Wie funktioniert Phovo?

Auf phovo.de finden Sie für die größten Städte in Deutschland "Solarprofile", die über den Stand und weiteren Ausbau ihrer jeweiligen Solarenergienutzung informieren. Ziel ist es, den grundsätzlich an Photovoltaik interessierten Bürgern als auch den Bürgern, die sich konkret für die Installation einer Anlage interessieren, alle stadtspezifischen Informationen auf einer Seite gebündelt zu präsentieren.

phovo.de bietet Investoren und Betreibern von Photovoltaikanlagen eine solide Bewertungsgrundlage, die Energieerträge ihrer PV-Anlage mit in der Praxis gemessenen Ertragswerten zu vergleichen und zu analysieren. Überdies finden Sie alle wichtigen städtischen und kommunalen Informationen zur Planung und Bau einer Photovoltaikanlage.

Auf phovo.de finden Sie für jede Stadt in Deutschland die in der Praxis gemessenen Erträge von Solaranlagen.

Hier finden Sie die in der Praxis gemessenen Leistungs- und Ertragsdaten von PV-Anlagen in Karlsruhe, Prognose-Werte für den Betrieb einer 10 kW-Anlage und einen Angebotsvergleich von Solarfachunternehmen in Karlsruhe:

Kurz-Übersicht:
  • Anteile Erneuerbarer Energien in Karlsruhe
  • Analyse der Karlsruheer Photovoltaik-Systeme
  • Beispiel: Nutzen & Erträge einer 10 kW-Anlage
  • Solar-Betriebe in Karlsruhe im Überblick
  • Anhang: Datenquellen & Umrechnungen

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Klimaschutz in Karlsruhe: Welchen Anteil trägt Solarstrom bei?

In Karlsruhe nimmt die Solarenergienutzung mit 56.74 Prozent (Stand Ende 2015) einen bedeutenden Anteil an der Stromproduktion aus Erneuerbaren Energien ein.

Photovoltaik zählt inzwischen zu den preiswertesten Energieformen. Solarstrom rechnet sich für Privatleute und Unternehmen gleichermaßen und macht sich gesamtgesellschaftlich bezahlt. Der Ausbau der Solarstromerzeugung trägt wesentlich zur Erreichung der Klimaschutzziele bei. So wurden im Jahr 2017 Emissionen mit einem Treibhausgaspotenzial von rund 25 Millionen Tonnen Kohlendioxid-Äquivalenten vermieden.

Mit einer Photovoltaik-Anlage kann man auf dem eigenen Dach günstig eigenen, klimafreundlichen Solarstrom erzeugen. Immer mehr Menschen nutzen dazu auch einen Solarstromspeicher. So können sie den günstigen und klimafreundlichen Strom aus eigener Erzeugung auch nach Sonnenuntergang nutzen. Den Strom, den sie nicht selbst verbrauchen, speisen Sie einfach ins Stromnetz ein und erhalten hierfür eine Vergütung.

Anlagendaten: Wissenswertes über die in Karlsruhe installierten PV-Systeme

Nachfolgend finden Sie die wichtigsten, in der Praxis gemessenen Daten der in Karlsruhe installierten Solaranlagen. Grundlage der Datenanalyse in Karlsruhe sind 1382 Photovoltaik-Anlagen. Dies entspricht der Anzahl der zum EEG zugelassenen Anlagen bis einschließlich 2015. Die Anlagendaten in Karlsruhe basieren auf den Meldedaten des Übertragungsnetzbetreiber TransnetBW GmbH, der gemäß des Gesetzes für den Ausbau erneuerbarer Energien (EEG) verpflichtet ist, die von den Anlagenbesitzern übermittelten Ertrags- und Leistungsdaten zu veröffentlichen.

Wie groß sollte meine Fotovoltaik-Anlage ausgelegt sein?

