Leistung von Photovoltaikanlagen

21. Februar 2022
Ein durchschnittlicher 4-Personen-Haushalt in Deutschland verbraucht im Jahr etwa 4.000 kWh Strom. Eine Photovoltaikanlage kann diesen Bedarf ohne weiteres decken. Lesen Sie im folgenden Artikel mehr über die Leistung in kWp (Kilowatt Peak) von Photovoltaikanlagen. Ein Rechenbeispiel zeigt Ihnen, wie viel Quadratmeter Anlagenfläche Sie je nach Stromverbrauch benötigen. Erfahren Sie, wie Witterung und Jahreszeit die Leistung von einem Photovoltaikmodul beeinflussen.
Dieser Artikel wurde von
Gina Doormann für www.Solaranlagen-Portal.com verfasst.
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PhotovoltaikLeistung

Photovoltaik-Leistung im Überblick

Inhalt

Kennzahlen einer Photovoltaikanlage

Die Leistung von Photovoltaikanlagen wird in Wp (Watt Peak) oder kWp (Kilowatt Peak) angegeben. Watt ist eine physikalische Einheit. Die englische Bezeichnung "peak" bezieht sich dabei auf die höchstmögliche Leistung der PV-Anlage. Diese ist allerdings nur unter Normbedingungen im Labor zu erreichen – in der Praxis weichen die Werte mitunter stark ab. Das bedeutet, der Wirkungsgrad der Photovoltaikmodule, also deren Effizienz, beträgt im Idealfall 100 Prozent. Diese Leistung von Photovoltaikmodulen ist in der Realität unerreichbar – denn wenn Sonnenenergie in Strom gewandelt wird, sind Verluste unabdingbar. Somit liegt der Wirkungsgrad von Photovoltaik-Modulen bei lediglich rund 22 Prozent. Dabei unterscheiden sich die Wirkungsgrade polykristalliner Photovoltaikmodule und monokristalliner Photovoltaikmodule geringfügig voneinander.

PV-Anlage mit monokristallinen Modulen | Bildquelle: AdobeStock_sigidu

Die theoretische Spitzenleistung, welche im Datenblatt jedes Solarmoduls angegeben ist, wird auch als "Nennleistung" bezeichnet. Dieser Wert kann allerdings nur unter Laborbedingungen erreicht werden, denn es handelt sich um die theoretische maximale Dauerleistung einer Photovoltaikanlage, die bestimmungsgemäß betrieben wird. Neben dem Begriff der Nennleistung besteht der Begriff der installierten Leistung, der sich auf die Leistung fertig installierter PV-Anlagen bezieht. Die installierte Leistung ist ebenfalls ein theoretischer Begriff, der nicht den tatsächlichen Ertrag einer Photovoltaikanlage beziffert. Photovoltaikmodule können im Realeinsatz also weder die Nennleistung noch die installierte Leistung erbringen.

Wenn Sie mehr zur optimalen Nennleistung für Ihre PV-Anlage wissen möchten, empfiehlt sich eine kostenlose Beratung durch einen Photovoltaikexperten. Dieser kann beispielsweise auch die Peak-Leistung der Photovoltaik berechnen.

Kosten und Leistung einer Photovoltaikanlage hängen zusammen

Die Photovoltaik-Kosten pro kWp sinken mit der Größe und somit der Leistung der Photovoltaikanlage.

Mit der Größe sinkt der Preis einer PV-Anlage. | Bildquelle: Verbraucherzentrale NRW


Kostenübersicht über eine PV-Kleinanlage | Bildquelle: Solaranlagen-Portal.com

Leistung einer Photovoltaikanlage

Unter "Leistung" ist im Zusammenhang mit Photovoltaik die Energiemenge pro Zeiteinheit, etwa einer Stunde gemeint. So erklärt sich auch der Begriff der Kilowattstunde: ein Kilowatt Leistung pro Stunde. Was für den Betrieb einer Anlage weiterhin interessant ist, ist die Photovoltaik-Leistung pro m2. Also: Wie viel Kilowatt Peak Leistung werden pro m2 Photovoltaik erzeugt?

