Kilowatt peak (kWp): Maßeinheit für Photovoltaik

Inhaltsverzeichnis:

• Der Unterschied zwischen Kilowattstunden (kWh) und Kilowatt peak (kWp)
• Standardtestbedingungen (STC) für PV-Module
• kWp-Werte unter Realbedingungen
• NOCT: Alternative zu Kilowatt peak
• Kilowatt peak in Kilowattstunden

Watt ist die Maßeinheit für elektrische Maximalleistung. Ein Watt sind umgerechnet 1.000 Kilowatt (kW). Kilowattstunden (kWh) beschreiben die Energiemenge, die innerhalb einer Stunde gemessen wird. 

In Bezug auf Photovoltaik sprechen Sie hingegen nicht von Watt, stattdessen von Watt peak (Wp). Bei der Bezeichnung Kilowatt peak (kWp) handelt es sich demnach ebenfalls um eine Maßeinheit in Bezug auf die elektrische Leistung. Sie beschreibt die maximal zu erreichende elektrische Leistung einer Photovoltaikanlage. Dabei gilt zu beachten, dass es sich um die maximale Leistung unter standardisierten Laborbedingungen (STC = Standardtestbedingungen) handelt. Die Angabe Kilowatt peak verwenden Sie, um die elektrische Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Solarmodule miteinander vergleichbar zu machen.

Die Standardtestbedingungen für Photovoltaikmodule, kurz: STC (engl.: standard test conditions), sind fest definierte Testbedingungen, anhand derer die Leistung eines Solarmoduls gemessen sowie bewertet wird. Dadurch ist ein Vergleich der angegebenen Leistungsdaten unterschiedlicher Module miteinander möglich.

Die Standardtestbedingungen umfassen die folgenden Faktoren:

• Strahlungsstärke
• Temperatur der Zellen
• Luftmasse

Die Strahlungsstärke unter Testbedingungen beträgt 1.000 Watt pro Quadratmeter in der Modulebene. Je nachdem, wo sich der Standort Ihrer PV-Anlage befindet, variiert die Strahlungsintensität der Sonne. Die folgende Globalstrahlungskarte zeigt Ihnen ungefähr, wie hoch die Intensität an Ihrem Standort ist.

Anhand der Karte erkennen Sie, dass der Wert von 1.000 Watt pro Quadratmeter in den Standardtestbedingungen nur einem Richtwert entspricht. Je nach Lage kann die tatsächliche Strahlungsintensität temporär höher oder niedriger ausfallen.

Die Temperatur der Zellen bei den Standardtestbedingungen beträgt 25 Grad Celsius. Insbesondere im Sommer bei hoher Strahlungsintensität und -dauer übersteigt die Temperatur der Realbedingungen diesen Wert mitunter um das Doppelte oder mehr. 

Die Luftmasse, engl.: air mass (AM), gibt die Strecke an, die die Solarstrahlung durch die Erdatmosphäre zurücklegt. Der AM-Wert bei den Standardtestbedingungen liegt bei 1,5. Dies entspricht den sommerlichen Bedingungen, die in Mitteleuropa herrschen. Zum Vergleich: Ein AM-Wert von 1 besteht, wenn die Sonnenstrahlen senkrecht auf die Erde treffen – die Sonne steht im Zenit. Der Einstrahlwinkel bei den STC mit einem AM-Wert von 1,5 liegt bei etwa 48 Grad. Gerade im Winter steht die Sonne deutlich tiefer als im Sommer, der Einstrahlwinkel ist flacher und der AM-Wert höher. Die Leistung der Solarstrahlung sinkt.

Bei idealen Bedingungen nähert sich die Energieleistung Ihrer PV-Anlage dem angegebenen Kilowatt peak Wert. Diese umfassen die Dachausrichtung nach Süden sowie eine Dachneigung von 35 Grad. Weiterhin darf keine Verschattung der Module vorliegen.

Bedenken Sie daher: Die tatsächliche Leistung eines Solarmoduls weicht oftmals unter realen Anwendungsbedingungen von den Standardtestbedingungen ab. Dies begründet sich aufgrund von Faktoren wie Klima, Jahreszeit, Tageszeit und der konkreten Ausrichtung der jeweiligen Module.

Die Standardtestbedingungen für PV-Anlagen, die zur Bestimmung der Kilowatt peak Angabe des jeweiligen Moduls dienen, sind Werte, die eine Vergleichbarkeit unterschiedlicher Solarpanele verschiedener Hersteller möglich machen. Unter realen Bedingungen werden diese Werte jedoch eher selten erreicht. 

Eine Strahlungsstärke von 1.000 Watt pro Quadratmeter wird in Deutschland je nach Standort an einem wolkenlosen Sommertag erzielt – wenn die Sonne zur Mittagszeit im Zenit steht. Die Werte variieren je nach Standort zwischen 600 und 1.000 Watt pro Quadratmeter. Im Winter fällt die Strahlungsstärke geringer aus und liegt im Schnitt zwischen 300 und 500 Watt pro Quadratmeter. Handelt es sich zudem um bewölkte und trübe Wetterverhältnisse, kann die Leistung auf bis zu 50 bis 150 Watt pro Quadratmeter sinken.

Weitere wissenswerte Informationen zu Photovoltaik im Winter erhalten Sie in unserer Podcast-Folge “PV-Ertrag im Winter”:

Auch aufgrund der hohen Strahlungsstärke erhöht sich die Temperatur der Module an warmen Sommertagen rapide. Temperaturen von 50 bis 70 Grad Celsius der Zellen sind nicht ungewöhnlich. Die erhöhte Temperatur der Module sorgt für einen reduzierten Wirkungsgrad. Dementsprechend geringer fällt die Leistung von Photovoltaik und der dadurch ausgedrückte kWp-Wert des Solarpanels aus. Im Schnitt können Sie damit rechnen, dass der Wirkungsgrad von Modulen um etwa 0,5 Prozent pro Grad Celsius Abweichung der STC sinkt.

Gleichzeitig variiert der Strahlungswinkel – abhängig von der Jahres- und Tageszeit. Auch Ausrichtung und Aufstellungswinkel der Photovoltaikmodule unterscheiden sich, sodass der AM-Wert von 1,5 nicht immer unter Realbedingungen zutrifft.

Da die tatsächlichen kWp-Werte von Solarmodulen unter Realbedingungen meist geringer ausfallen und je nach Jahreszeit und Wetter variieren, geben Hersteller darüber hinaus einen NOCT-Wert, engl.: normal operating cell temperature, an. Bei diesem fallen die Zelltemperaturen unter Testbedingungen mit 45 Grad Celsius deutlich höher aus und entsprechen eher den Realbedingungen. Auch eine geringere Strahlungsstärke von 800 Watt pro Quadratmeter entspricht einem Wert, der sich näher an den Realbedingungen orientiert.

Beim NOCT-Wert handelt es sich wie beim Kilowatt peak Wert um standardisierte Testbedingungen. Dadurch ist auch hier die Vergleichbarkeit zwischen einzelnen Modulen verschiedener Hersteller gegeben.

Informieren Sie sich darüber, ob sich Rendite und Ertrag von Photovoltaik für Sie rechnen. Bei der Umrechnung von Kilowatt peak in Kilowattstunden, gehen Sie in der Regel pro Kilowatt peak von einem Solarertrag von etwa 900 bis 1.100 Kilowattstunden in Deutschland pro Jahr aus. 

Um die Leistung Ihrer Photovoltaikanlage zu berechnen, nutzen Sie einfach unseren Online-Rechner.

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