10 Schritte zur eigenen Solaranlage
1. Ergebnisse der Computerauswertung überprüfen
Die automatisierte Auswertung kann Fehler beinhalten. Der Laserscanner kann unter Umständen Details wie beispielsweise Lüftungsrohre nicht aufnehmen. In die Dachhaut plan integrierte Dachflächenfenster können ebenfalls nicht erkannt werden, wodurch die Flächenangabe in einigen Fällen Fehler aufweisen kann. Weiterhin ist zu bedenken, dass die geplante Fläche auch zukünftig verschattungsfrei bleiben sollte. Bäume und andere Gehölze können innerhalb von 20 Jahren eine beträchtliche Höhe erreichen und somit zu außerplanmäßigen Verschattungen führen. Verschattungen können ebenso durch nachträglich errichtete Bauwerke in der Nachbarschaft entstehen.
2. Fachberatung vor Ort
Die Verbraucherzentrale der Stadtwerke Ratingen berät private Verbraucher zur Energieeinsparung, zum effizienten Einsatz von Energie, zur Nutzung Erneuerbarer Energien sowie zu rechtlichen Fragen beim Bezug von Energieträgern. Interessierte können sich direkt vor Ort in Beratungsstellen im Land aber auch telefonisch oder online mit allen Fragen zu ihrem Energieverbrauch und den Möglichkeiten der Einsparung an qualifizierte Berater der Verbraucherzentrale wenden. Ein wichtiger Bestandteil im Beratungsangebot der Verbraucherzentrale ist die kostenlose Energieerstberatung. Die Energie-Checks geben Verbrauchern die Möglichkeit, sich einen Überblick über den eigenen Energieverbrauch und die Einsparmöglichkeiten zu verschaffen. Mit dem Eignungs-Check Solar können Hauseigentümer die Möglichkeit einer Photovoltaik- oder Solarthermieanlage auf dem eigenen Hausdach prüfen lassen. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz.
3. Örtliche Bauvorschriften prüfen
Eine mögliche Baugenehmigungsfreiheit für Solaranlagen regelt die Bauordnung. Anlagen auf privaten Dach- und Fassadenflächen sind in der Regel genehmigungs-/ verfahrensfrei. Bei denkmalgeschützten Gebäuden oder Ensembles sowie einer Lage im Geltungsbereich von Denkmalbereichs-, Erhaltungs-, Gestaltungs- und Sanierungsgebietssatzungen muss eine Genehmigung eingeholt werden, bzw. sind die entsprechenden Regelungen zu beachten. Ebenso kann durch Festsetzungen in Bebauungsplänen der Bau von Solaranlagen eingeschränkt sein. Freiflächen-Solaranlagen bedürfen dagegen in den meisten Fällen einer Genehmigung. In diesen Fällen sollten die örtlichen Bauämter oder versierte Energieberater bzw. Handwerksbetriebe kontaktiert werden.
4. Zustand des Dachs prüfen
Vor dem Einbau einer Solarstromanlage sollte die Lebensdauer des Daches geprüft werden. Solaranlagen haben eine Laufzeit von mindestens 20 Jahren. Steht in den nächsten Jahren eine Dachsanierung an, sollte diese vor dem Einbau der Solaranlage vorgenommen werden. Nicht jede Dacheindeckung eignet sich allerdings für eine Solaranlage. Bei einer dachintegrierten Solarstromanlage wird die Anlage in die Dachhaut eingearbeitet, wodurch Kosteneinsparungen im betreffenden Dachbereich möglich sind.
5. Kompetenten Fachbetrieb finden
In der Region finden Interessierte viele Fachfirmen für Beratung, Angebotserstellung, wirtschaftliche Bewertung und Durchführung der Installation. Einen guten Fachbetrieb erkennt man an seinen Referenzen.
6. Angebote einholen
Wenn Sie sich dazu entschlossen haben, eine Solaranlage zu bauen, sollten Sie von mehreren Fachbetrieben detaillierte Angebote einholen. Man prüft alle Angebote auf Vollständigkeit und Vergleichbarkeit. Im Zweifelsfall können Sie die Angebote von einem unabhängigen Energieberater prüfen lassen.