Der Solarertrag besteht aus den Komponenten Lichteinstrahlung, Einstrahlungswinkel, Lichtspektrum sowie der Temperatur der Solarzellen. Dabei ist die Strahlungsintensität je nach Region in Deutschland unterschiedlich. Grundsätzlich kann man in Süddeutschland von einer Jahresleistung von einer Kilowattstunde (kWh) pro genannter Wattzahl (Wp) der Nennleistung der Photovoltaik-Anlage ausgehen; im Norden sind die Werte aufgrund geringerer Sonneneinstrahlung etwas niedriger. Wie viel Photovoltaik-Leistung letztlich möglich ist, hängt nicht zuletzt von der Photovoltaik-Leistung pro Modul ab. Eine qualitativ höherwertige Anlage kann folglich durchaus einen höheren Jahresertrag an selbst erzeugtem Strom erwirtschaften als eine weniger hochwertige.

  • 1.000 Kilowattstunden eingestrahlte Sonnenenergie, die in Deutschland pro Quadratmeter Photovoltaik und pro Jahr im Durchschnitt möglich sind, entsprechen etwa der Energie von 100 Litern Heizöl beziehungsweise 100 Kubikmetern Erdgas.

    


Wie viele Quadratmeter Photovoltaik pro Kilowattpeak?

Im Durchschnitt sind pro 1,5 qm etwa 300 bis 350 Watt Nennleistung möglich. Es ist etwa von einer Leistung von 0,2 kWp pro m2 Photovoltaik auszugehen. Um die tatsächliche PV-Leistung je Fläche zu erhalten, müssen aber noch Abstände zu anderen Elementen berücksichtigt werden: beispielsweise zum Rand des Daches oder zum Schornstein.

Beispielrechnung Photovoltaik-Leistung: Ein durchschnittlicher 4-Personen-Haushalt verbraucht pro Jahr etwa 4.000 kWh Strom. Pro Kilowattpeak (= 1.000 Watt) werden durchschnittlich 8 bis 10 Quadratmeter Fläche benötigt. Eine Photovoltaikanlage mit einer Fläche von 40 Quadratmetern – und somit 4 Kilowatt-Peak Nennleistung – kann den Bedarf des Haushalt in einem Einfamilienhaus (theoretisch) bereits komplett decken.

Sie können einfach Ihre Photovoltaik-Leistung berechnen: Nutzen Sie dafür unseren Online-Rechner:

An Tagen mit weniger Sonneneinstrahlung und somit geringerer PV-Leistung lassen sich niedrigere Energieerträge durch Zwischenspeicherung in einer Solarbatterie ausgleichen. Weiterhin erlaubt ein PV-Speicher, den Eigenverbrauch des Solarstroms zu erhöhen – indem der Strom auch dann genutzt wird, wenn die Sonne gerade nicht scheint. Die beste Leistung erzielen Photovoltaikanlagen, wenn sie nach Süden hin ausgerichtet sind und kein Schattenwurf entsteht, etwa durch umstehende Häuser oder Bäume.

Einen weiteren Einfluss auf die Leistung der Photovoltaikanlage haben die Ausrichtung des Daches und die Dachneigung. Für die optimale Leistung einer Photovoltaikanlage bei Installation auf einer Dachfläche ist eine Dachneigung von 30° optimal. Die Dachausrichtung und mit ihr die Ausrichtung der PV-Module beeinflusst die maximale Leistung der Photovoltaikanlage ebenfalls. Denn ob der angestrebte Ertrag erreicht wird, ist davon abhängig, wie der Solarstrom genutzt werden soll. Ob das Dach eine Südausrichtung oder eine Ost-West-Ausrichtung hat: Beides ist der Photovoltaik-Modul-Leistung zuträglich. Denn mit Südausrichtung ist die Photovoltaik-Leistung pro Tag durchgängig hoch, während mit Ost-West-Ausrichtung die Morgen- und Abendsonne optimal genutzt werden kann. Letzteres erhöht die tatsächliche PV-Leistung durch Direktverbrauch, weil dann meistens die ganze Familie zuhause ist.