Jedes Photovoltaik-Projekt sollte mit einem ausführlichen Beratungsgespräch beginnen, um herauszufinden, ob die baulichen Voraussetzungen grundsätzlich eine Dach-, Balkon-, Carport- oder Fassadenanlage zulassen. Dann sollte der Energieverbrauch des Haushalts bzw. Gewerbebetriebes analysiert werden, um die optimale Anlagengröße zu bestimmen.

Da die Anlagenpreise in den letzten Jahren stark gesunken sind, liegen die Erzeugungskosten für Solarstrom mittlerweile deutlich unter dem durchschnittlichen Strombezugspreis für Privat- und auch für Gewerbekunden. Daher lohnt sich generell ein möglichst hoher Eigenverbrauchsanteil, um Strombezugskosten einzusparen.

Je größer der Stromverbrauch, desto mehr Strom kann auch selbst verbraucht werden, desto größer kann auch die PV-Anlage ausgelegt werden. Daher gibt es in Karlsruhe entsprechend der vorherrschenden Demografie mit einem Anteil von 73 Prozent besonders viele Kleinanlagen. 22 Prozent sind Anlagen von 10 bis 50 Kilowatt auf größeren Gebäuden und 4 Prozent sind größere, gewerblich betriebene Solaranlagen.

Wieviel Sonnenenergie wandelt eine Anlage in Karlsruhe in PV-Strom um?

946.99
kWh/KW pro Jahr

Während der vergangenen Jahre wurde - bezogen auf alle Dachanlagen in Karlsruhe - ein Solar-Stromertrag von 946.99 kWh pro Kilowattp erzielt. Tipp: Bei der Planung Ihrer Anlage können Sie für rund 1.000 Kilowattstunden Strom, die ein Haushalt pro Jahr verbraucht, in etwa ein Kilowatt Nennleistung einplanen.

Wieviel Sonnenenergie letztlich in Solarstrom umgewandelt wird, ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Grundsätzlich zählen hierzu die Sonneneinstrahlung, die Modulausrichtung und Verschattung als auch der Wirkungsgrad der Module und des Wechselrichters.

Um zu beurteilen, ob eine Anlage viel oder wenig Strom produziert, bietet sich ein Vergleich der produzierten Solarstrommenge pro installiertem Kilowatt Anlagenleistung an. Im deutschlandweiten Durchschnitt werden pro kWp 934 kWh produziert.

So machen Sie sich unabhängiger vom Stromversorger

Der Stromverbrauch eines Haushaltes kann sehr unterschiedlich ausfallen: Eine energiebewusst lebende Familie mit drei Kindern kann durchaus mit jährlich 3.500 kWh auskommen. Bei einem alleinstehenden Ehepaar mit Elektroheizung oder Wärmepumpe ist hingegen ein Verbrauch von 6.000 kWh auch nicht ungewöhnlich. In beiden Lebenssituationen kann aber bereits eine kleine Solaranlage helfen, Kosten zu sparen und umweltfreundlicher zu wohnen.

Denn Strom aus einer Photovoltaikanlage kostet die Eigentümer oder auch Mieter heute deutlich weniger als die Kilowattstunde vom Energieversorger. Es rechnet sich daher, möglichst wenig Strom aus dem Netz zu beziehen und möglichst viel Solarstrom zum Betrieb der elektrischen Geräte im Haus zu verwenden.

946.99
kWh / Jahr

≙ 17 Personen

Der über alle Solaranlagen in Karlsruhe gemittelte Solarstromertrag liegt bei 17978.11 kWh/a pro Dachanlage. Legt man grob überschlagen einen Strombedarf von 1.000 kWh pro Person und Jahr zugrunde, so könnten mit diesem solaren Jahresertrag etwa 17 mit Solarstrom pro Jahr versorgt werden.

Wie groß muss Ihr Dach für eine typische PV-Anlage in Karlsruhe sein?

0 kWpeak

Ø pro Anlage: 69 Module

Im Schnitt liegt die Anlagenleistung in Karlsruhe bei 18.98 kWp. Um auf die Leistung einer durchschnittlichen PV-Anlage in Karlsruhe zu kommen, brauchen Sie etwa 69 moderne Solarmodule mit 60 Solarzellen und rund 275 Wattp.