7. Das A und O - eine sichere Finanzierung
Haben Sie die Kosten für die fertig installierte Anlage, ebenso wie den zu erwartenden Jahresertrag durch die Angebote ermittelt, bleibt zu klären auf welche Summe sich der Eigenanteil an der Finanzierung beläuft. Zur Finanzierung verbleibender Kosten, stehen günstige Kredite z.B. von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) zur Verfügung. Hierbei ist darauf zu achten, dass in der Regel vor einer Kreditzusage nicht mit dem Vorhaben begonnen werden darf.
Sollte es sich bei der Planung um eine Solarwärmeanlage handeln, besteht unter Umständen die Möglichkeit einer Förderung des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle. Die Förderbedingungen sind unter www.bafa.de einsehbar.
8. Die Auftragserteilung
Achten Sie bei der Vergabe des Auftrages unbedingt auf die Zahlungsmodalitäten und beziehen Sie sich immer auf das zu Grunde liegende Angebot. Falls Sie mit der Solarfirma spezielle Vereinbarungen zum Ausführungstermin und/oder dem spätesten Inbetriebnahmezeitpunkt haben, sollten nicht nur diese, sondern auch die Konsequenzen bei einer Überschreitung schriftlich mit der Auftragsvergabe formuliert sein. Lassen Sie sich eine schriftliche Auftragsbestätigung geben.
9. Inbetriebnahme der Anlage
Der Handwerker wird nach Aufbau der Anlage die Inbetriebnahme zusammen mit dem Energieversorger durchführen. Sie erhalten ein Inbetriebnahmeprotokoll, in dem unter anderem der Zählerstand des Einspeisezählers festgehalten wird. Seit Anfang 2019 müssen PV-Anlagen innerhalb eines Monats nach Inbetriebnahme im Marktstammdatenregister (MaStR) der Bundesnetzagentur angemeldet werden. Dabei müssen unterschiedliche Informationen zur neuen PV-Anlage, wie zum Beispiel die Leistung der Anlage in Kilowatt und der Tag der Inbetriebnahme, hinterlegt werden. Informieren Sie sich vorab über alle bei der Registrierung benötigten Daten über die Registrierungshilfe und sprechen Sie bei Fragen den ausführenden Installationsbetrieb an.
10. Von nun an ist man Stromproduzent
Der zuständige Stromversorger wird mit dem Betreiber einen entsprechenden Vertrag schließen und den eingespeisten Strom nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz vergüten. Spätestens jetzt sollten Sie der Gebäudeversicherung die Photovoltaik-Anlage als neuen Bestandteil des Gebäudes anzeigen, damit diese z. B. bei Sturmschäden abgesichert ist. Eventuell ist die Anlage aber schon über die bestehende Versicherung abgedeckt. Dazu sollten Sie sich bei Ihrem Versicherungsanbieter erkundigen. Auch in der nächsten Steuererklärung ist die Photovoltaik-Anlage zu berücksichtigen. Dies wirkt sich in der Regel positiv aus und verringert die Steuerlast. Es lohnt sich unter Umständen zu diesen Fragen eine Beratung in Anspruch zu nehmen.
Berechnungsgrundlagen
Hintergrund
Auf Grundlage von hochauflösenden Laserscannerdaten ist flächendeckend für jedes Gebäude der Stadt Ratingen das Solarpotenzial auf Dachflächen errechnet worden.
Grundlage waren hochauflösende Laserscannerdaten, die 2014 in der Region aufgenommen wurden. Die Methode zur Berechnung des Solarenergiepotenzials erfolgt über geographische Informationssysteme (GIS). Für jeden homogenen Dachflächenbereich werden zunächst die Standortfaktoren Dachneigung, Dachexposition und Dachflächengröße ermittelt. Über hochgenaue Ganzjahreseinstrahlungsanalysen wird die solare Einstrahlung und die Abschattung, verursacht durch Dachstrukturen oder Vegetation, exakt errechnet und in der Potenzialberechnung berücksichtigt. Zu jeder geeigneten Dachteilfläche werden der potenzielle Stromertrag, die mögliche CO2-Einsparung und die mögliche zu installierende KW Leistung errechnet.
