Gebäude Photovoltaik
Abbildung 1: Solaranlage am VBZ-Standort Wollishofen (Bildquelle).
Der Bund betrachtet die Photovoltaik als wichtigste Technologie für die nachhaltige Energieversorgung der Zukunft. Bis zum Jahr 2050 sollen über 40% des zukünftigen Strombedarfs durch Photovoltaik auf Gebäuden gedeckt werden. Die Gebäudephotovoltaik wird in der Schweiz mittels Einmalvergütung gefördert und hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Im Jahr 2023 waren in der Schweiz Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtproduktion von 4,6 TWh/a installiert und deckten damit 8.25 % des Verbrauchs ab. Der schwerwiegendste Nachteil der Gebäudephotovoltaik ist ihre geringe Stromproduktion in den Wintermonaten.
Stromertrag der Gebäudephotovoltaik
Aus Wirtschaftlichkeitsgründen werden für die Gebäudephotovoltaik nur gut bis sehr gut geeignete Dachflächen mit einer spezifischen Einstrahlung von mehr als 1’000 kWh/m2/a (resp. 600 kWh/m2/a für Fassadenanlagen) herangezogen werden. Aufgrund dieser Einschränkung ergeben sich für alle Regionen der Schweiz sehr ähnliche spezifische Ertragswerte. Der Mittelwert der bestehenden Anlagen in den Jahren 2018 bis 2023 belief gemäss den Statistikberichten von Swissolar auf 946 kWh/kWp.
In Abbildung 2 sind die spezifischen Stromerträge von PV-Anlagen auf verschiedenen Dachformen resp. Fassaden zusammengestellt. Der Durchschnittswert für Dachanlagen beläuft sich auf 949 kWh/kWp resp. 871 kWh/kWp für das Gesamtpotenzial unter Einbezug der Fassaden. Den höchsten spezifischen Ertrag liefern Anlagen auf gegen Süden ausgerichteten Schrägdächern.
Abbildung 2: Spezifischer Stromertrag der Gebäudephotovoltaik auf verschiedenen Dachformen resp. Fassaden. Links in Grautönen die Durchschnittswerte von Dachanlagen sowie über das gesamte schweizerische Produktionspotenzial. Rechts in Blau, Violet, Orange und Gelb die Die Werte der verschiedenen Montageflächen als Säulen (Winterhalbjahr dunkel, Sommerhalbjahr hell). Die Angaben stammen aus Tab. 8 der BFE-Studie Winterstrom Schweiz.
In Abbildung 3 ist der monatliche Stromertrag auf südausgerichteten Dächern und Fassaden sowie der bestehenden Anlagen dargestellt. Eine Gemeinsamkeit aller Gebäudephotovoltaikanlagen ist die geringe Stromproduktion in den Wintermonaten.
Abbildung 3: Mittlere spezifische Monatserträge südausgerichteten Dächern (orange) und Fassaden (violett) sowie die Durchschnittswerte der bestehenden Anlagen in den Jahren 2018 bis 2023 (grau). Die Angaben für Dächer und Fassaden stammen von Abb. 14 der BFE-Studie Winterstrom Schweiz. Die Durchschnittswerte wurden aufgrund von Daten von https://www.energy-charts.info/?l=de&c=CH hergeleitet.
Insbesondere die Dachanlagen liefern den allergrössten Teil ihres Ertrages in den Sommermonaten. Nur rund 25% entfallen auf den Winter. Anlagen auf Fassaden haben mit 39% einen deutlich höheren Winteranteil, liefern aber insgesamt deutlich weniger Ertrag.
Ausbaupotenzial der Photovoltaik auf Dächern
Mit den beiden Datenbanken Sonnendach.ch und Sonnenfassade.ch verfügt die Schweiz über eine sehr gute Datengrundlage zur Bestimmung des Potenzials der Stromproduktion mittels Photovoltaik auf Gebäuden. Trotzdem finden sich dazu in der Literatur sehr unterschiedliche Angaben. Die Angaben zum Photovoltaikpotenzials auf Dächern variieren zwischen 24,6 TWh/a (Walch et al. 2020) und 53,5 TWh/a (Portmann et al., 2019). Die wichtigsten Gründe für die Unterschiede liegen an den unterschiedlichen Annahmen zum Wirkungsgrad der Photovoltaikmodule sowie zum für Photovoltaik nutzbaren Anteil der Dachflächen.
Die folgenden Ausführungen basieren auf den Potenzialabschätzungen des BFE für die schweizerischen Gemeinden (Portmann et al., 2019). Das darin ausgewiesene Potenzial für die Dachflächen von 53,5 TWh/a basiert auf einem Belegungsgrad von rund 70%. Bei der Auswertung wurden kleine Dachflächen unter 10 m2 und Dachflächen mit einer spezifischen Einstrahlung von weniger als 1’000 kWh/m2/a ausgeschlossen. Der Abschätzung wurde ein Modulwirkungsgrad von 17% und ein Performanceratio von 80% zugrunde gelegt. Auf den genannten Kenndaten basiert auch die im vorangegangenen Unterkapitel erwähnte Winterstromstudie des BFE.