Heute werden PV-Anlagen so konzipiert, dass sie besonders wirtschaftlich betrieben werden können. Das heißt, dass es nicht immer sinnvoll ist, das gesamte Dach mit Solarmodulen zu belegen, wenn es keinen Abnehmer oder Stromspeicher für einen möglichst hohen Eigenverbrauch gibt. Bei der Planung der Dachbelegung sollte zudem beachtet werden, dass bei Spitzdächern immer nur eine Dachseite belegt werden kann und auch Gauben und Dachfenster ausgespart werden müssen. Daher kann man im Gegensatz zu einer Flachdachanlage häufig nicht die gesamte Dachfläche für eine PV-Anlage einplanen. Beim Flachdach beschränkt hingegen hauptsächlich die Statik, wieviele Module installiert werden können.

In der Praxis geht man daher von den folgenden Faustregeln aus: Auf 10 m2 Dachfläche können auf einem Satteldach rund 1 kWp Leistung installiert werden. Auf einem Flachdach kann man hingegen mit 30 m2 pro 1 kWp kalkulieren.

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Berechnung der Solarerträge einer 10 kW Anlage

Selbst Strom zu erzeugen und zu nutzen ist für alle interessant, die ausreichend Platz für PV-Module auf ihrem Dach haben. Doch der Strom einer Solaranlage steht für viel mehr als die reine Anzahl der Kilowattstunden: Mit Ihrem Solarstrom vermeiden Sie fossile Ressourcen, Sie können vollkommen CO2-frei heizen, sich physisch autark versorgen oder selbst zum grünen Tankwart Ihres Elektroautos werden. phovo.de hat stellt Ihnen hier vor, was Sie mit Ihrem eigenen Solarstrom in Karlsruhe alles anfangen können

So viele Kilometer können Sie mit einem Elektroauto solar fahren!

Auf einem durchschnittlichen unverschatteten Eigenheimdach lässt sich rechnerisch problemlos der Jahresstrombedarf einer fünfköpfigen Familie inklusive Strombedarf für das eigene E-Auto decken. Insbesondere die Integration von Photovoltaik und Energiespeicher kann sich daher für E-Autoeigentümer je nach elektrischem Lastprofil bzw. den sich durch das Fahrprofil ergebenden Lastgang lohnen.

Durch einen eigenen Solarakku können wesentlich mehr „grüne“ Kilometer gefahren werden als durch die ausschließliche Nutzung des direkten Stroms aus der Photovoltaikanlage. Wird der Photovoltaikstrom gespeichert, können rund drei Mal so viele Kilometer pro Jahr mit dem eigenen Solarstrom gefahren werden.

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Tesla Model S

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Renault ZOE

Ihre Photovoltaik-Anlage eröffnet Ihnen die Möglichkeit, Ihre persönliche Energiewende vom Haus auf die Straße auszuweiten. Denn mit solar erzeugtem Strom in der Batterie von E-Fahrrad oder Auto sind Sie in Karlsruhe und Umgebung immer umweltfreundlich unterwegs. Fahren Sie z. B. einen Elektro-Kleinwagen mit 13 kWh Verbrauch auf 100 km dann können Sie insgesamt 64862 Kilometer ganz ohne Abgas und Gestank zurücklegen. Mit einem leistungsstärkeren E-Mobil mit höherer Reichweite und einem Stromverbrauch von 20 kWh pro 100 km schaffen Sie immerhin noch 39132 km pro Jahr!

Klimaschutz: Mit jeder kWh Solarstrom vermeiden Sie Treibhausgase

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kgCO2 / Jahr

= 391 Bäume

Werden auch Sie zum Klimaschützer! Mit einer 10 kW Solaranlage sparen Sie in Karlsruhe rund 4886 kg CO2 pro Jahr ein. Das entspricht in etwa dem Aufnahme-Potenzial von 391 Bäumen.

