Wieviel Photovoltaik brauche ich für ein Einfamilienhaus?

Wirkungsgrad, Nennleistung und spezifische Leistung einer Photovoltaikanlage

KNA

Es gibt drei wichtige Kennzahlen, die Einfluss auf die Leistung einer Photovoltaikanlage haben: der Wirkungsgrad, die Nennleistung und der spezifische Ertrag. Wir erklären Ihnen, was diese Kennzahlen bedeuten und worin der Unterschied liegt.

1. Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage

⇒ Der Wirkungsgrad gibt an, wie effizient die PV-Anlage Sonnenenergie in elektrische Energie umwandelt.

Beispiel: Eine PV-Anlage nimmt 400 kWh an solarer Energie auf und produziert daraus 100 kWh an elektrischer Energie. In diesem Fall beträgt der Wirkungsgrad der Anlage 25 Prozent.

2. Nennleistung einer PV-Anlage

⇒ Die Nennleistung gibt an, wie viel Leistung die Anlage unter optimalen Bedingungen produzieren kann.

Die Nennleistung wird normalerweise in Wattpeak (Wp) oder Kilowattpeak (kWp) angegeben. Es gelten gelten genormte Standard-Testbedingungen („Standard Test Conditions“, meist als STC abgekürzt) mit einer Bestrahlungsstärke von 1000 W/m² und Zelltemperatur von 25° Celsius.

3. Spezifischer Ertrag einer PV-Anlage

⇒ Der spezifische Ertrag gibt an, wie viel Energie eine spezifische PV-Anlage pro Jahr pro installierter Leistung erzeugen kann.

Der spezifische Ertrag rechnet den individuellen Standort und die Aufstellungssituation einer Photovoltaikanlage mit ein. Diese Kennzahl wird normalerweise in Kilowattstunden pro Kilowattpeak (kWh/kWp) angegeben und berücksichtigt die spezifischen Umgebungsbedingungen vor Ort, wie Sonneneinstrahlung, Temperatur und Schatten, die auf die Anlage einwirken.

Beispiel: Erzeugt eine Photovoltaikanlage in einem bestimmten Jahr eine Energie von 7.700 kWh bei einer Anlagengröße von 8 kWp, ergibt sich daraus ein spezifischer (Jahres)Ertrag von 962,5 kWh/kWp.

So berechnen Sie den spezifischen Ertrag Ihrer Photovoltaikanlage

Es gibt Tools im Internet, die den spezifischen Ertrag für eine bestimmte Region oder einen bestimmten Standort berechnen können. Sie nutzen Daten zur Sonneneinstrahlung und zur Temperatur, beispielsweise der Solarserver. Diese Tools können nützlich sein, um den spezifischen Ertrag einer PV-Anlage abzuschätzen und ihre Leistungsfähigkeit zu optimieren.

Beispiel: Die Grafik zeigt die monatliche Ertragsprognose für ein Haus in Frankfurt am Main mit einer 5-kWp-Photovoltaikanlage mit Südausrichtung auf einer Dachneigung von 30 Grad. Rund 6026 kWh können von dieser Anlage im Jahr erzeugt werden.

Solarserver/Meteoblue

Welchen Einfluss haben Dachtyp und Dachneigung auf die Leistung der Photovoltaikanlage?

Unsplash / Benjamin Jopen

Die häufigsten Dachtypen sind Schrägdächer und Flachdächer. Wichtig ist die Himmelsrichtung:

• Schrägdächer können sowohl für Ost-West- als auch Südausrichtungen genutzt werden,
• Flachdächer werden normalerweise auf Südausrichtung optimiert.

Die Südausrichtung fängt insbesondere in der Mittagszeit sehr viel solare Strahlung ein, während eine West-Ost-Ausrichtung den meisten Strom morgens und abends erzeugt. Wenn der Strom möglichst zeitnah selbst verbraucht werden soll – also weder Stromspeicher zur Verfügung stehen oder besonders viel ins öffentliche Netz eingespeist werden soll – können sich West-Ost-Ausrichtungen also durchaus lohnen.

Auch die Dachneigung spielt eine wichtige Rolle bei der Effizienz von PV-Anlagen, da sie den Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Solarmodule beeinflusst. Idealerweise sollte die Dachneigung so gewählt werden, dass die Module senkrecht zur Sonnenstrahlung ausgerichtet sind, um die maximale Sonnenenergie aufzunehmen.

Für Photovoltaikanlagen auf Schrägdächern sind Dachneigungen zwischen 20° und 60° üblich, wobei eine Neigung von 30° als optimal gilt.

Welche Faktoren beeinflussen den Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage?