Der vom BFE verwendete Modulwirkungsgrad von 17% entspricht nicht mehr dem Stand der Technik. Die aktuell verkauften PV-Module haben einen Wirkungsgrad von rund 20%. Dieser Wirkungsgrad wurde in der Stude «Photovoltaik Potenzial auf Dachflächen in der Schweiz» der ZHAW zugrunde gelegt. Weil in der ZHAW-Studie gleichzeitig konservativere Annahmen zur Nutzbarkeit der Dachflächen getroffen wurden, resultierte am Ende jedoch mit 53,6 TWh/a fast das gleiche Resultat wie in der BFE-Abschätzung. Der genannte Wert kann deshalb als plausibles Potenzial für die schweizerischen Dachflächen betrachtet werden.
Die Grössenkategorien der Photovoltaikanlagen des Ausbaupotenzials sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Die Werte basieren auf den Angaben in Kap. 4 der Detailanalyse des Solarpotenzials auf Dächern und Fassadenwurden von Swissolar und wurden durch Interpolation auf die hier verwendeten Kategorien umgerechnet.
Tabelle 1: Grössenverteilung des Ausbaupotenzials von Photovoltaikanlagen auf Dächern. Interpolierte Werte auf der Basis von Kap. 4 der Detailanalyse des Solarpotenzials auf Dächern und Fassadenwurden von Swissolar (https://www.swissolar.ch/02_markt-politik/detailanalyse-solarpotenzial-schweiz.pdf).
| Kategorie | Fläche [km2] | Spez. Ertrag [kWh/kWp] | Ausbaupotenzial [TWh/a] | Winterpotenzial [TWh/a] | Winteranteil [%] |
| 2-10 kWp | 90 | 949 | 14.6 | 3.8 | 26 |
| 10-30 kWp | 101 | 949 | 16.4 | 4.3 | 26 |
| 30-100 kWp | 87 | 949 | 14.0 | 3.6 | 26 |
| 100-300 kWp | 33 | 949 | 5.3 | 1.4 | 26 |
| 300-1000 kWp | 15 | 949 | 2.4 | 0.6 | 26 |
| >1000 kWp | 6 | 949 | 0.9 | 0.2 | 26 |
| Total Dächer | 332 | 949 | 53.5 | 13.9 | 26 |
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, stammt mit 84% der grösste Teil des Ausbaupotenzials von den relativ kleinen Anlagen mit Leistungen unter 100 kWp.
Ausbaupotenzial der Photovoltaik auf Fassaden
Das Ausbaupotenzial von Photovoltaikanlagen auf Fassaden basiert auf der Winterstromstudie des BFE und beläuft sich gemäss Tab. 8 auf 16,7 TWh/a. Das genannte Potenzial basiert auf einem Belegungsgrad der Fassaden zwischen 45% und 60% je nach Gebäudeart. Bei der Auswertung wurden kleine Fassadenflächen unter 20 m2 und Fassaden mit einer spezifischen Einstrahlung von weniger als 600 kWh/m2/a ausgeschlossen. Ebenfalls ausgeschlossen wurden Gebäude des Inventars schützenswerter Ortsbilder (ISOS). Wie bei den Dächern wurde der Abschätzung ein Modulwirkungsgrad von 17% und ein Performanceratio von 80% zugrunde gelegt.
Die Grössenkategorien der Photovoltaikanlagen des Ausbaupotenzials sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Die Werte basieren auf den Angaben in Kap. 4 der Detailanalyse des Solarpotenzials auf Dächern und Fassadenwurden von Swissolar und wurden durch Interpolation auf die hier verwendeten Kategorien umgerechnet.
Tabelle 2: Grössenverteilung des Ausbaupotenzials von Photovoltaikanlagen auf Dächern und Fassaden. Interpolierte Werte auf der Basis von Kap. 4 der Detailanalyse des Solarpotenzials auf Dächern und Fassadenwurden von Swissolar (https://www.swissolar.ch/02_markt-politik/detailanalyse-solarpotenzial-schweiz.pdf).
| Kategorie | Fläche [km2] | Spez. Ertrag [kWh/kWp] | Ausbaupotenzial [TWh/a] | Winterpotenzial [TWh/a] | Winteranteil [%] |
| 2-10 kWp | 54 | 640 | 5.6 | 2.2 | 39 |
| 10-30 kWp | 70 | 640 | 7.2 | 2.8 | 39 |
| 30-100 kWp | 32 | 640 | 3.2 | 1.2 | 39 |
| 100-300 kWp | 5 | 640 | 0.5 | 0.2 | 39 |
| 300-1000 kWp | 2 | 640 | 0.2 | 0.1 | 39 |
| >1000 kWp | 0 | 640 | 0.0 | 0.0 | 39 |
| Total Fassaden | 163 | 640 | 16.7 | 6.5 | 39 |
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, dominieren bei den Fassaden so wie auch beim Dachpotenzial die relativ kleinen Anlagen mit Leistungen unter 100 kWp.
Ausbaupotenzial der Photovoltaik auf Infrastrukturanlagen
Das realistische Potenzial für Photovoltaik auf Infrastrukturanlagen und Konversionsflächen wurde im Rahmen einer Studie von InfraSolaire erhoben. In Tabelle 3 sind die Kenndaten der wichtigsten Infrastrukturkategorien zusammengestellt. Dabei wurden alle Kategorien mit einem realistischen Leistungspotenzial von mehr als 50 MW berücksichtigt. Die ebenfalls in der InfraSolaire aufgeführten PV-Anlagen auf Stauseen und Konversionsflächen (Deponien, Kiesgruben und Steinbrüche) werden zusammen mit den anderen Freiflächenanlagen im Beitrag alpine Solaranlagen behandelt.
