Kurzstudie: Eigenverbrauchsoptimierung ja, aber nicht über die Anlagengröße!

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1 Hintergrund und Zielsetzung Für Haushalte mit neu installierten PV-Anlagen ist der Eigenverbrauch wirtschaftlich lukrativer als die Einspeisung. Entsprechend wird versucht, den Eigenverbrauchsanteil zu optimieren. Mögliche Stellschrauben zur Optimierung des Eigenverbrauchs sind beispielsweise der zusätzliche Einbau eines Speichers, die Anpassung des Verbrauchsverhaltens oder die Installation kleinerer PV-Anlagen. Diese letzte Möglichkeit die bewusste Kleindimensionierung der Erzeugungsanlage zur Erhöhung des Eigenverbrauchs wird im Rahmen dieser Kurzstudie analysiert. Die zentrale Frage: Ist es sinnvoll Anlagen bewusst klein zu dimensionieren, um damit einen höheren Eigenverbrauch zu erreichen? Die Diskussion um die richtige Anlagengröße beschäftigt die Planer von Anlagen. Dazu einige Beiträge von der Plattform Kurzstudie: Eigenverbrauchsoptimierung ja, aber nicht über die Anlagengröße! Abbildung 1: Die richtige Dimensionierung der PV-Anlage. Diskussionsbeiträge

2 Der Trend zu kleineren Anlagen die aktuelle Marktsituation Kleinstanlagen mit einer Leistung unter 3 kwp sind noch die Ausnahme. Bisher wird die vorhandene Dachfläche zumeist vollständig ausgenutzt bzw. die Anlagen werden knapp unter 10 kwp dimensioniert., um die EEG-Umlage auf den Eigenverbrauch zu umgehen. Allerdings geben bereits 9 Prozent der Teilnehmer einer Onlineumfrage an, dass sie die PV-Anlage bewusst klein dimensioniert habe, um den Eigenverbrauch zu optimieren. Welche der Aussagen trifft hinsichtlich der Anlagendimensionierung zu? Online Befragung unter Hauseigentümern, die die Installation einer PV-Anlage planen (n = 94) 9% Habe die komplette nutzbare Dachfläche ausgenutzt. 35% 10% 6% 40% Habe mir keine Gedanken um die Dimensionierung gemacht und dies dem Installateur überlassen. Dachfläche würde mehr zulassen, aber habe die Größe auf 7 kwp begrenzt um kein inteligentes Messsystem einbauen zu müssen. Dachfläche würde mehr zulassen, aber habe die Größe auf 10 kwp begrenzt um keine EEG Umlage auf den Eigenverbrauch zahlen zu müssen. Habe die Anlage sehr klein dimensioniert um einen hohen Eigenverbrauch zu erzielen. Abbildung 2: Dimensionierung von Anlagen - Befragungsergebnisse Auch eine Analyse der Installationszahlen deutet darauf hin, dass die Kleindimensionierung von Anlagen zwar noch kein flächendeckendes Phänomen ist. Allerdings ist ein moderater Trend hin zu Kleinstanlagen zu erkennen. Für untenstehende Grafik wurde das PV-Anlagenregister der Bundesnetzagentur ausgewertet. Abgebildet ist der Anteil der Kleinstanlagen (unter 3 kwp) an der Anzahl aller installierten Anlagen in der Größenklasse bis 10 kwp. Der Anteil der Kleinstanlagen ist von etwa 5 % Anfang 2014 bis auf inzwischen knapp sieben Prozent angestiegen

3 Jan. 14 Mrz. 14 Mai. 14 Jul. 14 Sep. 14 Nov. 14 Jan. 15 Mrz. 15 Mai. 15 Jul. 15 Sep. 15 Nov. 15 Jan. 16 Mrz. 16 Mai. 16 Jul. 16 Sep. 16 Nov. 16 Jan. 17 Mrz. 17 Mai. 17 Anteil Kleinstanlagen im Segment bis 10 kwp? Kleinstanagen hier definiert als Anlagen < 3 kwp. 12,00% 10,00% 8,00% 6,00% 4,00% 2,00% 0,00% Abbildung 3: Anteil Kleinstanlagen im Segment bis 10 kwp Anlagendimensionierung, Eigenverbrauch & Unabhängigkeit Die Begriffe Eigenverbrauch und Unabhängigkeit werden oft synonym genutzt und vor allem für Eigenheimbesitzer, welche die Installation einer PV-Anlage planen, sind diese Begrifflichkeiten nicht immer klar. Hinzukommt, dass Installateure sich bei der Beratung stärker auf technische Aspekte konzentrieren und diese Grundlagen nicht immer ausreichend erklären. Dazu ein Beispiel: Ein Musterhaushalt hat einen Stromverbrauch von kwh. Auf dem Dach des Hauses soll nun ein Photovoltaik Anlagen mit einer Leistung von 7 kwp installiert werden. Der spezifische Ertrag liegt bei kwh/kwp, so dass jährliche Erzeugung bei kwh liegt. Von diesen kwh werden bei einem für Privathaushalte typischen Lastprofil rund kwh direkt vor-ort verbraucht. Die Eigenverbrauchsquote liegt entsprechend bei 24%. (1.700 kwh/ kwh). Für die Unabhängigkeit, also den Anteil des selbstverbrauchten Stroms am Gesamtstromverbrauch, ergibt sich eine Quote von rund 34% (1.700kWh / kwh). Wird nun zur Eigenverbrauchsoptimierung und damit vermeintlich zur Erhöhung der Unabhängigkeit, anstelle der 7 kwp Anlage eine Kleinstanlage mit einer Leistung von 3 kwp installiert, sinkt die jährliche Erzeugung auf kwh. Von diesen kwh werden rund kwh direkt vor-ort verbraucht. Die Eigenverbrauchsquote steigt damit auf 40% (1.200 kwh / kwh). Im Gegensatz dazu sinkt aber die Unabhängigkeitsquote auf jetzt nur noch 24% (1.200kWh / kwh). Kleinere Anlagen führen damit zu einer Erhöhung der Eigenverbrauchsquote, allerdings reduziert sich gleichzeitig die Unabhängigkeitsquote. Dieser Zusammenhang ist in der untenstehenden Grafik abgebildet.

