Die Rechnung hinter dem System: Was kostet Strom aus meinem Balkonkraftwerk mit Speicher wirklich?

Ein Balkonkraftwerk mit 2 kWp kann bei guter Ausrichtung ungefähr 2.000 kWh Solarstrom pro Jahr erzeugen.

Doch diese Zahl allein sagt noch nicht, wie viel Geld die Anlage tatsächlich spart.

Denn zwischen:

„Die Anlage erzeugt 2.000 kWh“

und:

„Der Haushalt spart den Kauf von 2.000 kWh Netzstrom“

besteht ein entscheidender Unterschied.

Solarstrom spart nur dann Geld, wenn er im eigenen Haushalt tatsächlich genutzt wird. Ohne Speicher muss der Verbrauch genau in dem Moment stattfinden, in dem die Anlage den Strom erzeugt.

Ein Speicher kann dieses Problem teilweise lösen: Er nimmt überschüssige Energie auf und stellt sie später zur Verfügung.

Damit macht er das Gesamtsystem zunächst teurer – kann aber gleichzeitig einen deutlich größeren Teil des erzeugten Solarstroms nutzbar machen.

Unser vereinfachtes Beispielsystem

Wir betrachten eine Anlage mit folgenden Komponenten:

Bestandteil	Angenommene Kosten
Vier Solarmodule mit zusammen 2 kWp	400 €
Wechselrichter mit 800 Watt	400 €
Aufständerung, Kabel und Montagematerial	400 €
Anlage ohne Speicher	1.200 €
Speicher mit 1 kWh Kapazität	365 €
Gesamtsystem mit 1-kWh-Speicher	1.565 €

Für die Rechnung nehmen wir außerdem an:

• Erzeugungspotenzial: 2.000 kWh pro Jahr

• Netzstrompreis: 30 Cent je kWh

• Betrachtungszeitraum: 10 Jahre

• keine Vergütung für eingespeisten Strom

• zunächst keine Reparaturen oder Ersatzgeräte

• vereinfachte Betrachtung ohne Finanzierungskosten

Diese Zahlen sind keine Garantie. Sie dienen dazu, die Zusammenhänge verständlich zu machen.

1. Was kostet die reine Stromerzeugung?

Die Anlage ohne Speicher kostet 1.200 Euro.

Bei einem Jahresertrag von 2.000 kWh erzeugt sie innerhalb von zehn Jahren theoretisch:

2.000 kWh × 10 Jahre = 20.000 kWh

Die rechnerischen Erzeugungskosten betragen:

1.200 € ÷ 20.000 kWh = 0,06 €/kWh

Das entspricht:

6 Cent je erzeugter Kilowattstunde

Bei einem geringeren Jahresertrag von 1.600 kWh wären es:

1.200 € ÷ 16.000 kWh = 7,5 Cent je kWh

Die reine Solaranlage kann den Strom in unserem vereinfachten Modell somit für ungefähr:

6 bis 7,5 Cent je erzeugter Kilowattstunde

bereitstellen.

Das klingt zunächst sehr günstig.

Diese Rechnung enthält allerdings einen entscheidenden Denkfehler, wenn daraus direkt die Amortisationszeit abgeleitet wird:

Nicht jede erzeugte Kilowattstunde wird automatisch selbst verbraucht.

2. Warum viele Käufer am Ende weniger sparen als erwartet

Vor dem Kauf wird häufig mit dem vollständigen Jahresertrag gerechnet.

Bei 2.000 kWh Solarstrom und einem Netzstrompreis von 30 Cent ergibt sich scheinbar:

2.000 kWh × 0,30 € = 600 € Ersparnis pro Jahr

Bei Anschaffungskosten von 1.200 Euro würde sich die Anlage rechnerisch nach nur zwei Jahren amortisieren.

Diese Rechnung setzt jedoch voraus, dass jede erzeugte Kilowattstunde im Haushalt genutzt wird und dadurch eine Kilowattstunde Netzstrom ersetzt.

Ohne Speicher ist das nur möglich, wenn Erzeugung und Verbrauch zeitgleich stattfinden.

In der Praxis wird ein Teil der Energie:

• unvergütet eingespeist,

• aufgrund der 800-Watt-Grenze nicht ausgegeben,

• bei einer Nulleinspeisung abgeregelt,

• oder zu einem Zeitpunkt erzeugt, an dem der Haushalt kaum Strom benötigt.

Genau hier entsteht häufig die Enttäuschung:

Die Anlage erzeugt möglicherweise tatsächlich die versprochene Energiemenge. Die jährliche Ersparnis fällt trotzdem deutlich geringer aus, weil die angenommene Eigenverbrauchsquote nicht erreicht wird.