Tabelle 3: Realistisches Solarstrompotenzial der wichtigsten Infrastrukturkategorien in der Schweiz (Quelle: https://f.hubspotusercontent40.net/hubfs/7195893/Infrasolaire/Studie%20InfraSolaire_Endbericht.pdf).
| Infrastrukturkategorie | Spez. Ertrag [kWh/kWp] | Ausbaupotenzial [TWh/a] | Winterpotenzial [TWh/a] | Winteranteil [%] |
| Lärmschutzwände | 640 | 0.3 | 0.1 | 35 |
| Autobahnüberdachungen | 949 | 2.0 | 0.5 | 26 |
| Böschungen | 949 | 1.0 | 0.3 | 26 |
| Parkplatzüberdachungen | 949 | 2.5 | 0.7 | 26 |
| Gleis/Perron Überdachungen | 949 | 0.1 | 0.0 | 26 |
| Abwasserreinigungsanlagen | 949 | 0.4 | 0.1 | 26 |
| Total Infrastruktur | 934 | 6.3 | 1.7 | 26 |
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, beläuft sich das technisch realisierbare Solarstrompotenzial auf Infrastrukturen auf 6’300 GWh/a. Da bisher nur vereinzelt Solaranlagen auf Infrastrukturanlagen realisiert wurden entspricht das genannte Potenzial von 6’300 GWh/a auch dem Ausbaupotenzial. Davon entfallen 73% resp. 4’700 GWh/a der Solarstromproduktion auf den Sommer und 27% resp. 1’700 GWh/a auf den Winter.
Winterstrompotenzial
Die Schweiz verbraucht im Winter mehr Strom als im Sommer. Zudem produziert die Wasserkraft im Winter weniger Strom als im Sommer. Obwohl die Schweiz über das ganze Jahr gesehen mehr Strom exportiert als importiert muss sie bereits heute in den Wintermonaten auf zusätzlichen Strom aus dem Ausland zurückgreifen.
Weil sich das saisonale Ungleichgewicht mit der vorgesehenen Umstellung auf Wärmepumpen und Elektroautos noch verstärken wird, ist die Winterstromproblematik ein zentrales Thema der schweizerischen Energiewende.
Im Gegensatz zum Bedarf, produzieren Photovoltaikanlagen in der Schweiz im Sommer mehr Strom als im Winter. Im vorliegenden Abschnitt wird deshalb gestützt auf die Winterstromstudie des BFE detaillierter auf das Produktionspotenzial im Winter eingegangen.
Tabelle 4: Produktionspotenzial pro Jahr sowie im Winterhalbjahr und in den Monaten Dezember, Januar und Februar für verschiedene Kategorien von Gebäude-PV-Anlagen.
| Kategorie | Potenzial Jahr [TWh/a] | Potenzial Winterhalbjahr [TWh/a] | Anteil Winterhalbjahr [%] | Potenzial Dez/Jan/Feb [TWh/a] | Anteil Dez/Jan/Feb [TWh/a] |
| Schrägdach Süd | 20.8 | 6.2 | 30.0% | 2.2 | 10.8% |
| Schrägdach Ost/West | 13.1 | 2.9 | 22.2% | 0.8 | 6.3% |
| Flachdach | 19.7 | 4.8 | 24.3% | 1.5 | 7.7% |
| Fassade | 16.7 | 6.6 | 39.3% | 2.7 | 16.4% |
| Infrastruktur | 6.3 | 1.6 | 26.0% | 0.5 | 8.5% |
| Total | 76.5 | 22.1 | 28.9% | 7.8 | 10.3% |
Wie die Zusammenstellung in Tabelle 4 zeigt, weisen alle Kategorien von Gebäude-PV-Anlagen eine relativ kleine Winterproduktion auf. Nur rund 10% der Jahresproduktion entfallen auf die kritischen Wintermonate Dezember, Januar und Februar. Selbst wenn das gesamte Ausbaupotenzial der Gebäude-PV von immerhin 76.5 TWH/a ausgenutzt wird, entfallen davon lediglich 7,8 TWh/a auf die genannten kritischen Monate. Dies entspricht nur etwa einem Drittel des heutigen Verbrauchs.
Einzelne Anlagenkategorien haben prozentual gesehen eine etwas höhere Winterproduktion. So liefern insbesondere Fassadenanlagen immerhin 16,4% ihres Jahresertrages i Winter. Da die verfügbare Fassadenfläche jedoch beschränkt ist und Fassadenanlagen insgesamt niedrige spezifische Stromerträge aufweisen, ist ihr absoluter Beitrag trotzdem klein.
Die Gebäudephotovoltaik ist somit nicht in der Lage den Strombedarf in den Wintermonaten auch nur annähernd zu decken. Auch bei einem maximalem Ausbau der Gebäude-PV kann sie bestenfalls etwa 15–20 % des zukünftigen schweizerischen Strombedarfs decken. Für den Rest muss auf andere Quellen zurückgegriffen werden.
Stromgesetz
Mit dem neuen Stromgesetz wurde die Grundlage geschaffen, um in der Schweiz rasch mehr Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wasser, Sonne oder Wind. zu produzieren. Dazu werden im Stromgesetz Ausbauziele für die erneuerbaren Energien festgesetzt. Konkret soll die Stromproduktion aus erneuerbaren Energien ohne Wasserkraft, im Jahr 2035 mindestens 35 TWh/a und im Jahr 2050 mindestens 45 TWh zu betragen. Der grösste Teil dieses Ausbaus soll mittels Gebäudephotovoltaik gedeckt werden.
