir den Strom wieder raus. Wir haben zum Beispiel dieses Jahr (2022) hochgerechnet ungefähr 6.000 kWh produziert und davon knapp über 3.000 ins Netz eingespeist. Aus dem Netz bezogen haben wir 1.800 kWh. Von diesen 1.800 sind 1.500 kWh kostenlos für uns – für die Cloud-Speicherung zahlen wir eine monatliche Grundgebühr. Und nur für die restlichen 300 kWh müssen wir den normalen Strompreis bezahlen. Dieses Jahr waren es knapp 32 Cent und jetzt haben wir auch eine Strompreiserhöhung bekommen. 

Wurde die Anlage gefördert?

Ja, sie wurde über das „10.000-Häuser-Programm“ in Bayern gefördert mit 11.000 Euro. Dadurch hat sich das für uns richtig gelohnt. Und deswegen bereue ich es auch, dass wir die Anlage nicht größer gebaut haben. Aus heutiger Sicht hätten wir lieber etwas mehr Kredit aufgenommen und das ganze Dach voll gemacht. Dann hätten wir mehr Strom und geringere Kosten. Gerade jetzt, wo die Strompreise so explodieren, hätte es sich auf jeden Fall gelohnt. 

Kann man eine PV-Anlage nachträglich vergrößern?

Ja, kann man. Aber es ist alles komplizierter und teurer. Es ist immer günstiger, wenn man die Anlage von Anfang an direkt größer baut. Die Photovoltaik-Module selbst sind ja gar nicht so teuer. Das Teure sind die ganzen Installationen, die Arbeitskraft, da muss ein Gerüst aufgestellt werden. Je mehr man von Anfang an obendrauf setzt, desto günstiger werden all die anderen Kosten und die Kilowattstunden. 

Im Sommer schaffen wir es tatsächlich, autark zu sein. Da reicht der Batteriespeicher, sodass wir über Nacht auch nichts beziehen müssen. Aber im Winter klappt das natürlich nicht annähernd. In der Bilanz sind wir ein Plus-Energiehaus. Wir produzieren mehr Strom als wir verbrauchen. 

Kann man mit einem nachhaltigen Energiekonzept überhaupt völlig autark sein?

Nein! Diese Frage wird mir oft gestellt (lacht). Man könnte das hinbekommen, aber das Verhältnis zwischen Kosten und Nutzen würde nicht mehr stimmen. Man müsste so viel Geld in eine sehr große Anlage investieren, das würde sich nicht mehr lohnen. Man bräuchte im Winter einen 20 bis 25 Kilowatt-Batteriespeicher und hätte keine Garantie, ob man den vollbekommt über den Tag, wenn die Sonne nicht genug scheint. Man bräuchte dann noch etwas Zusätzliches wie Windkraft, aber da, wo wir wohnen, wäre das unrealistisch. Wenn man einen großen Garten hätte und dort ein großes Windrad hinstellen würde, dann vielleicht. Die Cloud ist die beste Lösung für Normalbürger in einer Wohnsiedlung. 

Wie viel Strom verbraucht ihr und was deckt die PV-Anlage ab?

Ester hat uns ihre Daten zu Erzeugung, Verbrauch und Einspeisung zur Verfügung gestellt. 
Einige Informationen zum „Strom-Alltag“ vorab:

  • 2018: 2 Erwachsene und 1 Kind
  • Ab 2020: 2 Erwachsene und 2 Kinder
  • Ihr Mann arbeitet im Homeoffice, auch nachts
  • Während der Pandemie war die Familie fast ausschließlich zu Hause
  • Bei der Anschaffung von Neugeräten wird auf die Energieeffizienz geachtet
  • Es läuft viel Werkzeug über Starkstrom, z.B. Kreissäge, Hobelmaschine
  • Der Trockner hat in der Familie mit kleinen Kindern Hochkonjunktur

Erzeugung, Verbrauch und Einspeisung

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Lohnt sich Photovoltaik?

Ja, auf jeden Fall. Ich würde fast sagen, ich würde genauso wieder bauen. Ich würde auf jeden Fall die Photovoltaik-Anlage größer auslegen. Wir haben uns damals beraten lassen von der Verbraucherzentrale, und die haben uns eine kleinere Anlage empfohlen. Damals gab es noch eine Einspeisevergütung von 12 Cent pro kWh. Mit den aktuellen 6 Cent pro kWh lohnt sich eine Einspeisung fast gar nicht mehr. 

Dieses Jahr (2022) kommen wir bei unter 200 Euro für den Hausstrom heraus. Ab nächstem Jahr wird es für uns auch teurer. Aber das wird es ja für alle. Und wir haben dieses Jahr 1.200 Euro für Wärme, Wasser und Strom bezahlt. Also 100 Euro im Monat, das ist ein super Wert für einen Vier-Personen-Haushalt in einem 167-Quadratmeter-Haus.

Bei den Stromwerten muss man noch ergänzen: 500 bis 800 kWh verbraucht die Lüftungsanlage bei uns. Das heißt: Wenn jemand Verbrauchswerte vergleichen will, dann müssen diese Werte abgezogen werden.

Warum braucht man eine Lüftungsanlage?