Photovoltaikanlagen erzeugen grünen Strom vom Dach und sparen damit CO2 ein, das sonst durch z. B. ein Kohlekraftwerk in die Atmosphäre gelangt wäre. Wie viel CO2 eingespart wird, kann man anhand der CO2-Emissionen einer Kilowattstunde Strom aus dem "deutschen Energiemix" ermitteln. Diese betragen etwa 500 bis 600 Gramm CO2 pro kWh. Auf dieser Grundlage kann man dann ermitteln, wieviele Bäume nötig wären, um diese Menge CO2 wieder aus der Luft zu reinigen.

Wir haben den Stromertrag unserer Beispiel-Photovoltaik Anlage auf einem typischen Hausdach in Karlsruhe dazu mit einer typischen Buche verglichen, die 80 Jahre braucht, um eine Tonne CO2 aus der Luft aufzunehmen.

Zum Vergleich: Soviel Brennstoff lässt sich durch Solarstrom ersetzen

Die Solarenergie ist die größte Energiequelle in unserer Milchstraße. Die jedes Jahr auf die Erde einstrahlende Solarenergie ist mehr als 10.000-fach so groß wie der Weltenergiebedarf der Menschheit. Heute wandeln Solarzellen diese Lichtenergie in elektrische Energie um. Umgerechnet in unsere konventionellen Energieträger können viele Liter Heizöl, Kubikmeter Gas oder Kilogramm Holz eingespart werden.

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kWh/Jahr

Solarstrom

  • ≙ 955L Heizöl
  • ≙ 947m3 Erdgas
  • ≙ 2255kg Holz

Eine durchschnittliche 10 kWp Solarstrom-Dachanlage kommt in Karlsruhe auf eine jährliche Stromproduktion von 9469.9 kWh. Können Sie als Laie mit dieser Zahl etwas anfangen? Zum Vergleich haben wir diese Energiemenge umgerechnet: Diese solar produzierte Strommenge entspricht 955 Litern für Ihre Ölheizung, 947 m3 Gas für Ihre Therme oder ganzen 2255 kg Holz für Ihren Kamin!

Power-to-Heat: Photovoltaik und Wärmepumpen kombinieren

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Erdwärmepumpe

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Luftwärmepumpe

Mit einer 10 kW PV-Anlage auf Ihrem Hausdach können Sie in Karlsruhe mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe ungefähr 37880 kWh pro Jahr umweltfreundliche Wärme erzeugen. Mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe erzeugen Sie immerhin 28410 kWh pro Jahr. Im Durchschnitt können Sie mit 33145 kWh dieser Wärme einen Neubau mit 474 m2 oder einen Altbau mit 110 m2 beheizen.

Mit einem Heizstab oder einer Wärmepumpe lässt sich Heizungs- als auch Brauchwasser mit selbst erzeugtem Strom aus der Solaranlage auf dem Dach aufheizen. Damit erhöht ihr den Eigenverbrauch eurer selbst erzeugten Solarenergie, spart Heizkosten und schont die Umwelt.

Besonders effizient ist das Heizen mit einer Wärmepumpe mit Energiemanager. Dieser steuert die Anlage automatisch so, dass die Wärmepumpe möglichst dann Energie aufnimmt, wenn die Sonne scheint. Der Pufferspeicher hält die Wärme dann für die Abend- und Nachtstunden vor, so dass ihr abends und nachts weniger Netzstrom beziehen müsst.

Eigenen Solarstrom rund um die Uhr speichern & selbst verbrauchen

Wer dauerhaft mehr Strom aus der eigenen Anlage nutzen will, für den lohnt es sich in vielen Fällen, einen Batteriespeicher zu installieren. Mit einer eigenen Photovoltaik-Anlage lassen sich rund 30 Prozent des Stromverbrauchs im Haushalt selbst durch eigenen Solarstrom decken. Das meiste wird dann ins Stromnetz von Karlsruhe eingespeist, da der Sonnenstrom abends oder nachts nicht zur Verfügung steht.

