Wer eine Solaranlage betreibt, der versucht möglichst viel des produzierten Stroms selbst zu verbrauchen. Schließlich können dann die hohen Endkundenpreise für Strom eingespart werden.
Was bedeutet Autarkie - eine Definition?
In Bezug auf eine Solaranlage versteht man unter dem Begriff der Autarkie das Maß für die Unabhängigkeit eines Anlagenbetreibers vom Stromnetz. Wird ausschließlich selbst produzierter Solarstrom verbraucht, spricht man von vollständiger Autarkie.
Je höher der Anteil des verbrauchten Stroms ist, der von der Solaranlage bereitgestellt wird, umso höher ist die Autarkie der entsprechenden Anlage zu bewerten.
Eine typische Photovoltaikanlage besitzt allerdings lediglich einen Autarkiegrad von meist 30 bis 40 Prozent. Mithilfe eines Solarspeichers kann der Autarkiegrad allerdings zusätzlich erhöht werden.
Je weniger Strom aus dem Netz bezogen wird, umso höher liegt der Autarkiegrad, auch "Autarkiequote" genannt. Der Autarkiegrad berechnet sich aus dem Anteil des selbst genutzten Solarstroms am gesamten Stromverbrauch des Anlagenbesitzers.
Lokale und bilanzielle Autarkie
Prinzipiell kann zwischen einer lokalen und einer bilanziellen Autarkie unterschieden werden.
Liegt eine lokale Autarkie vor, muss zu keinem Zeitpunkt Strom aus dem Stromnetz bezogen werden, da der komplette Verbrauch durch die Solaranlage beziehungsweise von entsprechenden Solarspeichern gedeckt wird.
In den meisten Fällen ist die diese lokale Autarkie allerdings nicht gegeben. Denn in den Sommermonaten wird typischerweise mehr Strom produziert, als verbraucht wird. Im Winter hingegen wird häufig mehr Strom verbraucht, als direkt vor Ort zur Verfügung gestellt werden kann.
Gleichen sich diese beiden Werte aus, so spricht man von einer bilanziellen Autarkie. In solch einem Fall wird über das Jahr gesehen mindestens so viel Strom produziert, wie verbraucht wird. Allerdings wird trotzdem zwischenzeitlich Strom aus dem Netz bezogen.
Warum autark werden?
Ein hohes Maß an Autarkie ist in vielen Fällen ein wichtiges Kriterium für die Bewertung einer Solaranlage.
Kostenersparnis
Für die meisten privaten Solaranlagenbesitzer stehen dabei die Potenziale für eine Kostenreduktion im Vordergrund. Denn die staatlich garantierte Einspeisevergütung für Solarstrom ist deutlich geringer als die Verbraucherpreise für Strom. Deshalb sparen Anlagenbetreiber mit jeder selbst produzierten kWh, die sie verbrauchen und nicht aus dem Netz beziehen müssen.
Umweltschutz
Auch der Umweltschutz kann als Grund für einen hohen Autarkiegrad dienen. Denn wer seinen eigenen Stromverbrauch gezielt reduziert und entsprechend den Produktionszyklen seiner Solaranlage anpasst, trägt erheblich zur Energiewende bei und spart große Mengen an Kohlenstoffdioxid ein.
Komplette Selbstversorgung
Für Verbraucher, die keinen Anschluss an das Stromnetz haben, erfüllt die solare Autarkie einen Selbstzweck. Doch auch wenn ein Zugang zum Stromnetz besteht, kann spätestens beim nächsten Stromausfall ein hohes Maß an Autarkie große Vorteile haben.
Was ist ein guter Autarkiegrad?
Solaranlagen von Privatpersonen weisen ohne Möglichkeiten der Stromspeicherung häufig einen Autarkiegrad zwischen 30 und 40% auf. Dies bedeutet, dass trotz der Solaranlage der Großteil des Stroms aus dem Netz bezogen wird.