Moderne Häuser sind unglaublich dicht gebaut, sodass der natürliche Luftaustausch nicht reicht. Wir haben einen besseren Wert als ein Passivhaus. Unser Wert liegt bei 0,2. Das heißt, wir brauchen fünf Stunden für einen Luftaustausch über die Ritzen im Haus. 

Wenn wir im Haus sitzen würden ohne zu lüften und ohne eine Lüftungsanlage, dann wäre das ungesund. Die CO2-Werte würden zu schnell steigen. Viele Leute unterschätzen, wieviel Lüftung sie brauchen. Ich höre immer wieder „wir brauchen keine Lüftungsanlage, wir lüften übers Fenster“. 

Nur verliert man viel Wärme über die Fenster. Ein modernes Gebäude braucht darum Lüftungsunterstützung. Auch für die Abfuhr der Schadstoffe, nicht nur CO2, sondern auch, was das Haus ausdünstet. 

Was sind deine Tipps für Menschen, die ihren eigenen Strom erzeugen möchten?

Esters Tipps für die Planung

Ich würde eine PV-Anlage für ein normales Einfamilienhaus auf Eigenverbrauch auslegen. So, dass man gar nicht mit einer Einspeisevergütung rechnet. Jemand, der eine große Halle hat, der kann auf Einspeisung setzen. 

Jemand der neu baut, sollte sich für die PV-Anlage vorher überlegen, wie er das Haus gestaltet, welches Dach er wählt und wie er das Haus ausrichtet. Aktuell sind ja Stadtvillen mit Zeltdächern modern, aber gerade diese Dächer bieten eine kleinere Dachfläche für Photovoltaik. Ein Satteldach ist für den Eigengebrauch das Beste. 

Platz für den Batteriespeicher schaffen: Wir haben einen Batteriespeicher, den man theoretisch erweitern kann. Aber die Erweiterungselemente werden heute nicht mehr hergestellt. Der Platz in unserem Hauswirtschaftsraum ist aber so eng, dass ein neuer Batteriespeicher an die Stelle nicht hinpasst. Wenn man das Haus plant, dann sollte man ausreichend Platz für den Batteriespeicher einplanen. Sodass man in Zukunft flexibel ist. 

Für Leute, die am Anfang nicht genug Geld haben: Da würde ich den Batteriespeicher erst mal weglassen und später nachrüsten. Das sind schon enorme Kosten, sodass man erst mal nur den Platz dafür vorsieht. Erst einmal eine PV-Anlage so groß es geht. Und wenn dann wieder Geld da ist, den Batteriespeicher nachrüsten. Nicht an den Elementen auf dem Dach sparen. 

Esters Tipps für den Betrieb

Man sollte auf jeden Fall vor Betrieb einmal mit dem Steuerberater sprechen, ob die Anlage angemeldet werden muss.  

Wenn große Bäume in der Umgebung stehen, dann kann es schon sein, dass man die Anlage mal reinigen muss. Das kommt auf das Umfeld an. Wir haben unsere Anlage in den 5 Jahren noch nicht gereinigt. Wir haben aber an der Seite auch keine großen Bäume. 

Unser Dach hat eine Neigung von 45 Grad, sodass der Schnee direkt runterrutschen kann. Wenn das Dach sehr flach ist, kann es sein, dass im Winter der Schnee nicht schnell genug abrutscht. 

Ich nutze eine App, in der ich nachschauen kann, wie es gerade läuft. Sie gibt auch Fehlermeldungen an, wenn etwas nicht stimmt.

Wenn die Anlage auf den Eigengebrauch optimiert ist, dann sollte man seinen Lebensrhythmus analysieren und anpassen. Ich habe bei allen Elektrogeräten darauf geachtet, dass die Geräte energieeffizient sind. Bei der Waschmaschine habe ich darauf geachtet, dass ich sie zu bestimmten Uhrzeiten betreiben kann. Ich programmiere sie so, dass sie um 14 Uhr fertig ist. Dann passt die Waschzeit schon mal. Dann räume ich die Wäsche in den Trockner um, dann habe ich die volle Power. So laufen beide Geräte voll über die PV-Anlage. Auch die Spülmaschine läuft mittags. Das mag für einige lästig klingen, war aber keine große Umstellung.

Wie siehst du die Zukunft: Haben wir in 10 Jahren alle eine PV-Anlage auf dem Dach?

Ich gehe davon aus, dass über kurz oder lang jeder eine PV-Anlage auf dem Dach haben wird. Es gibt bereits immer mehr Bundesländer, die das zur Verpflichtung machen. Ich bin überrascht, wie viele Industriehallen immer noch keine Solaranlage auf dem Dach haben. Ich glaube, es wird auch immer mehr Solarfassaden geben. PV ist für alle leicht umzusetzen. Windkraft ist kompliziert, aber eine PV-Anlage passt auf jedes Dach. Auch Solardachziegel werden immer interessanter, weil man das Dach direkt mit Solar eindeckt. Ich denke, das ist die Zukunft. Die Stromerzeugung wird dezentralisiert und es wird jeder seinen Teil dazu beitragen. 

Wir danken dir sehr für dieses Gespräch!

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