Damit die Ziele auch erreicht werden, sind verschiedene Fördermassnahmen vorgesehen. Im Bereich der Gebäudephotovoltaik stehen dabei sogenannte Einmalvergütungen (EIV) im Vordergrund. Die Einmalvergütung ist eine einmalige Investitionshilfe beim Bau einer Photovoltaik-Anlage. Die Höhe dieser Subvention richtet sich nach Typ und Leistung der Anlage. Die ab 1. April 2025 geltenden EIV sind in Tabelle 5 zusammengestellt.
Tabelle 5: Einmalvergütungen für verschiedenen PV-Anlagentypen und -Leistungsklassen in CHF/kWp. Die Angaben zu Anlagen mit mehr als 100 kWp Leistung sind indikativ. Sie belaufen sich auf maximal 30% der Investitionskosten von Referenzanlagen (Quellen: BFE-Faktenblatt Förderung von PV-Anlagen und Pronovo Tarifrechner: https://pronovo.ch/de/services/tarifrechner/).
| Anlagentyp | ≤ 30 kWp [CHF/kWp] | 30-100 kWp [CHF/kWp] | >100 kWp [CHF/kWp] |
| Freiflächenanlage | 380 | 300 | 250 |
| Dachanlage angebaut | 380 | 300 | 250 |
| Dachanlage integriert | 420 | 330 | 250 |
| Fassadenanlage angebaut | 580 | 500 | 450 |
| Fassadenanlage integriert | 820 | 730 | 650 |
Neben den in Tabelle 5 angegebenen EIV, werden noch sogenannte Boni von 250 CHF/kWp für PV-Anlagen mit mehr als 100 kWp auf Parkplätzen sowie für Freiflächenanlagen mit mehr als 150 kWp in mehr als 1’500 m über Meer ausbezahlt.
Zusätzlich zur oben ausgeführten Subventionierung der Investitionskosten, vergüten die Elektrizitätswerke den eingespeisten Strom von PV-Anlagen zu vorteilhaften Konditionen. Die Einspeisevergütung setzt sich aus der Vergütung für den Strom sowie der Abgeltung für die Abtretung des ökologischen Mehrwerts (Herkunftsnachweis, HKN) zusammen. Die Einspeisevergütungen der verschiedenen Elektrizitätswerke sind unterschiedlich. Der aktuelle Durchschnitt liegt bei 14 Rappen pro kWh.
Um die Rentabilität von PV-Anlagen auch bei niedrigen Marktpreisen sicherzustellen, wird ab dem 1. Januar 2026 eine schweizweit harmonisierte Minimalvergütung für die Einspeisung von Strom eingeführt (siehe). Diese orientiert sich an der Amortisation von Referenzanlagen über ihre Lebensdauer und beläuft sich für Anlagen bis 30 kWp auf 60 CHF/MWh. Für Anlagen mit Eigenverbrauch zwischen 30 kWp und 150 kWp variiert die Minimalvergütung zwischen 58 CHF/MWh und 12 CHF/MWh (Berechnung: 180 geteilt durch die Anlagenleistung) und für Anlagen ohne Eigenverbrauch zwischen 30 kWp und 150 kWp beträgt sie 62 CHF/MWh.
Last but not least besteht in der Schweiz eine gesetzlich verankerte Solarpflicht für Neubauten mit einer anrechenbaren Gebäudefläche von mehr als 300 m². Diese Regelung wurde im Rahmen dringlicher Massnahmen zur Sicherstellung der Stromversorgung im Winter eingeführt und ist seit dem 1. Januar 2023 in Kraft. Gemäss Artikel 45a des Energiegesetzes (EnG) müssen solche Neubauten mit einer Photovoltaik- oder Solarthermieanlage auf dem Dach oder an der Fassade ausgestattet werden. Die Umsetzung dieser Pflicht variiert jedoch zwischen den Kantonen, da sie für die Ausgestaltung und mögliche Ausnahmen zuständig sind.
Ausbaustand
Gemäss Stromgesetz legt der Bundesrat, erstmals ein Jahr nach Inkrafttreten des Gesetzes alle fünf Jahre Zwischenziele für den Ausbau der erneuerbaren Energien fest. In der Vernehmlassung zur Revision von Verordnungen im Energiebereich hat er für das Zwischenziel 2030 für die Photovoltaik einen Wert von 18,7 TWh/a vorgeschlagen.
Im Jahr 2023 lieferte die Gebäudephotovoltaik mit einer installierten Leistung von 6,6 GW eine Strommenge von 4.6 TWh Strom was rund 8% des schweizerischen Endverbrauchs entspricht. Gemäss den in der Sonnenenergiestatistik von Swissolar publizierten jährlichen Verkaufszahlen wurden 2023 PV-Anlagen mit einer Leistung von 1,6 GW installiert. Wird dieses Ausbautempo beibehalten kann das genannte bundesrätliche Zwischenziel in etwa erreicht werden. Für die Erreichung des Ausbauziels des Jahres 2035 des Stromgesetzes von 35 TWh/a muss der Ausbau jedoch deutlich beschleunigt werden.