Die Amortisationsrechnung wurde dann nicht unbedingt beim Kaufpreis oder beim Solarertrag schöngerechnet.

Sie wurde bei der tatsächlich nutzbaren Energiemenge zu optimistisch angesetzt.

Eine realitätsnähere Betrachtung anhand von Stundendaten

Um den Direktverbrauch ohne Speicher realistischer abzuschätzen, haben wir die stündlichen PVGIS-Daten einer südlich ausgerichteten 2-kWp-Anlage über zehn Jahre ausgewertet.

Wir betrachten drei unterschiedliche Grundlasten:

• 200 Watt,

• 300 Watt,

• 400 Watt.

Eine solche Grundlast kann beispielsweise durch mehrere gleichzeitig laufende Geräte entstehen:

• Kühl- und Gefrierschrank,

• Internetrouter und Netzwerkgeräte,

• Heizungssteuerung und Umwälzpumpen,

• Lüftungsanlage,

• NAS oder Server,

• Aquarium oder Terrarium,

• Smart-Home-Technik,

• Überwachungssysteme,

• Stand-by-Verbrauch und Ladegeräte.

Die einzelnen Geräte verbrauchen nicht dauerhaft exakt dieselbe Leistung. Die Grundlast beschreibt deshalb einen vereinfachten durchschnittlichen Verbrauch.

Wie viele Stunden wird die Grundlast vollständig gedeckt?

Die Auswertung ergibt:

Angenommene Grundlast	Vollständig gedeckt pro Jahr	Jahresdurchschnitt pro Tag
200 Watt	ca. 2.595 Stunden	ca. 7,1 Stunden
300 Watt	ca. 2.215 Stunden	ca. 6,1 Stunden
400 Watt	ca. 1.911 Stunden	ca. 5,2 Stunden

Die Tageswerte sind Jahresdurchschnitte.

Im Sommer kann die Grundlast über deutlich längere Zeiträume gedeckt werden. Im Winter kann die Leistung an einzelnen Tagen nur kurz oder gar nicht ausreichen.

Auch eine teilweise Deckung zählt

Die Grundlast wird nicht nur in den Stunden mit voller Leistung teilweise durch Solarstrom versorgt.

Erzeugt die Anlage beispielsweise 150 Watt bei einer Grundlast von 300 Watt, werden diese 150 Watt vollständig selbst verbraucht. Die fehlenden 150 Watt kommen aus dem Netz.

Deshalb wurde für jede Stunde der kleinere Wert aus:

• aktueller Solarleistung und

• vorhandener Grundlast

als Direktverbrauch angesetzt.

Auf unser vereinfachtes Jahrespotenzial von 2.000 kWh übertragen ergibt sich:

Grundlast	Direkt nutzbar pro Jahr	Anteil am Modulpotenzial
200 Watt	ca. 624 kWh	ca. 31 %
300 Watt	ca. 852 kWh	ca. 43 %
400 Watt	ca. 1.049 kWh	ca. 52 %

Wir sprechen hier bewusst vom nutzbaren Anteil des Modulpotenzials.

Diese Betrachtung berücksichtigt auch Solarenergie, die oberhalb der 800-Watt-Grenze liegt und je nach Systemarchitektur von einem DC-gekoppelten Speicher aufgenommen werden könnte.

Ohne Speicher werden in unserem Modell also nur ungefähr 31 bis 52 Prozent des möglichen Jahresertrags direkt genutzt.

Der übrige Strom entsteht nicht unbedingt „umsonst“. Er ersetzt jedoch ohne weitere Technik keinen Netzstrom im Haushalt.

3. Die reale Amortisation ohne Speicher

Nun rechnen wir nicht mehr mit dem theoretischen Jahresertrag, sondern mit der tatsächlich direkt genutzten Energie.

