Autarke Stromproduktion: Möglichkeiten, Anlagen, Kosten

Eigenen Strom produzieren: Diese Möglichkeiten hast du!

Die steigenden Energiepreise machen die Produktion des eigenen Stroms immer beliebter und wirtschaftlicher. Für private Häuslebauer gibt es verschiedene Möglichkeiten den eigenen Strom zu produzieren. Wir beantworten die wichtigsten Fragen zu den 5 bekanntesten Möglichkeiten. 

Sonnenenergie

Auf deutschen Dächern sind jetzt schon 2,2 Mio. PV-Anlagen mit einer Gesamtleistung von 58.400 MW installiert (Quelle). Seit vielen Jahren wird diese Art der Stromerzeugung vom Staat gefördert und in immer mehr Kommunen und Bundesländern sogar zur Pflicht. 

Welche Dächer sind für eine Photovoltaik-Anlage geeignet?

Viele bisher ungenutzte Dächer sind für PV-Anlagen geeignet. Ob ein Dach für eine PV-Anlage geeignet ist, hängt vor allem von folgenden drei Faktoren ab:

  1. Tragfähigkeit: Ein PV-Modul wiegt ungefähr 20kg. Vor der Installation muss die Statik des Daches in Bezug auf die Mehrlast überprüft werden.
  2. Ausrichtung der Dachflächen: hier ist es eigentlich nur wichtig, dass die nutzbare Dachfläche nicht komplett nach Norden ausgerichtet ist. Anlagen in Ost- und Westlagen erzielen auch gute Erträge.
  3. Verschattung: Die Dachfläche sollte möglichst unverschattet sein. Dabei sind vor allem große Bäume und umliegende Gebäude zu beachten. Eine stundenweise Verschattung ist aber kein Ausschlusskriterium, sondern muss gesondert bei der Planung beachtet werden. 

Kleine Anlagen auf privaten Dächern sind in den allermeisten Fällen genehmigungsfrei. Trotzdem sollte das individuell geprüft werden, denn eine Ausnahme sind z.B. denkmalgeschützte Gebäude.

Viele Hausbauende setzen auf eine Photovoltaikanlage, um mit der Sonne kostbaren Strom zu erzeugen.
Viele Hausbauende setzen auf eine Photovoltaikanlage, um mit der Sonne kostbaren Strom zu erzeugen.

Wie viel kostet eine PV-Anlage? 

Pauschal kann gesagt werden, dass je größer eine Anlage ausgelegt wird, umso günstiger werden die Kosten pro kWp. Zusätzliche Kosten für die Photovoltaikanlage insgesamt entstehen für Gerüst, Installationsaufwand, Batterie und Wechselrichter. 

Diese Kosten müssen aber in vielen Fällen nicht komplett bezahlt werden, weil es einige Fördermöglichkeiten gibt. Da sich die Förderungen zurzeit rasant ändern, lohnt es, sich vorher bei Bund, Land und Kommune über Förderungen und günstige Finanzierungen zu informieren. 

Zu den Investitionskosten kommen noch die Betriebskosten. Dazu zählen die Versicherung (ggf. ohne Aufpreis über die Haftpflicht- und Wohngebäudeversicherung), Verschleißteile (i.d.R. hält der Wechselrichter nicht so lange wie die PV-Module) und ggf. eine regelmäßige Reinigung, wenn große Bäume in der Nähe stehen. 

Den Investitions- und Betriebskosten stehen die Einsparungen und die Einspeisevergütung gegenüber. Zurzeit hängt die Einspeisevergütung vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Anlage ab und gilt für 20 Jahre. Diese Werte sind in den vergangenen Jahren kontinuierlich gesunken. Dies soll sich aber ändern und die Einspeisung wieder attraktiver machen (Quelle). Das heißt abwarten kann sich lohnen, denn zusätzlich soll ab 2023 die Mehrwertsteuer wegfallen.