Berechnungsverfahren der Solarpotenzialanalyse
Datengrundlage
Grundlage der Solarpotenzialanalyse sind die Laserscannerdaten, die für die Stadt Ratingen mit einer Gesamtfläche von rund 88 km² im Jahr 2014 erfasst wurden. Zur Lokalisierung der Gebäude wurden die Gebäudeumringe aus der Automatisierten Liegenschaftskarte (ALK) verwendet. Die Gebäudegrundrisse geben die Gebäudeaußenmauern des Hauses an. Dachüberstände sind darin nicht berücksichtigt. Nach dem Erfassungsdatum der Laserscannerdaten neu errichtete Gebäude sind noch nicht im Kataster dargestellt und berechnet worden.
Einstrahlungsanalysen
Im Zuge der Einstrahlungsanalysen werden die direkte und diffuse Einstrahlung ermittelt. Die solare Einstrahlung ist ausschlaggebend für die Wirtschaftlichkeit der solaren Nutzung. Über eine Ganzjahreseinstrahlungsanalyse, berechnet im Minutenrhythmus des Sonnenstandes über das Jahr, ist es möglich die Jahressumme der solaren Einstrahlung genau zu ermitteln. Über die direkte Einstrahlung wird die Abschattung errechnet. Starke Minderung der direkten Einstrahlung deutet auf stark abgeschattete Bereiche hin. Diese können durch Bäume, angrenzende Gebäude oder durch Dachaufbauten verursacht werden. Auch nördlich ausgerichtete Dachflächen erreichen je nach Neigungswinkel keine direkte Sonneneinstrahlung. Stark abgeschattete Dachflächenbereiche werden als ungeeignete Bereiche aus der Berechnung heraus genommen. Geringere Abschattungen mindern die solare Einstrahlung und fließen in die Solarpotenzialberechnung mit ein. Die Einstrahlungsanalyse wird anhand von örtlichen Strahlungsdaten an lokale Verhältnisse angepasst. Zu Grunde gelegt wird der mittlere Globalstrahlungswert 1030 kWh/m² * a (Quelle: DWD), der im 30 jährigen Mittel in Ratingen auf eine horizontale Fläche auftrifft.
PV-Modulwirkungsgrad
Für die Berechnung des potenziell zu erwirtschaftenden Stromertrags wird der zum Zeitpunkt der Analyse am Markt gängige Wirkungsgrad von PV-Modulen von 18 % zu Grunde gelegt. Die Berechnung des potenziellen Stromertrags fußt auf der Annahme, dass bei Flachdächern von einer Aufständerung der Module vorgenommen wird. Der Ertrag auf Flachdächern bei Aufständerung der Module entspricht in etwa dem Ertrag der über eine horizontale Installation erwirtschaftet werden könnte. Die horizontale Installation ermöglicht zwar eine 100 %tige Flächenausnutzung, an Einstrahlungsenergie sind jedoch nur ca. 87 % der vor Ort maximalen Einstrahlungsenergie zu erwarten. Schwierigkeiten ergeben sich bei horizontaler Installation ggf. in der fehlenden Selbstreinigung, Verschmutzung kann zu einer Ertragsminderung führen.
CO2-Einsparung PV
Die Berechnung basiert auf einem CO2 Äquivalent Wert von 0,605 kg/kWh bezogen auf Bundesdeutschen Strommix (Stand 2016). Berücksichtigt wurde die produktionsbedingte CO2 Emission, die nach Gemis 4.95 für monokristalline Anlagen bei 0,061 kg/kWh liegt. Demnach wurde die CO2 Einsparung für eine Anlage mit 18 % Wirkungsgrad mit 0,544 kg/kWh berechnet. Die Ergebnisse der Stromertragsberechnung bilden die Grundlage für die mögliche CO2 Einsparung.