Wird die Anlage mit einem Batteriespeicher ergänzt, lässt sich der Anteil des Eigenverbrauchs auf etwa 70 Prozent erhöhen. Denn so wird der erzeugte Strom zwischengespeichert und kann später verbraucht werden. Wer eine Anschaffung plant, sollte sich zudem informieren, ob es Fördermittel wie Zuschüsse oder zinsgünstige Darlehen gibt.

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mit Speicher

Mit einer speicherbasierten Solaranlage kann man mehr Strom selbst verbrauchen. Dadurch spart man auch die höheren Stromkosten des Stromanbieters ein. Mit Speicher kommt man so auf Einnahmen von 2330 Euro, ohne Speicher nur auf 1648 Euro. Ob sich ein Speicher lohnt, hängt jedoch von den Speicherkosten pro kWh ab.

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Einzelnachweise zu den Quellen und Daten-Umrechnung

Die Anlagendaten in Karlsruhe basieren auf den Meldedaten der Übertragungsnetzbetreiber, die gemäß dem Gesetz für den Ausbau erneuerbarer Energien (EEG) verpflichtet sind, die übermittelten Daten zu veröffentlichen. Die von den Netzbetreibern 50Hertz, Amprion, TransnetBW und Tennet veröffentlichten Solaranlagendaten (bis einschließlich August 2015) wurden von phovo.de entsprechend der Postleitzahl zu den jeweiligen Städten und Gemeinden aggregiert. Für die Richtigkeit der hier dargestellten Leistungs- und Ertragsdaten übernimmt phovo.de keinerlei Gewähr oder Haftung.

Insgesamt wurden 1382 Solaranlagen in Karlsruhe ausgewertet und ihre Gesamtleistung ins Verhältnis zur Gesamtleistung anderer, erneuerbarer Energiequellen zur Stromerzeugung in Karlsruhe gesetzt. Wind- und Solarkraft sind in aller Regel die am meisten genutzten Erneuerbaren Energien. Ihr Anteil variiert häufig je nachdem, ob es sich um Nord- oder Süddeutschland und um ländliche oder stärker besiedelte Gebiete handelt.

Die dargestellten Ertragsdaten pro Kilowatt beziehen sich auf alle Betriebsjahre der jeweiligen PV-Anlage außer dem Inbetriebnahmejahr bis Ende 2015. Die Ertragsdaten sind Durchschnittswerte und dürften daher aufgrund technologischen Fortschritts (z. B. wegen effizienterer Module, besserer Wechselrichter oder Einsatz von Leistungsoptimiertern) zukünftig etwas höher ausfallen.

Für die Verteilung der Solaranlagen in Karlsruhe nach der kW-Größe wurden alle Solaranlagen-Daten (Dach- als auch Freiflächenanlagen) ausgewertet. Für alle weiteren Infografiken zum Anlagenbestand und zum hochgerechneten Anlagenertrag wurden nur die Daten der in Karlsruhe befindlichen 905 Dachanlagen einbezogen.

Zur Berechnung der Anzahl der Module, die nötig werden, um in Karlsruhe die durchschnittliche Leistung einer Dach-Solaranlage zu erreichen, wurde eine durchschnittliche Modulleistung von 275 Wattp pro Modul angenommen. 1 Kilowatt PV-Modulleistung entspricht dabei rund 6 m2 Solarmodulfläche. Ein Modul ist dann rund 1,5 m2 groß. Da jedoch nur ganze Module verwendet werden können, wird die benötigte Modulzahl hier aufgerundet. Zudem müssen bei der Berechnung der benötigten Dachfläche Hindernisse auf dem Dach berücksichtigt werden. Die in der Praxis benötigte Dachfläche liegt daher eher über der hier angegeben Dachfläche.