Kann ich mit einer PV-Anlage energieautark werden?

Nur mit einer PV-Anlage und einem Batteriespeicher autark zu werden ist schwierig, denn gerade von Dezember bis Februar ist der Energieertrag sehr gering. Autarkie gelingt eher in Kombination mit einem zweiten Stromproduzenten wie z.B. Windkraft.

Zwei Tipps für eine mögliche Autarkie: 

  1. Im Falle von einem Stromausfall liefern die meisten PV-Anlagen keinen Strom mehr, weil der Wechselrichter die Anlage ausschaltet, um das Netz spannungsfrei für Reparaturen zu halten. Wer das umgehen will, muss eine sogenannte Insellösung installieren, bei der der Wechselrichter vom Netz getrennt betrieben werden kann.
  2. Es gibt Stromanbieter, bei denen es die Möglichkeit gibt, den im Sommer eingespeisten Strom vergünstigt im Winter zu beziehen. 

Was ist der Unterschied zwischen einer Solar- und einer PV-Anlage?

Eine PV-Anlage produziert Strom aus der Sonnenergie und bei einer Solaranlage wird Wasser erwärmt. Dafür wird das Wasser auf das Dach geleitet, wo es in sogenannten Sonnenkollektoren erwärmt und wieder zurück in den Wasserspeicher zur Unterstützung der Heiz- und Warmwasseranlage geleitet wird. Ein Nachteil von Solaranlagen ist, dass im Sommer, wenn nicht geheizt wird, dass meiste erwärmte Wasser zur Verfügung steht. 

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Windkraft

Wind- und Sonnenkraft können sich sehr gut ergänzen, denn an den meisten Tagen im Jahr scheint entweder die Sonne und/oder geht ausreichend Wind für den Betrieb von einem Windrad. Für Privathaushalte gibt es Kleinwindkraftwerke, die auf großzügigen Grundstücken aufgestellt oder auf dem Dach installiert werden können.

Dürfen in Wohngebieten Windräder aufgestellt werden?

Kleinwindkraftwerke dürfen mit einer Genehmigung in Wohngebieten aufgestellt werden. Die Anforderungen können sich je nach Bundesland unterscheiden.

Ob sich das Aufstellen lohnt, sollte vorher ausgiebig überprüft werden. Der Wind sollte am ausgewählten Standort regelmäßig über 10m/s liegen. Das kann entweder auf einem großen Grundstück oder auf dem Dach erreicht werden. 

Da durch die Rotation Geräusche und Vibrationen entstehen können, sollte der Standort gut gewählt werden; zum eigenen, aber auch zum Schutz der Nachbarn.

Wie viel kostet eine Windkraftanlage?

Ein Kleinwindkraftwerk kostet brutto im Durchschnitt 3000 Euro pro kW Leistung. Eine Förderung erfolgt über die Einspeisevergütung, die der von PV-Anlagen entspricht (siehe oben) oder über einen günstigen Kredit von der KfW.

Hinzu kommen die Betriebskosten, Versicherungen, Wartung und Verschleißteile. 

Wasserkraft

Als dritte Möglichkeit direkt aus der Natur Energie zu gewinnen, steht die Wasserkraft zur Verfügung. Bei einem Wasserkraftwerk wird der Strom durch eine Turbine erzeugt, die von der Strömung des Wassers angetrieben wird.

Ist Wasserkraft eine sinnvolle Möglichkeit zur Energiegewinnung?

Für private Personen lohnt sich der Bau eines Wasserkraftwerkes in den meisten Fällen nicht. Außerdem sind die Hürden zur Umsetzung sehr hoch. Dazu gehört der Zugang zu einem fließenden Gewässer, welches in der Geometrie und der Fließgeschwindigkeit den Anforderungen an ein Wasserkraftwerk erfüllen muss, die Genehmigung, die sehr hohe Auflagen hat und die hohen Investitionskosten ab 25.000€. 