Die im Jahr 2023 neu installierten Anlagen teilten sich wie folgt auf Gebäuden und Infrastrukturen auf:
- Dachphotovoltaik: Photovoltaikanlagen werden heute fast ausschliesslich auf Gebäudedächern installiert und haben den allergrössten Anteil an neu Installationen von1,6 GWh im Jahr 2023.
- Fassadenphotovoltaik: Fassadenanlagen sind insbesondere aus Kostengründen noch wenig verbreitet. Im Jahr 2023 wurden lediglich 0,5% aller neu installierten Solarmodule auf Fassaden montiert. Ihr heutiger Beitrag zur Gebäudephotovoltaik-Gesamtproduktion ist vernachlässigbar.
- Photovoltaik auf Infrastrukturen umfasst Solaranlagen auf Lärmschutzwänden, Autobahnüberdachungen, Strassenböschungen, Parkplätzen, Gleisüberdachungen, Staumauern und Abwasserreinigungsanlagen. Wie Fassadenanlagen spielen auch Solarmodule auf Infrastrukturen mit einem Verkaufsanteil von unter 1% nur eine untergeordnete Rolle.
Der Solarwärmenutzung wird in der Sonnenenergiestatistik viel Platz eingeräumt. Der Zubau von Solarwärmeanlagen hat in den letzten Jahren jedoch stark abgenommen. Zudem spielt die Solarwärme beim Ersatz der fossilen Energieträger nur eine sehr unbedeutende Rolle, weshalb im vorliegenden Beitrag darauf nicht eingegangen wird.
Investitionskosten der Gebäudephotovoltaik
Die Kosten von schweizerischen Photovoltaik-Dachanlagen werden vom BFE im Rahen von Preisbeobachtungsstudien seit 2018 jährlich erhoben. In Tabelle 6 sind die über die Jahre 2019 bis 2023 gemittelten Kosten der wesentlichen Komponenten und Arbeitsaufwände für verschiedene Grössenkategorien zusammengestellt. Die Preisangaben in CHF beziehen sich jeweils auf 1 kWp.
Tabelle 6: Spezifische Kosten der wesentlichen Komponenten und Arbeitsaufwände für verschiedene Grössenkategorien von schweizerischen PV-Dachanlagen in CHF/kWp (Quelle: https://www.bfe.admin.ch/bfe/de/home/versorgung/erneuerbare-energien/solarenergie.html#kw-107926).
| Komponenten/ Aufwände | 2-10 kWp [CHF/kWp] | 10-30 kWp [CHF/kWp] | 30-100 kWp [CHF/kWp] | 100-300 kWp [CHF/kWp] | 300-1000 kWp [CHF/kWp] | >1000 kW [CHF/kWp]p |
| Hardware | 1’448 | 1’236 | 949 | 761 | 630 | 639 |
| Module | 496 | 510 | 445 | 385 | 362 | 330 |
| Wechselrichter | 352 | 264 | 118 | 81 | 67 | 66 |
| Montagesystem | 287 | 261 | 211 | 136 | 106 | 97 |
| Elektromaterial | 313 | 200 | 175 | 159 | 94 | 146 |
| Montage und Planung | 1’447 | 998 | 659 | 514 | 387 | 357 |
| Baustellenabsicherung | 331 | 213 | 123 | 121 | 110 | 31 |
| Arbeitskosten | 718 | 511 | 306 | 250 | 189 | 173 |
| Verwaltung und Planung | 287 | 178 | 91 | 69 | 41 | 131 |
| Logistik und Transport | 88 | 64 | 48 | 30 | 28 | 21 |
| Sonstige | 22 | 32 | 91 | 43 | 20 | 0 |
| Total | 2’895 | 2’234 | 1’608 | 1’275 | 1’016 | 996 |
Die Höhe der Kosten hängt sehr stark von der Grösse der jeweiligen PV-Anlage ab. Kleinanlagen mit Leistungen von unter 10 kWp sind pro kWp fast dreimal teurer als grosse Anlagen mit mehr als 1’000 kWp. Zu beachten ist auch, dass die Kosten für die Solarmodule lediglich 20% bis 30% der Gesamtkosten der Solaranlage ausmachen. Die Auswirkungen weiterer Preissenkungen der Module auf die Gesamtkosten wären somit begrenzt.
Tabelle 7: Spezifische Investitionskosten (Median) von PV-Dachanlagen verschiedener Grössenkategorien in CHF/kWp (Quelle: https://www.bfe.admin.ch/bfe/de/home/versorgung/erneuerbare-energien/solarenergie.html#kw-107926).
| Jahr | 2-10 kWp [CHF/kWp] | 10-30 kWp [CHF/kWp] | 30-100 kWp [CHF/kWp] | 100-300 kWp [CHF/kWp] | 300-1000 kWp [CHF/kWp] | >1000 kW [CHF/kWp]p |
| 2023 | 3’141 | 2’384 | 1’879 | 1’513 | 1’163 | 1’326 |
| 2022 | 3’032 | 2’384 | 1’759 | 1’312 | 1’097 | 982 |
| 2021 | 2’696 | 2’131 | 1’529 | 1’202 | 913 | 1’075 |
| 2020 | 2’692 | 2’071 | 1’407 | 1’132 | 919 | 819 |
| 2019 | 2’914 | 2’201 | 1’466 | 1’217 | 990 | 777 |
| Mittelwert 2019-2023 | 2’895 | 2’234 | 1’608 | 1’275 | 1’016 | 996 |
Wie aus der Zusammenstellung in Tabelle 7 ersichtlich ist, hat sich der bis 2020 zu beobachtende Trend einer jährlichen Abnahme der spezifischen Kosten gedreht. Seither sind die spezifischen Investitionskosten wieder gestiegen. Wie Tabelle 7 zeigt, haben sich die Kosten einer im Jahr 2023 verkauften Anlage gegenüber 2020 um durchschnittlich 26% erhöht.
