Lebensdauer Photovoltaik: Wie lange hält eine Solaranlage?

In diesen Artikel geht es um die Lebensdauer von Photovoltaikanlagen. Sie lernen, wie lange Solaranlagen wirklich halten. Dabei gehen wir insbesondere auf die Lebensdauer der einzelnen PV-Komponenten ein.

Lebensdauer einer Photovoltaikanlage

Die mittlere Lebensdauer einer PV-Anlage beträgt 25 bis 35 Jahre. Waferbasierte kristalle Solarzellen (c-Si) halten bis zu 40 Jahren. Wechselrichter fallen durchschnittlich nach 15 Jahren aus. Der Energiegewinn von Solarmodulen sinkt durch Alterung um ca. 0,15 % pro Jahr (Leistungsdegradation).

Eine PV-Anlage ist im Prinzip die Summe aller installierten Komponenten. Ist ein essenzielles Teil kaputt, funktioniert die gesamte Solaranlage nicht mehr.

Die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage kann nie hundertprozentig exakt vorher gesagt werden. Stattdessen ist es wichtig, die durchschnittliche Spannweite der Lebensdauer zu kennen. Der nachfolgenden Tabelle können Sie diese Information entnehmen.

Photovoltaik-Lebensdauer im Überblick:

Lebensdauer im Vergleich zu Garantie und Gewährleistung

Die technische Lebensdauer oder Haltbarkeit gibt die Dauer bis zum kompletten Versagen des technischen Geräts an. 

Bei jedem Abschluss eines Kaufvertrags, gibt es in Deutschland die gesetzliche Gewährleistung, dies gilt auch für den Kauf einer Photovoltaikanlage. Der für den Verkauf und Installation zuständige Solarteur, haftet 2 Jahre lang für etwaige Mängel. So gibt es z.B. den Anspruch auf Nacherfüllung (§ 439 BGB).

Darüber hinaus gibt es von allen Photovoltaik-Herstellern freiwillige Garantieleistungen, welche gesetzlich nicht vorgeschrieben sind. 

Alle Anlagenkomponenten, von vertrauenswürdigen Photovoltaik-Firmen, bieten immer eine Produktgarantie an. Damit wird garantiert, dass die Lebensdauer mindestens ein gewisses Alter erreicht.

Sollte es zu einem früheren Defekt kommen, sorgt die Firma für kostenlosen Ersatz. Allerdings liegt die Produktgarantie für Photovoltaik-Komponenten deutlich unter der tatsächlichen Haltbarkeit und kommt somit nur selten zum Einsatz.

Für Solarmodule gibt es noch eine weitere Garantie: die Leistungsgarantie. 

Leistungsgarantien geben an, wie hoch der minimale Ertrag vom Modul nach einer bestimmten Zeit ist. Typischerweise werden 80 % Leistung nach dem Ablauf von 25 Jahren garantiert.

Welche Einflussfaktoren bestimmen die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage?

Für die Lebensdauer von Photovoltaikanlagen gibt es diverse Einflussfaktoren. Die wichtigsten sind:

Wie kann die Lebensdauer der Solaranlage verlängert werden?

Damit eine lange Lebensdauer gewährleistet ist, sollten die Planung, sowie die Photovoltaik-Montage von einer Fachfirma durchgeführt werden.

Die einzelnen Komponenten sollten von bekannten Solarunternehmen bezogen werden. No-Name-Produkte sind zu vermeiden.

Darüber hinaus gibt es weitere Faktoren, welche wir uns jetzt anschauen:

Photovoltaik-Anlagen-Monitoring

Nach der Inbetriebnahme der PV-Anlage läuft diese von selbst. Trotzdem ist es wichtig, regelmäßig die Funktion der Photovoltaikanlage zu überprüfen. So können auftretende Fehlfunktionen oder Defekte schnell erkannt werden.

Bei langfristigen Ausfällen, z.B. von einem Solar-String oder des PV-Wechselrichters, kommt es nämlich zu (vermeidbaren) Einnahmeverlusten. Die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage verschlechtert sich.

Die Lösung für das Problem ist die Nutzung einer Anlagenüberwachung der Photovoltaikanlage. Dafür gibt es verschiedenen Varianten:

Der Vorteil von einem Monitoring-System ist die Fernüberwachung inkl. automatischer Benachrichtigungen. So kann der PV-Fachbetrieb aus der Ferne bereits die meisten Fehler erkennen.

Wartung und Reinigung von PV-Anlagen

Die Bestandteile der Photovoltaikanlage gelten insgesamt als wartungsfrei bzw. wartungsarm.

Allerdings sollte für die Gewährleistung eines langfristigen Betriebs, von einem Wartungs-Unternehmen, eine regelmäßige Wartung der Photovoltaik-Anlage durchgeführt werden. 

