Bei der Überlegung, ob sich eine Photovoltaikanlage rentiert, spielen zwei Faktoren eine wichtige Rolle. Einerseits sind das die Kosten, die durch die Anlage entstehen. Der andere Faktor ist der Ertrag, den die PV-Anlage einbringt. Um letzteren wird es in diesem Artikel gehen. Hier verraten wir Ihnen, wie viel Strom eine Photovoltaikanlage produziert.
Kurze Antwort
Bei Photovoltaikanlage wird die Nennleistung in Kilowattpeak (kWp) angegeben. 1 kWp entspricht einer Nennleistung von 1.000 Watt. Das entspricht einer PV-Anlage aus 4 bis 6 Modulen (ca. 8 bis 10 Quadratmeter Dachfläche). Eine Photovoltaikanlage mit einer Nennleistung von 1 kWp erzeugt in Deutschland pro Jahr ca. 950 bis 1.100 Kilowattstunden (kWh) Strom.
Demnach ist der Ertrag in erster Linie abhängig von der Größe und Nennleistung der PV-Anlage. Setzen Sie beispielsweise auf eine Anlage mit einer Nennleistung von 2 kWp, dann verdoppelt sich auch der zuvor genannte Ertrag auf ca. 1.900 bis 2.200 kWh.
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Lange Antwort
Sie haben nun in kurzer Form erfahren, wie viel Strom eine Photovoltaikanlage erzeugt. Im Folgenden möchten wir Ihnen darüber hinaus zeigen, welche Faktoren den Ertrag beeinflussen. Außerdem zeigen wir Ihnen, wie Sie die Stromproduktion einer PV-Anlage berechnen können.
Welche Faktoren beeinflussen den Ertrag einer Solaranlage?
Folgende Faktoren beeinflussen den Ertrag einer PV-Anlage:
Leistung der Anlage
Wie bereits angemerkt, spielt die Nennleistung der Anlage eine entscheidende Rolle für den Ertrag. je höher die Leistung einer Photovoltaikanlage ist, desto mehr Strom produziert diese. Die Leistung (in Kilowattpeak angegeben) wird unter folgenden standardisierten Testbedingungen ermittelt:
- Einstrahlung von 1000 W/m²
- Temperatur der Photovoltaikmodule von 25° C
Diese Bedingungen stellen in unseren Breitengraden ca. die Maximalleistung der Anlage dar.
Standort
Die Sonne strahlt nicht überall gleich stark auf die Erde. So ist etwa die Einstrahlung am Äquator ein Vielfaches höher als in Zentraleuropa. Generell gilt: Je nördlicher eine Solaranlage steht, desto schwächer ist die Solarenergie und umso weniger Strom wird bei gleicher Leistung produziert.
Die sogenannte Globalstrahlung wird in Watt pro Quadratmeter angegeben. Sie zeigt den momentanen Wert der Sonneneinstrahlung an. Für das gesamte Jahr hingegen wird die Solarenergie in Kilowattstunden pro Quadratmeter angegeben.
Hier gibt es selbst innerhalb Europas bemerkbare Unterschiede. So liegt die Jahressumme in Deutschland bei ca. 1.150 kWh pro m², während sie in Österreich 1.250 kWh pro m² beträgt. Doch nicht nur zwischen einzelnen Staaten gibt es diese Unterschiede. Auch etwa innerhalb Deutschlands ist die Strahlenintensität je nach Bundesland recht unterschiedlich, wie folgende Tabelle zeigt:
Bundesland | Ertrag (Kilowattstunden pro Kilowattpeak) |
Baden-Württemberg | ~ 1.070 |
Bayern | ~ 1.060 |
Berlin | ~ 910 |
Brandenburg | ~ 990 |
Bremen | ~ 930 |
Hamburg | ~ 960 |
Hessen | ~ 1.020 |
Mecklenburg-Vorpommern | ~ 1.010 |
Niedersachsen | ~ 990 |
Nordrhein-Westfalen | ~ 990 |
Rheinland-Pfalz | ~ 1.040 |
Saarland | ~ 1.060 |
Sachsen | ~ 1.040 |
Sachsen-Anhalt | ~ 1.000 |
Schleswig-Holstein | ~ 1.000 |
Thüringen | ~ 1.020 |
Ausrichtung
Ebenfalls eine sehr hohe Auswirkung auf die Stromproduktion einer Solaranlage hat deren Ausrichtung. Ist die Anlage nach Süden ausgerichtet, ist der Ertrag am größten. Richtung Norden hingegen ist er am geringsten. Die wenigsten Häuser haben jedoch eine perfekte Ausrichtung in eine der beiden Himmelsrichtungen. Deshalb können Sie die nachfolgende Tabelle nutzen, um einschätzen zu können, welchen Ertrag die Anlage bei Ausrichtung Ihres Hauses bringen würde.