Photovoltaikanlagen auf Fassaden sind in der Schweiz noch sehr selten. Gemäss der Sonnenenergiestatistik von Swissolar machen sie zurzeit weniger als 1% der verkauften PV-Anlagen aus. Entsprechend sind auch nur wenige statistische Angaben zu den Kosten von Fassadenanlagen verfügbar. Der Solarrechner von Energieschweiz geht davon aus, dass die spezifischen Kosten einer Fassadenanlage denjenigen einer halb so grossen Dachanlage entsprechen. Eine Fassadenanlage mit einer Leistung von 15 kWp hätte somit die gleichen spezifischen Kosten wie eine Dachanlage mit 7,5 kWp. Im Jahr 2023 wären dies somit 3’141 CHF/kWp gewesen (siehe Tabelle 7). Dies ist rund ein Drittel teurer als eine Dachanlage mit einer gleichen Leistung von 15 kWp. Die Winterstromstudie des BFE beziffert die Mehrkosten von Fassadenanlagen auf 20%.
Zudem haben Fassadenanlagen mit 640 kWh/kWp einen deutlich geringeren spezifischen Ertrag als Dachanlagen die 949 kWh/kWp liefern. Um auf der Fassade die gleiche Strommenge wie auf dem Dach zu produzieren, werden somit fast 50% mehr Solarmodule benötigt.
Die spezifischen Investitionskosten für PV-Anlagen auf Infrastrukturen haben eine mit kleineren Dachanlagen vergleichbare Kostenstruktur.
In Tabelle 8 sind die für die verschiedenen Anlagenkategorien der Gebäudephotovoltaik zusammengestellt. Um das gesamte Ausbaupotenzial von 76.5 TWh/a zu realisieren, werden Investitionen von 232.1 Mia. CHF benötigt.
Tabelle 8: Zusammenstellung der spezifischen Investitionskosten und der für die Realisierung des Ausbaupotenzials benötigen Investitionen für die verschiedenen Anlagenkategorien der Gebäudephotovoltaik.
| Kategorie | Spez. Ertrag [kWh/kWp] | Ausbaupotenzial [TWh/a] | Potenzialanteil [%] | Spez. Kosten [CHF/kWp] | Spez. Kosten [CHF/MWh/a] | Investition [Mia. CHF] |
| Dächer | 949 | 53.5 | 69.9 | 2’300 | 2’423 | 129.6 |
| 2-10 kWp | 949 | 14.6 | 19.0 | 3’141 | 3’310 | 48.2 |
| 10-30 kWp | 949 | 16.4 | 21.4 | 2’384 | 2’512 | 41.2 |
| 30-100 kWp | 949 | 14.0 | 18.3 | 1’879 | 1’980 | 27.7 |
| 100-300 kWp | 949 | 5.3 | 6.9 | 1’513 | 1’594 | 8.4 |
| 300-1000 kWp | 949 | 2.4 | 3.1 | 1’163 | 1’226 | 2.9 |
| >1000 kWp | 949 | 0.9 | 1.2 | 1’326 | 1’397 | 1.3 |
| Fassaden | 640 | 16.7 | 21.8 | 3’090 | 4’828 | 80.6 |
| 2-10 kWp | 640 | 5.6 | 7.3 | 3’864 | 6’037 | 33.6 |
| 10-30 kWp | 640 | 7.2 | 9.5 | 3’056 | 4’776 | 34.6 |
| 30-100 kWp | 640 | 3.2 | 4.2 | 2’162 | 3’377 | 10.8 |
| 100-300 kWp | 640 | 0.5 | 0.6 | 1’568 | 2’451 | 1.1 |
| 300-1000 kWp | 640 | 0.2 | 0.3 | 1’334 | 2’085 | 0.5 |
| >1000 kWp | 640 | 0.0 | 0.0 | 1’251 | 1’954 | 0.0 |
| Infrastruktur | 934 | 6.3 | 8.2 | 2’406 | 2’576 | 16.3 |
| Lärmschutzwände | 640 | 0.3 | 0.4 | 2’000 | 3’125 | 0.9 |
| Autobahnüberdachungen | 949 | 2.0 | 2.6 | 3’500 | 3’688 | 7.4 |
| Böschungen | 949 | 1.0 | 1.3 | 1’400 | 1’475 | 1.5 |
| Parkplatzüberdachungen | 949 | 2.5 | 3.3 | 2’000 | 2’107 | 5.3 |
| Gleisüberdachungen | 949 | 0.1 | 0.1 | 2’000 | 2’107 | 0.2 |
| Kläranlagen | 949 | 0.4 | 0.5 | 2’400 | 2’529 | 1.0 |
| Total Gebäudephotovoltaik | 880 | 76.5 | 100.0 | 2’481 | 2’961 | 226.6 |
Produktionskosten der Gebäudephotovoltaik
Die Produktionskosten der Photovoltaik auf Gebäuden werden von den Kapitalkosten dominiert. Die Kosten für den Betrieb und den Unterhalt der Anlagen werden selten thematisiert. Dies liegt u.a. daran, dass die Betriebskosten bei den in der Vergangenheit sehr hohen Investitionskosten weniger relevant waren. Heute kostet eine PV-Anlage jedoch rund zehnmal weniger als vor zwanzig Jahren und auch die Zinsen sind seither gesunken. Dadurch ist der relative Anteil der Betriebs- und Unterhaltskosten gestiegen.