Mit einem Solarspeicher kann dieser Wert in der Regel auf ungefähr 80% erhöht werden. Denn mit entsprechenden Speicherkapazitäten kann überschüssiger Solarstrom gespeichert und erst verwendet werden, wenn der Verbrauch über der Stromproduktion liegt.
Privathaushalte erzielen in den meisten Fällen keine Autarkiegrade, die deutlich über 80% liegen. Dies liegt zum einen daran, dass im Winter häufig zu wenig Strom produziert wird. Zum anderen ist es zumeist wirtschaftlich nicht sinnvoll, den kompletten Stromverbrauch in den Morgen- und Abendstunden mittels gespeichertem Solarstrom abzudecken, da die Speicher dann unwirtschaftlich groß dimensioniert werden müssten.
Die folgende Tabelle zeigt exemplarisch, wie autark Ihr Haushalt mit Photovoltaik sein sollte:
Stromverbrauch | Anlagengröße | Stromspeicher | Eigenverbrauch | Autarkiegrad |
|---|---|---|---|---|
2000 kWh | 5 kWp | Nein | 15% | 37% |
2000 kWh | 5 kWp | 8 kWp | 36% | 84% |
2000 kWh | 10 kWp | Nein | 8% | 41% |
3000 kWh | 5 kWp | Nein | 20% | 35% |
3000 kWh | 5 kWp | 8 kWp | 39% | 77% |
3000 kWh | 10 kWp | Nein | 11% | 39% |
3000 kWh | 10 kWp | 10 kWp | 28% | 86% |
5000 kWh | 10 kWp | Nein | 17% | 36% |
5000 kWh | 10 kWp | 10 kWp | 41% | 76% |
Wie können Sie den Autarkiegrad erhöhen?
Um den Autarkiegrad zu erhöhen, können mehrere Stellschrauben optimiert werden.
Senken Sie Ihren Stromverbrauch
Die einfachste Möglichkeit besteht darin, den eigenen Stromverbrauch zu senken. Die Stromkosten werden gesenkt und die Unabhängigkeit erhöht. Das ist jedoch keine nachhaltige Lösung. Sie müssen nämlich beachten, dass ein geringerer Eigenverbrauchsanteil dazu führt, dass Sie mehr Strom einspeisen. Bei einer EEG-Vergütung von aktuell unter 9 Cent je Kilowattstunden führt das zu einer geringeren Rendite.
Stromverbrauch intelligent planen
Zusätzlich sollte das Verbrauchsverhalten auch zeitlich hinterfragt werden. So sollte ein möglichst hoher Anteil des Stroms dann verbraucht werden, wenn die Sonne scheint. Eine einfache Möglichkeit zu einer Optimierung besteht beispielsweise darin, mithilfe der Zeitschaltuhr der Waschmaschine die Wäsche in den Mittagsstunden zu waschen.
Gute Planung der PV-Anlage
Als letzte Optimierungsmöglichkeit sollten schon bei der Planung der Solaranlage die Autarkiemöglichkeiten bedacht werden. Neben der konkreten Dimensionierung der Anlage müssen dabei auch die bereits erwähnten Speichermöglichkeiten in die Planung mit einbezogen werden.
Sind 100% Autarkie mit Photovoltaik möglich?
Prinzipiell ist eine komplette Autarkie mit Solarstrom möglich und wird als Photovoltaik-Inselanlage bezeichnet. Dies ist in den meisten Fällen allerdings nicht wirtschaftlich attraktiv und lohnt sich deshalb zumeist nur für Verbraucher wie beispielsweise Berghütten, die nicht ans Stromnetz angeschlossen werden können.
Für durchschnittliche Privatanwender hingegen sind die Speicherkosten zu hoch, um eine vollständige Autarkie anzustreben. Schließlich muss dann der verwendete Stromspeicher so dimensioniert werden, dass er auch über längere Phasen einer niedrigen Stromproduktion hinweg die Stromversorgung aufrechterhalten wird. Solche Phasen bestehen beispielsweise im Winter.