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Es gibt mehrere Faktoren, die den Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage beeinflussen können:

1. Ausrichtung und Neigungswinkel der Solarzellen: Eine optimale Ausrichtung (Süden, Osten, Westen) und Neigungswinkel (ideal sind 30°) der Solarzellen ermöglicht eine bessere Ausbeute an solarer Energie und erhöht damit den Wirkungsgrad der Anlage.
2. Verschattung: Schatten auf den Solarzellen verringert die Menge an solarem Licht, die auf die Zellen fällt und reduziert damit den Wirkungsgrad. Deshalb sollten Solarzellen möglichst frei von Verschattung (etwa durch Bäume oder Nachbargebäude) installiert werden.
3. Zelltemperatur: Eine höhere Zelltemperatur verringert die Effizienz der Solarzellen und damit den Wirkungsgrad der Anlage.
4. Qualität und Typ der Solarzellen: Die Qualität und Art der Solarzellen bestimmt, wie effizient sie die solare Energie in elektrische Energie umwandeln können. Die Verwendung von hochwertigen Solarzellen kann den Wirkungsgrad der Anlage erhöhen.
5. Reinigung: Die regelmäßige Reinigung der Solarzellen kann dazu beitragen, dass sie mehr Sonnenlicht aufnehmen und den Wirkungsgrad der Anlage erhöhen.

Wie viel Photovoltaik brauche ich für ein Einfamilienhaus?

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Wie Sie erfahren haben, hängt die benötigte Größe einer Photovoltaik-Anlage für ein Einfamilienhaus von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise dem Stromverbrauch des Haushalts, der verfügbaren Dachfläche, der Ausrichtung und Neigung des Dachs sowie der lokalen Wetterbedingungen.

Um die Frage "Wie viel Photovoltaik brauche ich für ein Einfamilienhaus?" zu beantworten, sollten Sie schrittweise vorgehen:

1. Stromverbrauch ermitteln

Die Rechnung ist einfach: Je mehr Strom Sie verbrauchen, desto mehr PV-Module benötigen Sie, um den Bedarf abzudecken. Ein Blick auf Ihre Stromabrechnung verrät, wieviel Strom Sie im Jahr verbrauchen.

Ein durchschnittlicher Vierpersonenhaushalt hat einen jährlichen Stromverbrauch von etwa 4.000 bis 5.000 kWh. Sollen zukünftig stromintensive Verbraucher genutzt werden − etwa für Wärmepumpe, Poolheizung oder E-Auto − sollten Sie entsprechend mehr einplanen.

2. Leistung der Photovoltaikanlage ermitteln

Ausgehend vom Stromverbrauch können Sie berechnen, wie groß Ihre PV-Anlage ausfallen muss, um den Bedarf zu decken.

Beispiel: Bei einem Standort in Frankfurt erbringt die Photovoltaikanlage mit 5 kWp einen Jahresertrag von rund 6.000 kWh Energie. Grundsätzlich dürfte die Größe der Anlage also ausreichend sein.

Allerdings ergeben sich im Tages- und Jahresverlauf Über- und Unterdeckungen. So wird der Stromertrag im Sommer in der Mittagsstunde besonders hoch und im Winter und bei bewölktem Himmel eher gering sein. So lassen sich im Durchschnitt nur etwa 30 Prozent des Stroms selbst nutzen, wenn Sie keinen Speicher haben. Wenn Sie es sich kostenmäßig leisten können, sollten Sie die Photovoltaikanlage lieber größer dimensionieren.

Außerdem empfehlenswert: einen Batteriespeicher einbauen, der es Ihnen ermöglicht, den bei Sonnenschein gewonnenen Strom auch später zu nutzen − und Ihre Eigenverbrauchsquote zu steigern. In unserem Artikel erfahren Sie mehr zur Frage: Photovoltaik-Anlage: Mit oder ohne Speicher?

Eine Einschränkung dabei ist allerdings die vorhandene Dachfläche, wie wir im dritten Schritt sehen werden ...

3. Anzahl der Photovoltaikmodule ermitteln

Handelsübliche Photovoltaikmodule haben eine Leistung von rund 400 Wp oder anders ausgedrückt 0,4 kWp. Sie nehmen im Durchschnitt etwa 1,7 Quadratmeter Dachfläche ein. Daraus ergibt sich, dass Sie für eine Leistung von 1 kWp etwa 3 Solarmodule benötigen.

Nehmen wir an, dass Sie 30 Quadratmeter Dachfläche zur Verfügung haben. Dann können Sie die die maximal mögliche Zahl der Module wie folgt ausrechnen.

In diesem Beispiel würde die Leistung also durchaus ausreichen.

Eine gezielte Kalkulation für Ihre individuelle Situation gelingt am einfachsten mit einem Solarrechner. Der verlinkte Rechner ist unabhängig von bestimmten Anbietern. Auch Solarkataster bieten in der Regel integrierte Rechentools an, mit denen Sie Ihren Bedarf berechnen können.

Fazit: So viel Photovoltaik braucht man für ein Einfamilienhaus

• Für ein typischen Einfamilienhaus genügt eine Leistung von rund 5 kWp, es sei denn man kann z.B. über Stromspeicher mehr Strom selbst verbrauchen oder will große Mengen ins Netz einspeisen.
• Die Menge an Energie, die von einer Photovoltaikanlage erzeugt werden kann, hängt von der Intensität und Dauer der solaren Strahlung ab. Solarkataster sind hier eine wichtige Orientierungshilfe.
• Der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage wird von weiteren Faktoren beeinflusst, wie der Dachneigung, Verschattung oder Qualität der Solarzellen.