Bei einer Photovoltaikanlage ist es entscheidend, wie hoch der Ertrag ist. Werte wie Kilowattstunde und Kilowatt-Peak geben Aufschluss darüber. Doch was sagen die Kennzahlen eigentlich genau aus? Wir klären auf.
Das bedeutet Kilowattstunde (kWh)
Unter Kilowattstunde (kWh) versteht man die Energie – bzw. physikalisch korrekt die Arbeit –, die bei einer Leistung von einem Kilowatt in einer Stunde erbracht wird.
Mit einer Kilowattstunde Strom können Sie:
- eine Waschmaschine Wäsche waschen
- einen Kuchen backen
- 7 Stunden fernsehen
- Eine Mahlzeit für 4 Personen kochen
- 50 Stunden lang einen Raum mit einer Energiesparlampe beleuchten
Wie viel Strom Sie genau bei diesen Aktivitäten verbrauchen, hängt natürlich von der Energieeffizienz Ihrer Geräte ab.
Im Zusammenhang mit Photovoltaik entspricht eine Kilowattstunde der Energie, die Ihre Solaranlage mit 1 Kilowatt Leistung in einer Stunde erzeugen kann.
Das bedeutet Kilowatt-Peak (kWp)
Die Maßeinheit Kilowatt-Peak (kWp) wird eigens zur Messung der Leistung von Photovoltaikanlagen verwendet. Konkret gibt kWp an, welche Höchstleistung in Kilowatt (kW) eine Solaranlage erbringen kann.
Normalerweise wird elektrische Leistung in Watt gemessen. 1.000 Watt ergeben ein Kilowatt. Mit dem Zusatz „Peak“ werden die Leistungen verschiedener Photovoltaikmodule verglichen. Durch ungleiche Bedingungen wie die Außentemperatur ergeben sich unterschiedliche Leistungen. Damit sichergestellt werden kann, dass Solarmodule mit derselben angegebenen Leistung in Watt auch gleichwertig sind, wird die Leistung eines Moduls unter festgelegten Bedingungen gemessen.
Die Standardtest-Bedingungen (STC) in der Photovoltaik
Bei diesen Bedingungen handelt es sich um die sogenannten Standardtest-Bedingungen bzw. englisch Standard Test Conditions (STC). Diese einheitlichen Betriebsbedingungen, unter denen die Nennleistung von Photovoltaikmodulen gemessen wird, ermöglichen einen Vergleich verschiedener Module.
Die Standardtest-Bedingungen sind:
- Zelltemperatur von 25 Grad Celsius
- Sonneneinstrahlung von 1.000 Watt pro Quadratmeter
- Luftmasse (AM) von 1,5
Die STC stehen häufig in der Kritik, da es sich um Idealbedingungen handelt, die realitätsfern sind. Man muss daher davon ausgehen, dass der tatsächliche Ertrag eines Photovoltaikmoduls stets unter der Nennleistung liegt. Zum Vergleich: Eine Sonneneinstrahlung von 1.000 Watt pro qm² wird nur an einem sonnigen Sommertag in der Mittagszeit erreicht. Alleine durch die Erwärmung der Photovoltaikanlage wird der Ertrag verringert, da der Wirkungsgrad von Solarzellen mit zunehmender Temperatur abnimmt.
Aus diesem Grund haben Experten zusätzlich den NOCT (Normal Operating Cell Temperature) entwickelt. Dieser ist wie STC im Datenblatt angegeben. Anders als bei den STC werden hierbei die Module unter festgelegten Normalbedingungen getestet. Zu diesen gehören:
- geringe Windgeschwindigkeit
- Temperatur eines mitteleuropäischen Frühlingstages
- Solareinstrahlung eines südlichen Sommertages
- Zusammensetzung des Spektrums der Solareinstrahlung nach Filterung durch die Atmosphäre wie bei schräg stehender Sonne
- elektrischer Leerlauf der PV-Anlage
Andere Einheitsgrößen für die Leistung einer PV-Anlage
Neben Kilowatt-Peak (kWp) sind auch noch weitere Kenngrößen für die Leistung einer Photovoltaikanlage gebräuchlich. Diese sind abhängig von der Größe der Solaranlage:
- Watt-Peak oder Wp. 1000 Wp entsprechen einem kWp.
- Megawatt-Peak oder MWp. 1000 kWp entsprechen einem MWp.
- Gigawatt-Peak oder GWp. Eine Million kWp entsprechen einem GWp.
Welchen Stromertrag erhalte ich pro kWp Photovoltaik
Eine Photovoltaikanlage erzeugt in Deutschland in etwa 700 bis 1000 kWh pro kWp. Der Ertrag ist abhängig von mehreren Faktoren wie Standort, Verschattung oder Ausrichtung der Solaranlage. Bei einer PV-Anlage mit 7 kWp, wie sie für eine vierköpfige Familie zum Einsatz kommen kann, läge der Ertrag demnach bei 4900 bis 7000 kWh.
Welche Faktoren beeinflussen den Stromertrag von Photovoltaik
Nicht nur die Leistungsfähigkeit Ihrer Solarmodule bestimmen den Ertrag Ihrer Photovoltaikanlage. Darüber hinaus gibt es noch weitere Einflussgrößen:
- Sonneneinstrahlung: Je höher die Sonneneinstrahlung, desto höher ist der Ertrag.
- Standort: Im Süden ist die Sonneneinstrahlung höher als im Norden.
- Jahreszeit: Im Sommer sind die Tage länger als im Winter. Somit gibt es auch mehr Sonnenstunden.
- Tagesverlauf: In den Mittagsstunden ist der Ertrag am höchsten, da das Sonnenlicht senkrecht auf die Solarmodule strahlt.
- Ausrichtung der Module: Die höchsten Erträge erhalten Sie bei einer Südausrichtung und 30° Modulneigung. Abweichungen führen allerdings nur zu einer geringfügigen Minderung des Ertrags.
- Verschattung und Verschmutzung: Werden durch Bäume, andere Häuser, o.ä. Schatten auf die Solarmodule geworfen, mindert das den Ertrag. Genauso verhält es sich mit Verschmutzungen auf den Modulen.
- Wechselrichter: Der Wirkungsgrad des Wechselrichters limitiert den Ertrag.
- Kabelauswahl: Wird eine Solaranlage in Reihenschaltung mit dem Wechselrichter verbunden, mindert ein defektes oder (durch Verschattung) geschwächtes Modul den Ertrag der gesamten PV-Anlage. Bei der Parallelschaltung ist die Minderung geringer, allerdings müssen alle Module mit dem Wechselrichter verbunden werden. Das ist aufwendig und führt zu langen Kabeln, die wiederum Leistungsverluste zur Folge haben können.
- Modultemperatur: Der Wirkungsgrad von Solarzellen nimmt mit steigender Temperatur ab.