Ausrichtung | Faktor |
Süden | 1,00 |
Südwesten | 0,95 |
Südosten | 0,95 |
Westen | 0,80 |
Osten | 0,80 |
Nordwesten | 0,65 |
Nordosten | 0,65 |
Norden | 0,55 |
Neigungswinkel
Auch der Neigungswinkel der Solaranlage spielt eine wichtige Rolle. Im Optimalfall trifft die Sonne in einem 90° Winkel auf die PV-Anlage. In unseren Breitengraden verändert sich der Stand der Sonne allerdings über das Jahr hinweg. Deshalb wird wohl nie das Optimum erreicht. Je nach Jahreszeit ist eine Neigung von 30° bis 45° am besten (bei Ausrichtung nach Süden).
Die folgende Liste gibt Ihnen eine Übersicht zu den Neigungen gängiger Dächer:
- Flachdach (ohne Aufständerung): 0°
- Flachdach (mit Aufständerung): 15°
- Normales Dach: 35°
- Steildach: 45°
- Hauswand/Balkon: 90°
Wirkungsgrad
Jede Solaranlage hat einen bestimmten Wirkungsgrad. Dieser liegt bestenfalls bei über 20 %. Je höher der Wirkungsgrad ist, desto mehr Strom produziert die Solaranlage. Der Wirkungsgrad der gesamten PV-Anlage setzt sich aus den Wirkungsgraden der verschiedenen Bauteile zusammen. Diese umfassen:
- Module
- Wechselrichter
- Leitungen
- Kabel
Verschattung
Werden Schatten auf die Photovoltaikanlage geworfen, verringert dies den Ertrag der Anlage. Selbst wenn der Schatten nur auf ein einziges Modul fällt, kann das die gesamte Leistung der PV-Anlage vermindern. Doch vor allem sehr große Schatten, etwa von Bäumen oder anderen Gebäuden verschlechtern den Ertrag erheblich. Deshalb sollte bei der Planung der PV-Anlage bedacht werden, dass auch bei der täglichen Wanderung der Sonne möglichst wenige Schatten auf die Anlage fallen.
Jahreszeit
Auch wenn dieser Faktor sich nicht auf das gesamt Jahr auswirkt, sollten Sie bedenken, dass der Ertrag zwischen den Jahreszeiten schwankt. So machen Frühling und Sommer rund 75 % des jährlichen Ertrags aus, während nur 25 % des Stroms im Herbst und im Winter produziert werden. Das sollten Sie beachten, falls Sie etwa mit der PV-Anlage Ihr Haus per Elektroheizung in den kalten Monaten wärmen wollen. Dann müssen Sie aufgrund des geringen Ertrags eventuell Strom zukaufen.
Ertrag einer Photovoltaikanlage berechnen
Die Werte in unserem Rechner sind natürlich nur annähernde Werte und können durch andere Ausrichtungswinkel, Beschattung etc. abweichen.
Alternativ zu unserem Rechner können Sie den Ertrag auch selbst berechnen. Dazu benötigen Sie folgende Informationen:
- Leistung der Anlage
- jährliche Sonneneinstrahlung am Standort
- Ausrichtung
- Neigungswinkel
Diese setzen Sie in die folgende Formel ein:
Ertrag pro Jahr = Leistung der Anlage x jährliche Sonneneinstrahlung x Faktor aus Ausrichtung und Neigungswinkel
Der Faktor aus Ausrichtung und Neigungswinkel ist jedoch nicht allzu leicht zu berechnen. Deshalb möchten wir Ihnen hierzu diese Grafik empfehlen.
Die jährliche Sonneneinstrahlung an ihrem Standort können Sie unserer Tabelle oben für die jeweiligen Bundesländer entnehmen.
Beispiel: Sie möchten eine PV-Anlage mit einer Leistung von 2 kWp in Hamburg installieren. Die Anlage wird Richtung Osten und Westen ausgerichtet sein. Der Ausrichtungswinkel beträgt 40°.
Ertrag pro Jahr = Leistung der Anlage x jährliche Sonneneinstrahlung x Faktor aus Ausrichtung und Neigungswinkel
Ertrag pro Jahr = 2 kWp x 960 kWh/kWp x 80,7 %
Ertrag pro Jahr = 1.549,44 kWh
Fazit – Wie viel Strom produziert eine Photovoltaikanlage?
Sie haben im Artikel erfahren, wie Sie die Stromproduktion einer Photovoltaikanlage in Etwa berechnen können. Dabei ergeben sich große Unterschiede je nach Ausrichtung der Anlage, ihrem Neigungswinkel, dem Standort sowie der Leistung. Auch haben wir Ihnen erklärt, wie diese Faktoren den Ertrag beeinflussen. Wir hoffen, dass wir ihnen somit weiterhelfen konnten!