In einem Beratungsgespräch mit einem Fachunternehmen werden diese Faktoren ausführlich besprochen, damit ein höchstmöglicher Photovoltaik-Ertrag für Sie erreicht wird.

Wirkungsgrad von Photovoltaik-Modulen bei Hitze

Sonneneinstrahlung ist die grundlegende Bedingung, um Strom zu erzeugen. Allerdings nimmt die Leistung von Photovoltaik bei Hitze ab. Das bedeutet, mit zunehmender Temperatur reduziert sich der Wirkungsgrad von Solarmodulen. Entscheidend ist dabei die Temperatur der Module (nicht die Temperatur der Umgebung). Diesen Zusammenhang zwischen Modulleistung und Temperatur heißt Temperaturkoeffizient. Je geringer dieser ist, desto besser ist die Photovoltaik-Leistung auch bei Hitze. Dabei sagt der Temperaturkoeffizient aus, wie sehr sich die Modulleistung je zusätzlichen Grad Umgebungstemperatur verringert. Vor allem angesichts steigender Temperaturen auch in Deutschland ist der Temperaturkoeffizient ein zunehmend wichtiger Faktor bei der Beurteilung der Leistung einer Photovoltaikanlage.

Überschreitet die Tageshöchsttemperatur an Hitzetagen die 30-Grad-Marke, so nimmt die PV-Leistung ab. Es gilt also: Sonne ist gut, aber je kühler, desto besser. Denn bei einer höheren Temperatur reduziert sich die Spannung der Solarzelle. Die Nennleistung von PV-Modulen wird unter Laborbedingungen bei 25 Grad Celsius gemessen. Beträgt hier die Leistung etwa 300 Watt, so würde diese sich bei auf 70 Grad erhitztem Silizium um etwa 14 Prozent reduzieren. Abnahme des Wirkungsgrads bei Hitze führt demnach dazu, dass trotz optimaler Sonneneinstrahlung die Leistung der Module sogar niedriger ist als an einigen sonnigen Frühlingstagen oder warmen Sommertagen.

Photovoltaik-Leistung bei Bewölkung

Ein weiterer Einflussfaktor auf die Leistung von PV-Anlagen sind Wolken. Die Photovoltaik-Leistung bei bedecktem Himmel ist deutlich geringer als bei strahlendem Sonnenschein und direkter Sonneneinstrahlung. Dennoch generiert die Anlage auch bei bedecktem Himmel Strom – wenn es sich auch um diffuse und weniger intensive Strahlung handelt. In Deutschland ist im Durchschnitt mit etwa 50 Prozent diffuser Strahlung zu rechnen. Bei verhangenem Himmel ist der Anteil der diffusen Strahlung höher, bei klarem Himmel geringer. Demzufolge ist die Photovoltaik-Leistung im Winter geringer.

Verschattung mindert die Leistung einer Photovoltaikanlage. | Bildquelle: AdobeStock_aRTI01

Andere Auswirkungen zeigen sich jedoch auf die Photovoltaik-Leistung im Schatten. Denn fällt dauerhaft Schatten auf einen bestimmten Teil der Module, zum Beispiel durch einen Baum, so ist hier die Leistung permanent schlecht. Da die Solarmodule aber in Reihe geschaltet sind, wird die Leistung der gesamten Photovoltaikanlage beeinträchtigt.

Photovoltaik: Leistung im Tages- und Jahresgang

Der Tagesgang beschreibt die Entwicklung der Anlagenleistung über den Verlauf eines Tages. Die Photovoltaik-Leistung pro Tag ist abhängig von verschiedenen Parametern, wie der Sonneneinstrahlung oder der Witterung. Der Tagesgang bildet für die Grundlage für Berechnungsmodelle zum Jahresstromertrag und der jährlichen Einspeisevergütung. In diesem Zusammenhang wird auch vom Jahresgang einer Photovoltaikanlage gesprochen. Dieser beschreibt im Unterschied zum Tagesgang, wie sich die Anlagenleistung über den Verlauf eines Jahres entwickelt. Mit Hilfe des Jahresgangs kann die Photovoltaikleistung pro Jahr mit den Werten aus Vorjahren verglichen werden um beispielsweise Aussagen über die Degradation der Anlage treffen zu können.