4 Eigenverbrauch und Unabhängigkeit in %? Sensitivität für einen Haushalt mit einem Verbrauch von kwh in Abhängigkeit der Systemgröße. 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Eigenverbrauch Unabhängigkeit Abbildung 4: Eigenverbrauch und Unabhängigkeit in Abhängigkeit der Systemgröße

5 Eigenverbrauch & Wirtschaftlichkeit Grundsätzlich gilt: Ein hoher Eigenverbrauch steigert die Rentabilität der PV-Anlage. Die Einspeisevergütung für eine 7 kwp PV-Anlage liegt bei rund 12,2 Ct/kWh. Wird die kwh Strom allerdings nicht eingespeist, sondern (bei einem durchschnittlichen Arbeitspreis von 24,00 Ct/kWh (netto) direkt vor Ort verbraucht, ist dies deutlich lukrativer. Kann ein Betreiber den Eigenverbrauch optimieren, indem er bspw. den Verbrauch in die Mittagsstunden verlagert, wird dies die Rentabilität der Anlage steigern. Die im Rahmen dieser Kurzstudie relevante Frage: Gilt dies auch, wenn die Eigenverbrauchsoptimierung über eine kleinere Anlagenleistung erreicht wird? Um diese Frage zu beantworten muss an erster Stelle Rentabilität definiert werden. Bei der Bewertung der Rentabilität stehen sich zwei Konzepte gegenüber. Zum einen die Betrachtung der Rendite, zum anderen die Berechnung der erzielbaren Einsparungen. Zur Veranschaulichung dazu ein einfaches Zahlenbeispiel, das die beiden Entscheidungsgrößen gegenüberstellt. In Fall (A) wird ein Euro eingesetzt / investiert und über die nächsten 10 Jahre wird ein jährlicher Erlös von 50 Ct realisiert. Im Saldo liegt der Erlös entsprechend bei vier Euro, die Rendite also die Verzinsung des eingesetzten Kapitals liegt bei 49%. Im Fall (B) werden 5 Euro eingesetzt und über die nächsten 10 Jahre wird ein Erlös von je 1,50 Euro realisiert. Im Saldo steigt der Erlös auf 15 Euro, die Rendite also die Verzinsung des eingesetzten Kapitals sinkt aber auf 38%. In einer Renditebetrachtung ist Fall (A) die bessere Option, wenn es um die Realisierung von Einsparungen geht, ist die fünf Euro Investition die bessere Möglichkeit. Die richtige Dimensionierung der PV-Anlage Für die Gegenüberstellung und die Beantwortung der Frage, ob die Kleindimensionierung der Anlage sinnvoll ist, wird von folgenden Rahmenbedingungen ausgegangen. Der Stromverbrauch liegt bei kwh und auf der vorhandenen Dachfläche könnten 10 kwp installiert werden. Der Arbeitspreis für den Bezugsstrom, liegt bei 24 Ct/kWh netto 1 und wird auf diesem Niveau eingefroren. Mit diesen Annahmen werden in Abhängigkeit von der Anlagengröße folgende Kenngrößen berechnet: Rendite, also die Verzinsung des eingesetzten Kapitals in der IKV Methode. Einsparungen über 20 Jahre + Inbetriebnahmejahr. Dazu wird die Summe der Einnahmen aus der Einspeisevergütung sowie Einsparungen auf den nicht bezogenen Strom den Kosten für die Installation und dem laufenden Kosten Betrieb aus der PV-Anlagen gegenübergestellt. Unabhängigkeits- und Eigenverbrauchsquote (siehe oben) In der untenstehenden Abbildung werden nun die relevanten Kenngrößen (jeweils in einer Vorsteuerbetrachtung) für Systeme zwischen 2 kwp und 10 kwp abgebildet. 1 Optiert ein Anlagenbetreiber gegen die Kleinunternehmerregelung und spart sich damit die Mehrwertsteuer auf die Installationskosten, sind die Netto Arbeitspreise relevant.