Haushalt mit 200 Watt Grundlast

Direkt genutzt:

624 kWh pro Jahr

Jährliche Ersparnis:

624 kWh × 0,30 € = rund 187 €

Amortisationszeit:

1.200 € ÷ 187 € = rund 6,4 Jahre

Kosten je tatsächlich genutzter Kilowattstunde über zehn Jahre:

1.200 € ÷ 6.240 kWh = rund 19,2 Cent/kWh

Haushalt mit 300 Watt Grundlast

Direkt genutzt:

852 kWh pro Jahr

Jährliche Ersparnis:

852 kWh × 0,30 € = rund 256 €

Amortisationszeit:

1.200 € ÷ 256 € = rund 4,7 Jahre

Kosten je tatsächlich genutzter Kilowattstunde über zehn Jahre:

1.200 € ÷ 8.520 kWh = rund 14,1 Cent/kWh

Haushalt mit 400 Watt Grundlast

Direkt genutzt:

1.049 kWh pro Jahr

Jährliche Ersparnis:

1.049 kWh × 0,30 € = rund 315 €

Amortisationszeit:

1.200 € ÷ 315 € = rund 3,8 Jahre

Kosten je tatsächlich genutzter Kilowattstunde über zehn Jahre:

1.200 € ÷ 10.490 kWh = rund 11,4 Cent/kWh

Zusammengefasst:

Grundlast	Jährliche Ersparnis	Reale Amortisation	Kosten je genutzter kWh
200 Watt	ca. 187 €	ca. 6,4 Jahre	ca. 19,2 Cent
300 Watt	ca. 256 €	ca. 4,7 Jahre	ca. 14,1 Cent
400 Watt	ca. 315 €	ca. 3,8 Jahre	ca. 11,4 Cent

Das gleiche Balkonkraftwerk kann sich in unterschiedlichen Haushalten also vollkommen unterschiedlich schnell amortisieren.

Nicht nur die Solarmodule entscheiden über das Ergebnis.

Entscheidend ist, wie gut die zeitliche Erzeugung zum tatsächlichen Verbrauch passt.

4. Was kostet das Verschieben mit einem Akku?

Nun betrachten wir einen Speicher mit:

• 1 kWh Kapazität,

• 365 Euro Kaufpreis.

Für unser vereinfachtes Modell nehmen wir zunächst an, dass der Speicher an 365 Tagen im Jahr jeweils eine Kilowattstunde aufnehmen und später wieder nutzbar abgeben kann.

Er verschiebt damit:

1 kWh × 365 Tage = 365 kWh pro Jahr

Über zehn Jahre ergibt sich:

365 kWh × 10 Jahre = 3.650 kWh

Die Kosten des Akkus je verschobener Kilowattstunde betragen:

365 € ÷ 3.650 kWh = 10 Cent/kWh

Bei 15 Jahren Nutzung wären es:

365 € ÷ 5.475 kWh = rund 6,7 Cent/kWh

Diese Rechnung beschreibt ausschließlich die Kosten des zeitlichen Verschiebens.

Sie ist nicht mit den Gesamtkosten des Solarstroms gleichzusetzen.

In der Praxis entstehen zusätzlich Speicherverluste. Außerdem wird der Akku im Winter oder an verbrauchsarmen Tagen nicht immer vollständig geladen und entladen.

Die angenommenen 365 kWh sind deshalb ein verständlicher, aber optimistischer Modellwert.

5. Was ermöglicht der erste 1-kWh-Speicher?

Der erste 1-kWh-Speicher kann unter unserer vereinfachten Annahme jährlich weitere 365 kWh nutzbar machen.

Damit verändert sich die Nutzung des Solarstrompotenzials folgendermaßen:

Grundlast	Direkt nutzbar	Zusätzlich durch Akku	Insgesamt nutzbar	Nutzungsquote
200 Watt	ca. 624 kWh	365 kWh	ca. 989 kWh	ca. 49 %
300 Watt	ca. 852 kWh	365 kWh	ca. 1.217 kWh	ca. 61 %
400 Watt	ca. 1.049 kWh	365 kWh	ca. 1.414 kWh	ca. 71 %

Der erste Speicher erhöht den nutzbaren Anteil des Jahresertrags damit deutlich.

Er hebt die Nutzung jedoch nicht automatisch auf 90 oder 100 Prozent an.

Dafür müssten weitere Überschüsse gespeichert oder zusätzliche Verbraucher gezielt in die Zeiten hoher Solarerzeugung verschoben werden.

6. Gesamtrechnung mit einem 1-kWh-Speicher

Das Gesamtsystem kostet nun:

1.200 € + 365 € = 1.565 €

Bei 200 Watt Grundlast

Nutzbare Energie:

989 kWh pro Jahr

Jährliche Ersparnis:

989 kWh × 0,30 € = rund 297 €

Amortisationszeit:

1.565 € ÷ 297 € = rund 5,3 Jahre

Systemkosten über zehn Jahre:

1.565 € ÷ 9.890 kWh = rund 15,8 Cent/kWh

Bei 300 Watt Grundlast

Nutzbare Energie:

1.217 kWh pro Jahr

Jährliche Ersparnis:

1.217 kWh × 0,30 € = rund 365 €

Amortisationszeit:

1.565 € ÷ 365 € = rund 4,3 Jahre

Systemkosten über zehn Jahre:

1.565 € ÷ 12.170 kWh = rund 12,9 Cent/kWh

Bei 400 Watt Grundlast

Nutzbare Energie:

1.414 kWh pro Jahr

Jährliche Ersparnis:

1.414 kWh × 0,30 € = rund 424 €

Amortisationszeit:

1.565 € ÷ 424 € = rund 3,7 Jahre

Systemkosten über zehn Jahre:

1.565 € ÷ 14.140 kWh = rund 11,1 Cent/kWh

Der Vergleich:

Grundlast	Amortisation ohne Speicher	Amortisation mit 1 kWh Speicher
200 Watt	ca. 6,4 Jahre	ca. 5,3 Jahre
300 Watt	ca. 4,7 Jahre	ca. 4,3 Jahre
400 Watt	ca. 3,8 Jahre	ca. 3,7 Jahre

In diesem vereinfachten Modell verbessert der erste Speicher die Nutzung und kann die Amortisationszeit verkürzen.

Wie groß der Vorteil tatsächlich ausfällt, hängt aber davon ab, ob die angenommenen 365 kWh wirklich jedes Jahr verschoben und später vollständig verbraucht werden.

Wichtig: Die Akkukosten nicht doppelt berechnen

Die zuvor berechneten 10 Cent je verschobener Kilowattstunde zeigen, wie sich der Kaufpreis des Akkus auf seinen Energiedurchsatz verteilt.

Bei der Gesamtsystemrechnung ist der Speicherpreis von 365 Euro jedoch bereits in den 1.565 Euro enthalten.

Die 10 Cent dürfen deshalb nicht noch einmal auf jede Kilowattstunde des Gesamtsystems aufgeschlagen werden.

Die getrennte Akkurechnung beantwortet lediglich die Frage:

Wie häufig muss der Speicher genutzt werden, damit sich sein Kaufpreis auf genügend verschobene Energie verteilt?

7. Warum ein größerer Speicher mehr Energie nutzbar machen kann

Mit einer Speichererweiterung kann die Nutzungsquote weiter erhöht werden.

Die zweite Kilowattstunde Speicher kann weitere Überschüsse aufnehmen, wenn:

• die erste Kilowattstunde bereits geladen wurde,

• danach noch Solarüberschuss vorhanden ist,

• und später genügend Verbrauch besteht, um die zusätzliche Energie wieder zu entladen.

Bei der dritten oder vierten Kilowattstunde werden diese Bedingungen an immer weniger Tagen vollständig erfüllt.

Der erste Teil des Speichers erreicht deshalb in der Regel die meisten Ladezyklen.

Jede weitere Speicherstufe besitzt zwar zusätzliche Kapazität, wird im Jahresdurchschnitt aber voraussichtlich seltener vollständig genutzt.

Die erste Kilowattstunde ist leichter auszulasten

Um einen 1-kWh-Speicher vollständig zu laden, genügt ein Überschuss von einer Kilowattstunde.

Für einen Speicher mit 4 kWh müssen an einem Tag dagegen vier Kilowattstunden Überschuss vorhanden sein.

Zusätzlich müssen diese vier Kilowattstunden später auch wieder benötigt werden.

Im Sommer kann dies häufig möglich sein.

Im Winter, bei bewölktem Wetter oder niedrigem Verbrauch bleibt ein Teil der zusätzlichen Kapazität dagegen ungenutzt.

Das bedeutet:

Mehr Speicher erhöht die Flexibilität – aber nicht jede zusätzliche Kilowattstunde bringt den gleichen wirtschaftlichen Nutzen.

Daraus ergibt sich eine ideale Speichergröße

Ein zu kleiner Speicher ist an sonnigen Tagen früh voll.

Weitere Überschüsse werden dann eingespeist oder bei einer Nulleinspeisung abgeregelt.

Ein zu großer Speicher kostet mehr, wird aber möglicherweise nur an wenigen Tagen vollständig genutzt.

Die wirtschaftlich sinnvolle Speichergröße liegt zwischen diesen beiden Extremen.

Sie sollte:

• regelmäßig vorhandene Überschüsse aufnehmen,

• zum späteren Verbrauch passen,

• häufig geladen und entladen werden,

• unnötige Einspeisung reduzieren,

• Abregelung vermeiden,

• und trotzdem keine dauerhaft ungenutzte Kapazität verursachen.

Die beste Speichergröße ist deshalb nicht automatisch die größte.