Empfehlenswert ist ein Wartungsintervall von 2 bis maximal 4 Jahre. Die regelmäßige Wartung ist in den Betriebskosten der Photovoltaikanlage inkludiert. 

Solaranlagen auf Schrägdächern gelten als selbstreinigend. Bei Flachdach-Photovoltaikanlagen kann es aber, bei einem geringen PV-Neigungswinkel, zu starken Verschmutzungen kommen.

Mithilfe einer professionellen Reinigung der PV-Module wird die Lebensdauer zwar nicht signifikant gesteigert, der jährliche Ertrag der Solaranlage steigt aber um bis zu 30 %.

Austausch von defekten Produkten und Repowering

Soll die Nutzungsdauer der PV-Anlage länger als 20 Jahre betragen und weiter Strom erzeugt werden, so müssen früher oder später einige Teile repariert oder ausgetauscht werden. Die typische Schwachstelle ist der Wechselrichter, welcher im Durchschnitt nur 15 Jahre hält.

Da der technische Fortschritt rasant vonstattengeht, sind Solarmodule und andere technische Komponenten in 20 bis 30 Jahren wahrscheinlich deutlich effizienter. 

Wenn sich der Wirkungsgrad von Solarzellen erheblich verbessert, kann es sich lohnen, das sogenannte Photovoltaik-Repowering anzuwenden. Dabei werden die Module ausgetauscht, obwohl noch nicht das Lebensende erreicht ist, weil es finanziell sinnvoll ist.

Empfehlenswert ist im Übrigen eine Versicherung für die Photovoltaikanlage. Größere Schäden, z.B. durch Sturm oder Vandalismus, werden somit unproblematisch bezahlt.

Erfahrungen mit langer Haltbarkeit von PV-Anlagen

Wenn die Umstände stimmen, werden die Herstellergarantien der Photovoltaikanlage weit übertroffen. Kommt dazu eine gute Pflege und Wartung der Solaranlage, dann kann die Nutzungsdauer der PV-Anlage weit über 30 Jahre liegen.

Für so einen langen Zeitraum gibt es bereits diverse Erfahrungsberichte, wie von der Uni Oldenburg (36 Jahre +) und von der Fachhochschule Canobbia (35 Jahre +). Viele Langzeiterfahrungen sind positiv.

Lebensdauer einzelner Photovoltaik-Komponenten

Lebensdauer Solarmodule

Wie lange hält ein PV-Modul? Man kann von einer Lebensdauer von 30 bis 40 Jahren für ein Solarmodul ausgehen. 

Die Produktgarantie vom Hersteller liegt meistens bei etwa 15 Jahren, wobei Premium-Anbieter auch 25-30 Jahre garantieren, wie unser Solarmodul-Vergleich zeigt.

Die zusätzliche lineare Leistungsgarantie liegt im Durchschnitt bei 80 % nach 25 Jahren. Die jährliche Degradation vom Wirkungsgrad müsste damit bei über 1 % liegen, um unter die Grenze zu fallen. 

Eine Studie, unter der Leitung von Klaus Kiefer, vom Fraunhofer-Institut legt nahe, dass der tatsächliche Wert eher bei 0,15 % im Jahr liegt. Der Leistungsverlust von PV-Modulen ist in der Realität also fast vernachlässigbar.

Folgenden Schwachstellen vom Solarmodul können die Lebensdauer senken:

Die meisten Solarpaneele (Glas-Folie) haben auf der Rückseite eine folierte Schutzschicht. Diese ist in der Produktion sehr kostengünstig, ist aber für Schäden (auch bei der Installation) anfällig. 

Dagegen bieten Glas-Glas-Module einen verbesserten Schutz und erhöhen die Lebensdauer, allerdings ist der Preis dieser Solarmodule höher.

Monokristalline und Polykristalline Solarzelle 

Für Einfamilienhäuser werden am häufigsten PV-Module mit monokristallinen oder polykristallinen Solarzellen eingesetzt. Der Grund liegt in der guten Qualität, hohen Verfügbarkeit und der langen Lebensdauer.

Kristalline Solarzellen sind nur selten der Flaschenhals der einzelnen Bauteile einer Solarstromanlage. Ein mögliches Problem sind sogenannte Mikrorisse. Solarzellen sind sehr spröde und können schnell durch Biegung brechen.

Mikrorisse sind mit dem bloßen Auge nicht sichtbar und maximal 170 mm dick. Kleine Bereiche der Zelle können somit unbrauchbar werden, kein Strom fließt mehr. Die Häufigkeit von Mikrorissen ist allerdings sehr gering. 