Um in der kalten Jahreszeit genügend Strom für eine vollständige Autarkie zu produzieren, wären neben leistungsfähigen Solarspeichern auch sehr große verfügbare Flächen für die Solarmodule notwendig.
Was ist der Unterschied zwischen Eigenverbrauch und Autarkie?
Auch wenn sowohl der Eigenverbrauch, als auch die Autarkie in Relation zum selbst verbrauchten Solarstrom stehen, beziehen sich diese beiden Begriffe auf sehr unterschiedliche Vorgänge.
Der Autarkiegrad ist die Menge an selbsterzeugten Strom, die Ihren Bedarf ohne Strombezug aus dem Netz deckt. Je höher der Anteil des durch die Solaranlage gedeckten Stromverbrauchs ist, desto höher ist die Autarkie zu bewerten. Diese lässt sich demnach auch durch eine Reduktion des Stromverbrauchs erhöhen.
Der Eigenverbrauch dient hingegen als ökonomisches Effizienzkriterium einer Solaranlage. Er gibt an, wie hoch der Anteil des selbst verbrauchten Stroms an der gesamten Solarproduktion ist. Diese Kenngröße ist damit insbesondere davon abhängig, ob die Stromproduktion zeitgleich zum Stromverbrauch anfällt beziehungsweise, ob entsprechende Speichermöglichkeiten für den Strom bestehen.
Wie berechnet sich der Photovoltaik Autarkiegrad?
Es ist relativ einfach, den Autarkiegrad zu berechnen. Denn dieser ist der Quotient aus dem selbstverbrauchten Solarstrom und dem Stromverbrauch.
Die Formeln für die Berechnung von Autarkie und Eigenverbrauch lauten:
Autarkie = 1 - zugekaufter Strom / verbrauchter Strom
Eigenverbrauch = verbrauchter Strom / produzierter Strom
Ein Beispiel: Ein Haushalt mit einem jährlichen Stromverbrauch von 4.000 kWh besitzt eine Solaranlage mit einer durchschnittlichen Stromproduktion von 2.5000 kWh. Hiervon werden 1.500 kWh ins Stromnetz eingespeist.
Der Eigenverbrauch beträgt demnach 1.000 kWh.
Der Autarkiegrad des entsprechenden Haushalts beträgt dann folglich 1.000 kWh / 4.000 kWh = 25%.
Der so berechnete Autarkiegrad stellt dabei einen jährlichen Durchschnittswert dar. Typischerweise ist der Autarkiegrad im Sommer höher als im Winter. Denn schließlich scheint die Sonne in den Sommermonaten länger. Dadurch kann auch ohne Speichermöglichkeiten über einen längeren Zeitraum Solarstrom genutzt werden.
Autarkiegrad PV-Anlage mit Speicher berechnen
Beim Einsatz eines Speichers unterscheidet sich die Berechnung und ist komplexer.
Die zusätzlichen Variablen lauten:
- Kapazität vom Speicher in kWh
- Maximale Entladetiefe
- Wirkungsgrad
Ein nützliches Tool für die Berechnung der Autarkie- und Eigenverbrauchsquote ist der Unabhängigkeitsrechner der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin.
Unabhängigkeitsrechner der HTW Berlin
Fazit
Autarkie bezeichnet die Fähigkeit einer Solaranlage, den anfallenden Stromverbrauch des Anlagenbesitzers zu decken. Je höher der Autarkiegrad, desto weniger Strom muss aus dem Netz bezogen werden.
Ohne entsprechende Maßnahmen erzielen die meisten privaten Solaranlagen einen Autarkiegrad von 30 bis 40%. Mithilfe von Stromspeichern und einem an die Stromproduktion angepassten Verbrauchsverhalten kann dieser durch Privatanwender auf Werte von ungefähr 80% gesteigert werden.
Das Anstreben eines höheren Autarkiegrades ist in den meisten Fällen wirtschaftlich nicht sinnvoll. Denn die hierfür nötigen Stromspeicher müssten extrem groß dimensioniert werden, wodurch sehr hohe Anschaffungskosten anfallen würden.