KWp-Leistung PV
Für die als Nennleistung von Photovoltaikanlagen bezeichnete Kilowatt-Leistung (KW-Leistung) wurden 5,6 m² pro KWp zu Grunde gelegt. Dies entspricht einer Leistung von monokristallinen Anlagen. Die potenzielle KWp-Leistung geht bei Flachdächern von einer Aufständerung der Module aus.
Potenzialermittlung und Eignungsklassifizierung PV
Für PV-Anlagen positiv beurteilte Standorte erfolgt die Berechnung des potenziellen Stromertrags, der damit einhergehenden CO2-Einsparung mittels PV-Anlagen eines jeden Daches in kg pro Jahr und der möglichen zu installierenden KWp-Leistung. Die dieser Berechnung zugrunde liegenden Größen für die Ermittlung der einzelnen Kennwerte zur Nutzung von Photovoltaikanlagen stellen eine Momentaufnahme der Marktsituation dar. Wirkungsgrade der PV Module u.ä. können sich durch Faktoren wie technische Neuerungen verändern.
Das Ergebnis weist die Flächen als geeignet aus, die einen spezifischen Stromertrag von mindestens 650 kWh/kWp aufweisen. Für die PV-Nutzung geeignete Dachflächenbereiche sind mindestens 7 m² groß.
Im Solarkataster sind nur für eine PV-Nutzung geeignete Dachflächen ausgewiesen. Auf eine weitere Klassifizierung innerhalb der geeigneten Flächen wird verzichtet, da die Eignung einer Dachfläche stark vom Verbrauchsverhalten der Bewohner/Nutzer des Gebäudes abhängig ist. Bitte nutzen Sie daher den Ertragsrechner Photovoltaik, um einen Eindruck von der Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage auf Ihrem Dach zu bekommen.
Potenzialermittlung und Eignungsklassifizierung Solarthermie
Wirkungsgrad
Das Energiepotenzial der Solarthermienutzung wird als Wärmenergie pro m² errechneter Kollektorfläche ausgegeben. Zugrunde gelegt ist bei der Ermittlung der erzeugbaren Wärmeenergie ist ein mittlerer Wirkungsgrad von 50 %. Das entspricht der Leistungsfähigkeit eines Flachkollektors.
CO2-Einsparung
Die CO2-Einsparsumme für eine Solarthermieanlage wird mit 0,228 kg CO2 / kWh berechnet. Darin sind die produktionsbedingten Emissionen nach GEMIS Datenbank 4.95 für einen Solarthermie-Flachkollektor bereits berücksichtigt. Die Berechnung der Einsparung erfolgt gegenüber dem Energieträger Gas.
Eignungsklassifikation
Grundsätzlich sind alle Flächen, die für PV Anlagen geeignet sind, auch für thermische Solaranlagen geeignet. Für die Thermienutzung geeignete Dachflächenbereiche verfügen über einen spezifischen Wärmeertrag von mindestens 350 kWh/m² und Jahr. Für die Nutzung thermischer Anlagen wird eine Mindestflächengrößen von 5 m² (geneigtes Dach) zu Grunde gelegt. Nutzen Sie den Ertragsrechner Solarthermie, um einen Eindruck davon zu bekommen, wie viel Wärmeenergie eine Solarthermie-Anlage für Ihr Gebäude erzeigen könnte. Im Solarkataster sind nur für eine Thermienutzung geeignete Dachflächen ausgewiesen.
Hinweis zur Nutzung
Die Analyse wird automatisiert durchgeführt. Plan eingefasste Dachfenster sowie die Statik des Gebäudes können nicht erfasst werden. Dieses Solardachkataster ersetzt daher keinesfalls die Beratung und Prüfung durch ein Fachunternehmen vor Ort.