Zur Gegenüberstellung der jährlichen Solarstromproduktion und dem potenziellen Beitrag zur Strombedarfsdeckung wurde vereinfachend ein Stromverbrauch von 1.000 kWh pro Kopf pro Jahr angenommen. In der Realität ist der Strombedarf jedoch von weiteren Faktoren abhängig. Hierbei spielt es vor Allem eine Rolle, ob das Haus von einer Familie mit Kindern oder einem berufstätigen Ehepaar ohne Kinder bewohnt wird. Zudem ist ebenfalls entscheidend, ob das Brauchwasser elektrisch oder per Zentralheizung erwärmt wird.

Grundlage der hier angegebenen Ertragsdaten sind die in Karlsruhe gemessenen Anlagendaten, hochgerechnet auf eine 10 kWp-Solaranlage. Zur Umrechnung des Energiegehalts von Solarstrom wurde ein Heizwert für Erdgas von 10 kWh/m3, für Heizöl EL von 11,8 kWh/m3 und für lufttrockenes Holz von 4,2 kWh/m3 angenommen. Hierbei muss beachtet werden, dass in der Praxis auch höhere Erträge in Brennwertheizungen und geringere Erträge in älteren Heizungen eintreten können.

Die Betriebseffizienz einer Wärmepumpe ist in hohem Maße von den vor Ort in Karlsruhe herrschenden Bedingungen abhängig. Durchschnittlich kann man jedoch realistisch mit einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4 für Erdwärmepumpen und von 3 für Luftwärmepumpen rechnen. Genauere Prognosen sind insbesondere von der Dämmung des Hauses, von der benötigten Vorlauftemperatur und dem Verbrauch an warmen Brauchwasser abhängig. Um die mit einer Wärmepumpe beheizbare Wohnfläche zu berechnen, haben wir eine Wärmepumpe mit einer JAZ von 3,5 angenommen und in Bezug zum Heizwärmebedarf eines Niedrigenergiehauses (nach EnEV 2002) von 70 kWh/m2a und eines nicht sanierten Wohnhauses mit Baujahr 1960 bis 1980 von 300 kWh/m2a gesetzt.

Die Berechnungen zum wirtschaftlichen Ertrag einer Solaranlage in Karlsruhe basieren auf der Annahme, dass es möglich ist, ohne Solarstrom-Batterie eine Eigenverbrauchsquote von 30% und mit PV-Stromspeicher eine von 70% zu erreichen. Der jeweils nicht genutzte Reststrom wird mit entsprechender EEG-Vergütung in das Stromnetz von Stadtwerke Karlsruhe Netzservice GmbH Die Erlöse der Solaranlage wurden anhand eines Haushaltsstrompreises von 30 Cents (brutto) und einer Einspeisvergütung von 12 Cents berechnet.

Laut Umweltbundesamt (UBA) werden bei der Erzeugung einer Kilowattstunde Strom für den Endverbrauch ohne Berücksichtigung des Stromhandelssaldos in Deutschland auf der Basis vorläufiger Daten für das Jahr 2016 516 Gramm pro Kilowattstunde Kohlendioxid als direkte Emission aus der Verbrennung fossiler Energieträger angenommen. Dieser Wert wurde angenommen, um das Klimaschutz- bzw. CO2-Einsparpotenzial einer beispielhaften 10 kW-Solaranlage in Karlsruhe zu berechnen. Die CO2-Emissionen von Solarstrom wurden vereinfachend mit Null angenommen. Als Baum wurde die Buche gewählt, die 80 Jahre braucht, um eine Tonne CO2 aus der Luft aufzunehmen.

Zur Berechnung der Reichweite eines Elektroautos auf Grundlage des jährlich in Karlsruhe erzielbaren Solarertrags wurde angenommen, dass ein kleiner elektromotorisiertes E-Auto im Durchschnitt etwa 13 kWh pro 100 km und ein größerer motorisiertes Elektroauto 20 kWh pro 100 km benötigt. Bei diesen Verbrauchsangaben handelt es sich um Beispiel-Werte, die für kein spezielles Modell, sondern für eine elektromobile Fahrzeugklasse ausgewählt wurden.