6 Tabelle 1: Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen in Abhängigkeit der Systemgröße (vereinfachte Annahmen) Anlagengröße 2,00 kwp 4,00 kwp 6,00 kwp 8,00 kwp 10,00 kwp Spezifischer Systempreis /kwp /kwp /kwp /kwp /kwp Eigenverbrauchsquote 55% 37% 27% 21% 17% Unabhängigkeitsquote 21% 28% 31% 32% 32% Einsparungen durch PV Rendite Gesamtkapital 7,76% 6,12% 5,15% 4,54% 4,13% Tabelle 1 zeigt den Zusammenhang, weshalb oftmals für kleinere Anlagen mit hohen Eigenverbrauchsquoten argumentiert wird. Die Rendite liegt bei kleinen Anlagen vergleichsweise höher. Die Einsparungen sind allerdings deutlich geringer als bei größeren Anlagen und auch die Unabhängigkeitsquote ist deutlich geringer. Schon hier wäre fraglich, ob es wirklich rational ist, sich für die kleinere Anlage zu entscheiden. Zudem enthält die Tabelle einen zentralen Fehler. Es wird mit konstanten Systempreisen gerechnet. Diese Annahme ist allerdings realitätsfern, da ein Teil der Installationskosten Fixkosten sind und der spezifische Systempreis damit abhängig von der installierten Leistung ist. Zudem steigen auch die Kosten für den Betrieb der Anlage nicht linear mit der Anlagengröße. Versicherungen setzen i.d.r. einen Mindestbetrag an. Entsprechend haben wir die Tabelle angepasst. Die entsprechenden Systempreise 2 sind in der Grafik enthalten und für die Versicherung werden Kosten von 6 /kwp angesetzt bei einem Mindestbetrag von 60 Euro/Jahr. Tabelle 2: Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen in Abhängigkeit der Systemgröße (detaillierte Annahmen) Anlagengröße 2,00 kwp 4,00 kwp 6,00 kwp 8,00 kwp 10,00 kwp Spezifischer Systempreis 1607 /kwp 1543 /kwp 1486 /kwp 1436 /kwp 1391 /kwp Eigenverbrauchsquote 55% 37% 27% 21% 17% Unabhängigkeitsquote 21% 28% 31% 32% 32% Einsparungen durch PV Rendite Gesamtkapital 4,93% 5,05% 4,98% 5,02% 5,14% Unter Berücksichtigung der Kostendegression sowie der Fixkosten im laufenden Betrieb, führt die Minimierung der Anlagengröße nicht zu einer Verbesserung der Rendite. Damit gibt es auch aus Rentabilitätssicht keinen Grund, die PV-Anlage bewusst klein zu dimensionieren. 2 Für die Preiskalkulation in Tabelle 2 wurden 2500 Endkundenangebote ausgewertet. (Quelle:

7 Zusammenfassung und Empfehlung Eine bewusste Kleindimensionierung von PV-Anlagen ist aus wirtschaftlicher Sicht nicht sinnvoll. Die bewusste Kleindimensionierung führt nur theoretisch zu einer Verbesserung der Rendite. Bei Berücksichtigung von größenabhängigen Systempreisen sowie Fixkosten für Wartung und Betrieb, ist die Rendite weitgehend unabhängig von der installierten Leistung. Mir größeren Anlagen sind in jedem Fall höhere Einsparungen zu erzielen. Zudem wird durch größere Anlagen eine bessere Absicherung gegen steigende gewährleistet. Mit steigender Anlagengröße steigt auch die Unabhängigkeitsquote für den Betreiber. Je größer die Anlage, desto höher auch der Anteil des Gesamtstromverbrauchs, der durch den Strom vom eigenen Dach gedeckt wird. Kleinere Anlagen mit hohem Eigenverbrauchsanlagen werden teilweise als energiewirtschaftlich sinnvoll bezeichnet, da Netze nicht belastet werden. Dieses Argument greift nur begrenzt, da Netzengpässe überwiegend im Übertragungs- und nicht im Verteilnetz auftreten. Ohne an dieser Stelle in die Detaildiskussion um das zukünftige Strommarktdesign einzusteigen, wird der Aufbau von Erzeugungskapazitäten nah am Verbrauch grundsätzlich als sinnvoll erachtet. Durch die Kleindimensionierung der PV-Anlage nimmt sich der Betreiber mögliche Flexibilität, bspw. die nachträgliche Installation eines Speichers (dieser ist bei kleinen Anlagen nicht sinnvoll) oder die zukünftige Vermarktung des erzeugten Stroms. Übergeordnetes Ziel der erneuerbaren Energien ist die Reduktion der CO 2 Emissionen. Eine bewusste Kleindimensionierung widerspricht diesem Ziel. Subjektive Argumente können für die Kleindimensionierung von PV-Anlagen sprechen: Investitionsbereitschaft, der Wunsch nach 100% Eigenkapitalfinanzierung anstelle der Kreditfinanzierung, etc. Die Entscheidung für die Anlagengröße ist damit immer eine individuelle Entscheidung und muss individuell getroffen werden.