FAQ
1. Was ist eigentlich ein kWp oder Wp?
Bei der Beschreibung der Größe einer Photovoltaik-Anlage wird häufig von Kilowatt peak (kWp) gesprochen. Damit wird die Spitzenleistung der Anlage beschrieben, die diese unter Standardbedingungen erzielen kann. Die Bezeichnung setzt sich zusammen aus der Leistungseinheit kW und dem englischem Wort „peak" für Spitze. Häufig spricht man auch von der Nennleistung der gesamten PV-Anlage. Die Nennleistung der einzelnen Solarmodule, aus denen die Anlage besteht, wird in der kleineren Einheit Wp (Watt peak) definiert. (Einheitsdefinition: 1 kWp = 1.000 Wp).
Da Solarmodule bzw. Solargeneratoren Gleichstrom produzieren, entspricht die Peak-Leistungsangabe technologisch bedingt einer Gleichstromleistung.
Als Standard-Bedingungen gelten die klimatischen Bedingungen bzw. Voraussetzungen, die zur Festlegung der Nennleistung eines Solarmoduls im Testlabor dienen – im Englischen standard test conditions (STC). Diese werden folgendermaßen definiert:
Die oben aufgeführten Norm-Bedingungen liegen während des alltäglichen Betriebes einer PV-Anlage quasi nie gleichzeitig vor. Dies führt dazu, dass die normierte Leistung der Solarmodule im Feld nur sehr selten erreicht wird. Zwar sind Bestrahlungsstärken von 1.000 W/m² an einem schönen Sommertag in der Mittagszeit durchaus möglich, allerdings liegen dabei die Modultemperaturen durchwegs auf höherem Niveau, was zu einer Reduktion der Modulleistung führt. Bei extremen Wetterverhältnissen, das heißt kurzzeitig sehr hoher Einstrahlung und kühlen Solarmodulen kann die abgegebene elektrische Leistung der PV-Module auch oberhalb ihrer Nennleistung liegen.
Um die Erträge unterschiedlich großer PV-Anlagen miteinander vergleichen zu können, wird die produzierte Energiemenge in kWh in Bezug zu der installierten Leistung (kWp) gesetzt. Diese Angabe hat sich zum Standard entwickelt.
2. Wie hoch ist der durchschnittliche Stromverbrauch einer 4köpfigen Familie? Wie groß müsste eine Photovoltaikanlage sein, um den entsprechenden Stromverbrauch zu decken und welche C02-Einsparung wird erreicht?
Eine 4köpfige Familie verbraucht im Jahr etwa 4.500 kWh, das liefert in etwa eine 5,3 kWp Anlage auf einem optimalen Standort. Eine PV-Anlage auf einem optimalen Standort mit rund 36 m² Fläche kann diese Leistung produziert. Die Erzeugung von 4.500 kWh PV-Strom bedeutet eine Einsparung von etwa 3.300 kg C02, das ist in etwa die Menge, die ein Kleinwagen bei einer Distanz von 24.000 km verbraucht. Aufgrund tages- und jahreszeitlicher Schwankungen der Sonneneinstrahlung auf die PV-Anlage und davon abweichenden Stromverbrauchszeiten im Haushalt ist es real nicht möglich den gesamten PV-Strom für den Eigenverbrauch direkt zu nutzen. Mit entsprechend angepassten Verbrauchsverhalten, die Spülmaschine und Waschmaschine werden tagsüber bei Sonnenschein eingeschaltet, lassen sich ca. 20 – 30 % des PV-Stroms direkt nutzen. Um diesen Anteil zu steigern, sind zusätzliche Speichermedien (Batterien), die seit dem 01.05.2013 auch staatlich in der Anschaffung gefördert werden, notwendig.
3. Lohnt sich die Errichtung einer PV-Anlage auch noch trotz weiterer Absenkung der Einspeisevergütung?
Eindeutig ja, hohe Renditen sind auch weiterhin möglich. Die Wirtschaftlichkeit steigt, mit dem Anteil an PV-Strom, der selbst im eigenen Haushalt genutzt wird und je stärker der Stromeinkaufspreis steigt. Damit ist es sinnvoll einen möglichst hohen Anteil des produzierten Stroms selber zu verbrauchen.