Die Aufteilung der jährlichen Kosten ist in Tabelle 9 zusammengestellt. Die Betriebskosten umfassen die Reinigung der Anlage, Kontrollgänge, Betriebsüberwachung, Administration, periodische Gebühren für Zähler und Netzanschluss, Versicherung und die Herkunftsnachweis (HKN)-Erfassung. Unterhaltskosten beinhalten die vorbeugende und korrektive Wartung, insbesondere de Austausch der Wechselrichter.
Tabelle 9: Aufteilung der jährlichen Kosten (in CHF/kWp/a) für Photovoltaikanlagen verschiedener Grössenkategorien gemäss der BFE-Broschüre zu den Betriebskosten von Photovoltaikanlagen.
| Kategorie | 2-10 kWp [CHF/kWp] | 10-30 kWp [CHF/kWp] | 30-100 kWp [CHF/kWp] | 100-300 kWp [CHF/kWp] | 300-1000 kWp [CHF/kWp] | >1000 kW [CHF/kWp]p |
| Anlagenbetrieb | 109.1 | 63.1 | 33.3 | 16.1 | 8.7 | 4.1 |
| Reinigung | 1.5 | 1.7 | 1.7 | 1.5 | 1.7 | 0.9 |
| Kontrollgänge | 3.7 | 21.8 | 6.9 | 3.0 | 1.7 | 0.5 |
| Betriebsüberwachung | 43.2 | 14.8 | 7.8 | 4.5 | 1.7 | 0.7 |
| Administration | 18.6 | 6.1 | 5.2 | 1.5 | 0.9 | 1.4 |
| Zähler- und Netzgebühren | 14.9 | 5.2 | 7.8 | 3.8 | 1.7 | 0.2 |
| Versicherung | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.2 |
| HKN-Erfassung | 26.8 | 13.1 | 3.5 | 1.5 | 0.4 | 0.2 |
| Unterhalt | 16.4 | 13.9 | 15.6 | 12.8 | 15.7 | 7.7 |
| Wechselrichter | 15.6 | 13.1 | 14.7 | 12.0 | 14.8 | 5.4 |
| Transformator | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.8 |
| Reparaturen | 0.7 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.9 | 0.5 |
| Diverses | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 9.3 | 9.3 | 9.3 |
| Miete | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 9.3 | 9.3 | 9.3 |
| Abgaben- und Gebühren | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Total | 125.5 | 77.0 | 48.8 | 38.2 | 33.7 | 21.0 |
| Total ohne Eigenleistungen | 33.1 | 34.4 | 48.8 | 38.2 | 33.7 | 21.0 |
Die Angaben in der Tabelle 9 wurden den Abbildungen auf den Seiten 7 und 8 der BFE-Broschüre zu den Betriebskosten von Photovoltaikanlagen entnommen. Für die Umrechnung der dort verwendeten Rp./kWh in CHF/kWp wurde ein spezifischer Stromertrag von 926 kWh/kWp zugrunde gelegt. Die Mietkosten von 1 Rp./kWh für die belegten Gebäudeflächen wurden nur für grössere Anlagen mit einer Leistung von mehr als 100 kWp berücksichtigt.
Die resultierenden schweizerischen Betriebs- und Unterhaltskosten sind vor allem für kleinere Anlagen im internationalen Vergleich sehr hoch. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) geht in seiner Kostenstudie für PV-Dachanlagen von jährlichen Kosten von 26 EUR/kWp für Anlagen mit Leistungen unter 30 kWp und 21,5 EUR/kWp für Anlagen mit Leistungen über 30 kWp aus.
Abgesehen vom höheren schweizerischen Preisniveau lässt sich der Unterschied damit erklären, dass das BFE im Gegensatz zum ISE die Eigenleistungen der Eigentümer kleiner PV-Anlagen monetarisiert (in der Tabelle 8 kursiv hervorgehoben). Zudem sind in den schweizerischen Zahlen die administrativen Kosten für die HKN-Erfassung auch für Kleinanlagen berücksichtigt. Ohne die genannten Beiträge reduzieren sich die schweizerischen Kosten auf 34,4 CHF/kWp für Anlagen mit einer Leistung von unter 30 kWp.
In Tabelle 10 sind die Produktionskosten von Dach- und Fassadenanlagen unter verschiedenen Finanzierungsbedingungen zusammengestellt. Für die Dachanlagen wurde von den spezifischen Investitionskosten von 2’300 CHF/kWp, für Fassadenanlagen von 3’090 CHF/kWp ausgegangen. Dies entspricht jeweils dem potenzialgewichteten Mittelwert der entsprechenden Anlagen (vgl. Tabelle 7).
Bei allen Varianten wurde angenommen, dass die Stromproduktion der Photovoltaikmodule mit zunehmendem Alter um 0,5% pro Jahr abnimmt (Degradation). Am Ende ihrer Betriebsdauer von 30 Jahren produziert eine Solaranlage somit nur noch rund 86% ihrer Anfangsproduktion.