Brennstoffzelle

Eine nicht so bekannte Möglichkeit, um Wärme und Strom zu erzeugen, ist die Brennstoffzelle. In Japan ist diese Technologie sehr weit verbreitet und auch in Deutschland wird sie von der KfW gefördert, weil sie Wirkungsgrade bis zu 90 % erreichen kann.

Wie funktioniert eine Brennstoffzelle?

Damit eine Brennstoffzelle Wärme und Strom produzieren kann, reagiert ein Brennstoff mit einem Oxidationsmittel. Das wird kalte Verbrennung genannt. Als Brennstoff wird Wasserstoff verwendet, der aber auch mit einem vorgeschalteten Reformer aus Erd- oder Biogas gewonnen werden kann. Das Oxidationsmittel ist Sauerstoff und als Nebenprodukt entsteht Wasser.

Ein Vorteil von Brennstoffzellen ist, dass diese fast schadstofffrei betrieben werden können, wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Energien hergestellt wird. 

Ein Nachteil von Brennstoffzellen ist, dass diese sehr teuer sind und nur den Grundbedarf an Wärme abdecken können. D.h. je nach Heizwärmebedarf des Hauses wir zusätzlich noch eine zweite Wärmequelle benötigt. 

Wie viel kostet eine Brennstoffzelle?

Die Investitionskosten für Brennstoffzellen fangen inklusive Einbau bei ca. 30.000 Euro an, werden aber von der KfW bezuschusst. 

Als Betriebskosten fallen die regelmäßige Beschaffung der Brennstoffe, die Versicherung (ggf. fällt die Anlage unter die Haftpflicht- und Wohngebäudeversicherung) und eine regelmäßige Wartung an. Für die Einspeisung von überschüssigem Strom gelten die gleichen Regelungen wie für die PV-Anlage (siehe oben). Für eine autarke Stromversorgung eignet sich eine Brennstoffzelle nur in Kombination mit einem Batteriespeicher und einer zusätzlichen Stromquelle. Hinzu kommt, dass der Betrieb der Anlage abhängig von Lieferung und Preisen der Brennstoffe ist.

Blockheizkraftwerk

Wie funktioniert ein Blockheizkraftwerk?

In einem Blockheizkraftwerk wird mit einem Brennstoff (Öl, Gas oder Holzpellets) ein Motor von einem Generator, der Strom erzeugt, betrieben. Die Wärme, die dabei entsteht, wird mittels Wärmetauscher für die Aufbereitung von Warmwasser gebraucht. So kann ein Wirkungsgrad von bis zu 95 % erreicht werden. Abhängig vom Bundesland und der Größe der Anlage muss abgeklärt werden, ob eine Genehmigung nötig ist. 

Wie viel kostet ein Blockheizkraftwerk?

Die Investitionskosten bei kleinen Anlagen liegt bei ungefähr 4.000 Euro pro KW. Zurzeit werden Blockheizkraftwerke nur über einen günstigen Kredit über die KfW gefördert. 

Als Betriebskosten fallen die regelmäßigen Brennstoffe, die Versicherung (ggf. über die Haftpflicht- und Gebäudeversicherung) und die regelmäßige Wartung an. Wenn überschüssiger Strom eingespeist werden soll, dann hängt die Einspeisevergütung vom Brennstoff ab. Für Holzpellets und Biogas gelten das Erneuerbare-Energie-Gesetz und die Einspeisung erfolgt analog zu einer PV-Anlage. Wenn Erdgas oder Öl als Brennstoff verwendet werden, dann gilt das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz.  

Für eine autarke Stromproduktion eignet sich ein Blockheizkraftwerk nur in Kombination mit einem Batteriespeicher und einer zusätzlichen Stromquelle. Hinzu kommt, dass der Betrieb der Anlage von Lieferung und Preisen der Brennstoffe abhängig ist.

Veröffentlicht am 
2.11.2022

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