4. Was ist der optimale Sonneneinfallswinkel für eine Photovoltaikanlage?
Rechnerisch ist die Energieausbeute am größten, wenn das Sonnenlicht im rechten Winkel auf die Solarzellen trifft. Der optimale Sonneneinfallswinkel in unseren Breitengraden liegt bei etwa 35 Grad und Südausrichtung.
5. Wie sieht die Preisentwicklung bei Solarmodulen und herkömmlichem Strom aus?
Photovoltaik-Anlagen rechnen sich nicht zuletzt durch kontinuierlich sinkende Anlagenpreise und permanent steigende Preise herkömmlichen Stroms. Seit dem Jahre 2006 sind Solarstromanlagen im Mittel um nahezu 60 % günstiger geworden. Während in dem genannten Jahr der Preis für ein 1 kWp bei ca. 5.000 Euro lag, so beträgt dieser aktuell nur noch etwa 1.400 € – 1.800 €. Der Stromeinkaufspreis hingegen ist von etwa 16 Cent (2002) auf 37 Cent im Jahre 2022 gestiegen. Dies bedeutet mehr als eine Verdopplung des Preises.
6. In der Presse liest man, dass Photovoltaikanlagen bei einem Brand kaum zu löschen sind?
In der Anfangszeit der Photovoltaikanlagen entstanden viele Unsicherheiten, wie bei einem Brand vorzugehen ist. Mittlerweile sind Feuerwehren bundesweit gut geschult und wissen, welche Maßnahmen zu ergreifen sind. Der Bundesverband Solarwirtschaft hat gemeinsam mit dem Deutschen Feuerwehrverband Schulungsunterlagen für Einsatzkräfte und Installateure erzeugt. Eine entsprechende Broschüre kann hier heruntergeladen werden:
7. In der Kartenanwendung liegen die geeigneten Dachflächen nicht immer direkt auf den Dachflächen des Luftbildes?
Die für die solare Nutzung geeigneten Flächen werden aus einem hochgenauen dreidimensionalen Oberflächenmodell abgeleitet. Die in der Website veröffentlichten Bilder sind zweidimensional. Die Gebäudehöhen und damit die Höhendifferenz im Luftbild sind nur bedingt durch Entzerrung der Luftbilder berücksichtigt. Die Solarpotenzialflächen sind sehr viel lagegenauer als die Gebäude im Luftbild und weichen daher stellenweise gegenüber der Luftbildgebäude ab.
8. Warum werden manche Adressen bei der Adresssuche nicht gefunden?
Für die Adresssuche werden sogenannte Hauskoordinaten der Landesvermessung genutzt. Diese Daten werden zwar kontinuierlich aktualisiert, dennoch kann es sein, dass diese nicht immer dem aktuellen Stand entsprechen bzw. einzelne Adressdaten noch nicht aufgenommen wurden. Somit ist es Ausnahmefällen möglich, dass einzelne Adressen nicht gefunden werden. Nebengebäude verfügen in der Regel über keine extra Hauskoordinate und besitzen im Solardachkataster keine Adresse.
9. Wieso gibt es Dächer die nicht berechnet wurden? / Warum konnten diese Dächer evtl. nicht berechnet werden?
In diesem Solarkataster sind geeignete Dächer in der Farbe rot dargestellt. Ist ein Dach nicht farblich gekennzeichnet, heißt das, die Dachflächen sind ungeeignet. Gründe dafür können eine zu starke Verschattung durch Bäume oder Nachbargebäude sein oder die Dachfläche ist aufgrund von Aufbauten zu klein oder die Grundlagendaten sind an der Stelle unzureichend und es konnten keine Aussagen getroffen werden. Zudem sind Gebäude, die nach der Erhebung der Laserscandaten errichtet wurden, oder in den Liegenschaftsdaten nicht vorhanden waren, nicht berücksichtigt.
Außerdem besteht die Möglichkeit, dass Grundstückseigentümer der Eignungsdarstellung ihrer Gebäude im Solarkataster widersprechen. In diesen Fällen wird das Gebäude nicht gekennzeichnet.