Es ist die Größe, die zusätzliche Flexibilität und tatsächliche Kostenersparnis sinnvoll miteinander verbindet.

Die Speichergröße lässt sich nicht nur aus dem Jahresertrag ableiten

Zwei Haushalte können jeweils 2.000 kWh Solarstrom erzeugen und trotzdem eine vollkommen unterschiedliche ideale Speichergröße benötigen.

Entscheidend sind unter anderem:

• Grundlast des Haushalts,

• Verbrauch am Abend und in der Nacht,

• Dauer und Höhe der Solarüberschüsse,

• saisonale Unterschiede,

• steuerbare Verbraucher,

• Lade- und Entladeleistung,

• Wirkungsgrad,

• 800-Watt-Grenze,

• Nulleinspeisung,

• und die tatsächliche Anzahl der Vollzyklen.

In unserem Ratgeber „Balkonkraftwerk mit Speicher“ erklären wir die Bestimmung einer passenden Speichergröße deshalb ausführlicher.

Dabei betrachten wir nicht nur die Nennkapazität des Akkus, sondern das Zusammenspiel aus Erzeugung, Verbrauch, Speicherleistung und Steuerung.

Button: Passende Speichergröße besser einschätzen

8. Der Akku bringt die Notwendigkeit einer Steuerung mit sich

Ein Speicher schafft die Möglichkeit, Solarstrom zeitlich zu verschieben.

Damit entsteht gleichzeitig die Notwendigkeit, Erzeugung, Speicherfüllstand und Verbrauch aufeinander abzustimmen.

Die Steuerung muss erkennen:

• wie viel Solarstrom gerade erzeugt wird,

• wie hoch der aktuelle Haushaltsverbrauch ist,

• wie viel freie Speicherkapazität vorhanden ist,

• wann Solarüberschüsse entstehen,

• wann Netzstrom bezogen wird,

• und wann eine Entladung tatsächlich Netzstrom ersetzt.

Ohne eine passende Messung und Steuerung kann der Akku:

• zum falschen Zeitpunkt voll sein,

• trotz Überschuss nicht laden,

• unnötig früh entladen,

• Energie zurückhalten, obwohl Netzstrom bezogen wird,

• oder bei einer Nulleinspeisung unnötige Abregelung verursachen.

Der Akku stellt die Flexibilität bereit.

Die Steuerung entscheidet, ob diese Flexibilität tatsächlich genutzt wird.

Button: Warum die Steuerung über die Amortisationszeit entscheidet

Fazit

Eine 2-kWp-Anlage besitzt in unserem Modell ein Erzeugungspotenzial von ungefähr 2.000 kWh pro Jahr.

Die theoretischen Erzeugungskosten liegen bei rund:

6 bis 7,5 Cent je erzeugter Kilowattstunde

Ohne Speicher kann jedoch nur der Strom genutzt werden, der zeitgleich zum Verbrauch entsteht.

Unsere Stundenauswertung zeigt:

• bei 200 Watt Grundlast rund 624 kWh direkte Nutzung,

• bei 300 Watt Grundlast rund 852 kWh,

• bei 400 Watt Grundlast rund 1.049 kWh.

Dadurch liegt die reale Amortisationszeit ohne Speicher je nach Grundlast nicht bei zwei Jahren, sondern in unserem Modell ungefähr zwischen:

3,8 und 6,4 Jahren

Ein 1-kWh-Speicher kann unter vereinfachten Annahmen weitere 365 kWh pro Jahr zeitlich verschieben.

Dadurch steigt der nutzbare Anteil des Solarstrompotenzials in unseren Beispielen auf ungefähr:

49 bis 71 Prozent

Mit mehr Speicherkapazität kann die Nutzungsquote weiter erhöht werden.

Jede zusätzliche Kilowattstunde Speicher wird allerdings voraussichtlich an weniger Tagen vollständig geladen und entladen.

Genau daraus entsteht die ideale Speichergröße:

groß genug für regelmäßig vorhandene Überschüsse, aber klein genug für eine häufige und wirtschaftliche Nutzung.

Der Akku macht das Gesamtsystem zunächst teurer.

Sein wirtschaftlicher Nutzen entsteht dadurch, dass er Solarstrom zu einem späteren Verbrauchspunkt führt, an dem dieser tatsächlich Netzstrom ersetzt.

Ob das gelingt, hängt nicht allein von der Speicherkapazität ab.

Es hängt maßgeblich von Verbrauchsmessung, Steuerung und der richtigen Dimensionierung des gesamten Systems ab.