Insgesamt beträgt die Haltbarkeit der kristallinen Solarzellentechnik ca. 30 bis 50 Jahre und ist dementsprechend auch in der Praxis sehr langlebig.

Dünnschicht Solarzelle (Amorphes Silizium)

Das häufig für Dünnschicht-Solarmodule eingesetzte hydrogenierte amorphe Silizium (a-Si:H) hat eine geringere Lebensdauer als kristalline Dickschicht-Module. Genauer gesagt kann man von einer Haltbarkeit von 20 bis 30 Jahren ausgehen.

Organische Solarzelle 

Organische Solarzellen werden in der Praxis nur selten eingesetzt, die Erfahrungswerte sind entsprechend niedrig. Laut Angabe der Hersteller ist eine Lebenserwartung im Betrieb von 20 bis 25 Jahren realistisch.

Lebensdauer Wechselrichter

Photovoltaik-Wechselrichter gelten als Herzstück der Photovoltaikanlage. Dementsprechend wichtig ist dieses Produkt. Die mittlere Lebensdauer vom Wechselrichter beträgt 10-15 Jahre. Mit etwas Glück hält der WR aber deutlich länger.

Besonders in den ersten Jahren nach der Anschaffung kommt es zu erhöhten Defekten, welche allerdings durch die Garantie abgedeckt sind. Normalerweise liegt die Produktgarantie der Hersteller bei 5 bis 10 Jahren. 

Es gibt auch Garantieverlängerungen auf 15 bis 20 Jahre, welche sich aber in finanzieller Hinsicht kaum lohnen. Wichtig ist es, für einen vorzeitigen Ausfall vorzusorgen und eine Rücklage für eine mögliche Reparatur oder Austausch aufzubauen.

Mögliche Probleme, die zu Wechselrichter-Defekten führen:

Batteriewechselrichter

Batteriewechselrichter sind für das Laden und Entladen vom Stromspeicher zuständig. 

Die Funktionsweise ist ähnlich, wie bei einem "normalen" Wechselrichter, allerdings muss der Umrichtungs-Vorgang vom elektrischen Strom in beide Richtungen stattfinden (Gleichstrom zu Wechselstrom und umgekehrt).

Die Lebensdauer dürfte generell in dem Bereich von 10 bis 20 Jahre liegen. Das Lastprofil vom Haushalt dürfte hier entscheidend sein. Wird der PV-Speicher häufig ge- und entladen, steigt der Verschleiß und die Haltbarkeit vom Batteriewechselrichter sinkt.

Hybridwechselrichter

Der Hybridwechselrichter vereint den netzgeführten Wechselrichter und den Batteriewechselrichter zu einem Gerät. Die Beanspruchung der elektrischen Bauteile dürfte im Vergleich höher ausfallen.

Die Garantien der Hersteller für Hybridwechselrichter liegen allerdings auf dem gleichen Niveau. Daher vermute ich, dass Hybridwechselrichter eine ähnliche, tendenziell etwas niedrigere Lebensdauer, als Einspeisewechselrichter haben.

Lebensdauer Stromspeicher

Die meisten Angebote für Photovoltaikanlagen beinhalten immer auch einen optionalen Stromspeicher. Doch wie lange hält ein Stromspeicher wirklich?

Batteriespeicher (Blei-Säure)

Blei-Säure-Batteriespeicher halten normalerweise 7 bis 12 Jahre. Bei neueren Geräten verlängert sich die Lebensdauer auf bis zu 15 Jahre. 

Die meisten Modelle haben eine Herstellergarantie von ca. 2000 Zyklen (Vollzyklus = eine Aufladung und Entladung).

Batteriespeicher (Lithium-Ion)

Der klassische PV-Speicher nutzt als Batterietechnologie seit einigen Jahren Lithium-Ionen-Batterien.

Im Vergleich zu Blei weist diese Art von Stromspeicher eine höhere Energiedichte und eine bessere Entladetiefe von ca. 90 % auf (Bleis-Säure liegt bei 50 bis 60 %).

Die Stromspeicher-Hersteller bieten meistens 10 Jahre Produktgarantie inkl. 5.000 bis 10.000 Ladezyklen an, wie auch in unserem Solarspeicher-Test zu sehen ist. Bei einer gut gewählten Photovoltaik-Speicher-Größe sind ca. 200 Zyklen pro Jahr möglich. 

Theoretisch müssten die Speicher also sehr langlebig sein. In der Realität macht der kalendarische Alterungsprozess das größere Problem, weshalb die realistische Lebensdauer von Stromspeichern bei 10 bis 20 Jahren liegt.

Lebensdauer Montagegestell

Das Montagegestell bzw. die PV-Unterkonstruktion besteht hauptsächlich aus Aluminium. 