FAQ zur PV-Leistung

Wie viel Strom erzeugt 1 qm Photovoltaik?

1 qm Photovoltaik erzeugt etwa 200 kWh Strom.

Wie viel kWh erzeugt eine Photovoltaikanlage am Tag?

Im Durchschnitt kann eine PV-Anlage pro kWp etwa 2,7 kWh pro Tag erzeugen.

Was bringt eine 10 KW Solaranlage?

Ist die PV-Anlage südlich ausgerichtet, so können jährlich etwa 9.500 bis 12.500 kWh Strom erzeugt werden.

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Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik

Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage

Ist eine Solaranlage bei Nachtstromspeicherheizung möglich und sinnvoll bei ca. 10.000 KWh Stromverbrauch?
Antwort eines Haus&Co Experten

Ja, das kann eine sinnvolle Kombination sein - besonders, wenn Sie bei der Elektroheizung bleiben wollen. Sie benötigen auf jeden Fall einen Solarstromspeicher - da Sie den Strom dann tagsüber erzeugen, wenn die Nachtspeicherheizung gerade nicht vorheizt. Generell ist der Eigenverbrauch - dank sinkender Einspeisevergütung - stark in den Fokus gerückt. Da Solarstromspeicher auch aktuell noch von der KfW gefördert werden, würde ich da auf jeden Fall einmal ein Angebot anfragen.

Sie können sich das hier einmal kalkulieren (da ich keine Angaben zur verfügbaren Dachfläche habe): https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/kosten

Erfahrungen mit der Stromcloud?

Ich plane den Bau einer PV Anlage und habe von der Stromcloud gehört. Daher meine Frage: Kann ich auch nur die Cloud buchen? Eine PV Anlage habe ich ja schon bzw. plane / kaufe ich gerade. Gibt es sonst Erfahrungen mit der Stromcloud?
Antwort von energie-konzept24 GbR

Die Firma Sonnen und Senec bieten die Cloud aktiv an.

Wenn Sie die Cloud nutzen möchten brauchen Sie den Speicher der jeweiligen Firma.

Von Sonnen würde ich generell abraten da die Firma darauf bedacht ist einen hohen Ajtienweet zu erreichen um beim
Börsengang ordentlich Kasse zu machen. Ich bezweifle nur ob das für die Kunden nachhaltig ist und ob die Garantiezeiten
eingehalten werden.

Wenn Sie sich unbedingt eine Cloud leisten möchten, nehmen Sie Senec.

Generell kann ich Ihnen nur raten genau zu rechnen!

Die Berechnungen die wir mit beiden Anbietern vollzogen haben waren negativ.

Ich habe bis jetzt keine Berechnung gesehen wo der Kunde einen Vorteil hatte.

Gerne erkläre ich Ihnen die List und Tücken, die Sie im normalen Angebot nur sehr schlecht erkennen.

Mein Rat - Batterrie etwas größer als Ihr Verbrauch und auf jedenfall größer als Ihre PV Anlage.

Beispiel : 5 KWp PV Anlage dann 8 oder 9 KW Speicher !

Erfahrungen mit Solarziegeln von autarq

Haben Sie Erfahrung mit Solarziegeln der Firma autarq / Berlin? Wir interessieren uns für Solarziegel und wüssten gerne mehr über Vor- / Nachteile und technische Umsetzung.
Antwort von ENPLA GmbH

Hallo,
Ja wir haben Erfahrung mit den Solarziegeln von Autarq.
Referenzen können Sie bei uns besichtigen. Für weitere Fragen und eine Berstung kontaktieren Sie uns einfach!

ENPLA GmbH, 88630 Pfullendorf.

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