Die drei dazu aufgeführten Spalten unterscheiden sich bezüglich Zinsniveau und Investitionsbeiträgen. Wenn wie in den Energieperspektiven 2050+ oder im Legislaturfinanzplan 2021 bis 2023 der Eidgenössischen Finanzverwaltung von einem Realzins von 1,6% ausgegangen wird, ergeben sich bei einem mittleren spezifischen Ertrag von 949 kWh/kW Produktionskosten von 143 CHF/MWh (Spalte Dachanlage Realzins).
Das BFE verwendet bei seinen Wirtschaftlichkeitsbewertungen für Photovoltaik-Grossanlagen einen Zinssatz von 4,07%. Mit diesem sogenannten WACC-Zinssatz werden auch das Risiko des Investors und allfällige Fremdkapitalkosten abgegolten. Mit dem genannten WACC belaufen sich die Produktionskosten auf 184 CHF/MWh (Spalte Dachanlage WACC). Werden die aktuell gültigen Einmalvergütungen (EIV) für Aufdachanlagen von 380 CHF/kW mitberücksichtigt, sinken die Produktionskosten für den Investor auf 151 CHF/MWh (Spalte Dachanlage mit EIV). Dies ist jedoch nur eine scheinbare Verbilligung, da die Kosten nicht wirklich sinken, sondern lediglich vom Stromkonsumenten zum Steuerzahler verschoben werden.
Tabelle 10: Produktionskosten von verschiedenen Kategorien von Gebäudephotovoltaikanlagen unter verschiedenen Finanzierungsbedingungen.
| Bezeichnung | Einheit | Dach- anlage Realzins | Dach- anlage WACC | Dach- anlage mit EIV | Fassaden- anlage WACC | Fassaden- anlage mit EIV | Grossanlage >1000 kW mit EIV |
| Konstanten | |||||||
| Leistung | [kW] | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Spezifischer Ertrag | [kWh/kW] | 949 | 949 | 949 | 640 | 640 | 949 |
| Nutzungsdauer | [a] | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| WACC | [%] | 0.0160 | 0.0407 | 0.0407 | 0.0407 | 0.0407 | 0.0407 |
| Degradation | [%] | 0.0050 | 0.0050 | 0.0050 | 0.0050 | 0.0050 | 0.0050 |
| Kombinationszins | [%] | 0.0211 | 0.0459 | 0.0459 | 0.0459 | 0.0459 | 0.0459 |
| Abzinsfaktor | 22.697 | 16.443 | 16.443 | 16.44 | 16.44 | 16.443 | |
| Investitionen | [CHF] | 2’300 | 2’300 | 1’920 | 3’090 | 2’270 | 1’076 |
| Investition | [CHF] | 2’300 | 2’300 | 2’300 | 3’090 | 3’090 | 1’326 |
| Subvention | [CHF] | 0 | 0 | -380 | 0 | -820 | -250 |
| Jährliche Kosten | [CHF/a] | 34 | 34 | 34 | 34 | 34 | 21 |
| Betrieb | [CHF/a] | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 4 |
| Unterhalt | [CHF/a] | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 8 |
| Produktionsabgaben | [CHF/a] | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 9 |
| Rückbau & Entsorgung | [CHF/a] | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Produktionskosten | [CHF/a] | 136 | 174 | 151 | 222 | 172 | 86 |
| Kapitalkosten | [CHF/a] | 101 | 140 | 117 | 188 | 138 | 65 |
| Jährliche Kosten | [CHF/a] | 34 | 34 | 34 | 34 | 34 | 21 |
| Jahresproduktion | [kWh/a] | 949 | 949 | 949 | 640 | 640 | 949 |
| LCOE | [CHF/MWh] | 143 | 184 | 159 | 347 | 269 | 91 |
In den beiden nächsten Spalten von Tabelle 10 sind die entsprechenden Produktionskosten von Fassadenanlagen aufgeführt. Mit 347 CHF/MWh resp. 269 CHF/MWh sind die resultierenden Produktionskosten rund 90% resp. 70% höher als bei Dachanlagen.
In der letzten Spalte ganz rechts, sind noch die Angaben für eine Grossanlage mit einer Leistung von mehr als 1’000 kWp unter Berücksichtigung der Einmalvergütung aufgeführt. Solche Anlagen haben mit 91 CHF/MWh zwar die geringsten Produktionskosten, ihr Anteil am gesamten Ausbaupotenzial ist mit 1,2% jedoch gering. Zudem liegen selbst diese Produktionskosten immer noch deutlich über den erwarteten Marktpreisen oder der garantierten Minimalvergütung von rund 60 CHF/MWh.
Akzeptanz der Gebäudephotovoltaik
Flächenbedarf und Landschaftsbeeinträchtigung durch die Gebäudephotovoltaik sind sehr gering. Sie beeinträchtigen allenfalls das individuelle ästhetische Empfinden, stellen aber keinen Landschaftseingriff im eigentlichen Sinne dar. Zudem wurde der Schutz der historischen Dorf- und Stadtbilder wurde bei der Bestimmung des Ausbaupotenzials berücksichtigt.
Aus diesen Gründen ist die Installation von Solaranlagen auf Dächern, Fassaden und Infrastrukturanlagen politisch weitgehend unumstritten.
Ganz im Gegenteil. Zurzeit läuft die Sammelfrist für die sogenannte Solarinitiative, welche das bestehende PV-Obligatorium für grössere Neubauten, massiv auch auf bestehende Bauten ausweiten will.