Für die Schrauben und das Befestigungsmaterial wird Edelstahl bzw. rostfreier Stahl verwendet. Werden diese Anforderungen erfüllt, hält das PV-Montagegestell ohne Probleme mindestens 20, eher 40 Jahre. 

Die Herstellergarantien liegen meisten zwischen 5 und 10 Jahren.

Lebensdauer Solarkabel (mit Steckverbinder)

Solarkabel und vor allem Kabel-Steckverbindungen sind potenzielle Schwachstellen von Photovoltaikanlagen. 

Die Kabel sind sehr gut gegen Witterungsbedingungen, wie stark schwankende Temperaturen, Schnee und Regen geschützt. 

Aus eigener Erfahrung kann ich berichten, dass die unsachgemäße Montage von Steckverbindungen zu Lichtbögen und dem Verschmoren der Stecker führt. Das Problem kommt insbesondere durch dauerhafte Feuchtigkeit zustande.

Lebensdauer PV-Leistungsoptimierer

PV-Leistungoptimierer sind vor allem sinnvoll, wenn die Modulfläche stark beschattet wird. Im Endeffekt sorgen diese Optimierer für ein Plus an Photovoltaik-Leistung, bei Verschattung.

Die Herstellergarantien beim größten Unternehmen (SolarEdge) liegen bei 25 Jahren.

In der Praxis habe ich allerdings den Ausfall von vielen Leistungsoptimierern beobachten können. Auch wenn die Produkte vom Hersteller ersetzt werden, ist es doch immer ein vermeidbarer Aufwand.

Die gewöhnliche Haltbarkeit von PV-Leistungsoptimierern liegt zwischen 15 und 25 Jahren.

Lebensdauer Solardach

Gewöhnliche Solaranlagen werden einfach auf bzw. über die Dachhaut gebaut. Man spricht dabei auch von Aufdachanlagen, im Gegensatz dazu gibt es auch Indach-PV-Anlagen.

Jedes Hausdach hat nur eine begrenzte Lebensdauer, das sollte vor der Investition in Photovoltaik bedacht werden. Soll die PV-Anlage 30 Jahre und mehr auf dem Dach bleiben, muss das Dach mindestens die gleiche Lebensdauer haben.

Unterscheidung Lebensdauer und Nutzungsdauer von Photovoltaikanlagen

Oftmals werden die Begriffe Lebensdauer und Nutzungsdauer durcheinander gebracht. Die Nutzungsdauer einer Photovoltaikanlage gibt an, wie lange diese steuerliche oder wirtschaftlich genutzt wird. Sie unterscheidet sich also von der Lebensdauer einer PV-Anlage.

Die Einspeisevergütung gemäß EEG ist noch immer, neben dem PV-Eigenverbrauch, ein wichtiger Pfeiler vom erzielbaren Gewinn einer Solaranlage. Diese Vergütung für eingespeisten Solarstrom wird für 20 Jahre gewährt. 

Die Abschreibung einer Photovoltaikanlage muss laut Abschreibungstabelle (AfA) vom Bundesfinanzministerium linear über 20 Jahre erfolgen. Die steuerliche Nutzungsdauer liegt also bei 20 Jahren.

Was passiert nach 20 Jahren (Ende der Einspeisevergütung)?

Seit der neusten Fassung vom Erneuerbaren Energien Gesetz (EEG 2021) kann der überschüssige Solarstrom nach Ablauf der Einspeisevergütung weiterhin ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Die Vergütung bemisst sich am Strombörsenpreis abzüglich einer kleinen Kostenpauschale und wird vom Netzbetreiber bezahlt. 

Fazit: Ein Weiterbetrieb über 20 Jahre ist kein Problem und erhöht die Rendite der Photovoltaikanlage.

Entsorgung der PV-Anlage nach Ablauf der Lebensdauer

Die Entsorgung von Solarmodulen ist in haushaltsüblichen Mengen kostenlos. Meistens können diese am Wertstoffhof abgegeben werden, je nach Kommune oder Landkreis kann es spezielle Abgabeorte geben.

Ein großer Teil der entsorgten Solarzellen wird recycelt. Mehr dazu finden Sie auf PVCyle.de.

Die restlichen Materialien, z.B. das Montagegestell und Solarkabel können an einen Schrotthändler verkauft werden und somit in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt werden.

Fazit: Lebensdauer-Photovoltaik

Fachgemäße Photovoltaikanlagen haben eine hohe Lebensdauer von bis zu 40 Jahren. 

Zwar ist es nicht ungewöhnlich, dass einzelne Komponenten früher oder später einen Defekt erleiden, dennoch sind Solaranlagen allgemein sehr beständig.