Die korrekte Berechnung der PV-Leistung ist entscheidend für die Effizienz der Solaranlage. Dabei muss eine Vielzahl an Faktoren berücksichtigt werden. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die passende Größe der PV-Anlage für Ihr Zuhause bestimmen.
Das Wichtigste zuerst
- Faustformel: 1 kWp Nennleistung deckt etwa 1.000 kWh Stromverbrauch pro Jahr ab.
- Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus in Deutschland reicht eine PV-Anlage mit 5 bis 7 kWp aus.
- Die Größe der PV-Anlage wird häufig von der verfügbaren Dachfläche bestimmt.
- Faktoren wie Standort, Neigung, Ausrichtung und Verschattung beeinflussen den Ertrag.
- Zukünftiger Strombedarf sollte bei der Berechnung berücksichtigt werden, z. B. durch ein E-Auto oder eine Wärmepumpe.
Wie berechne ich die optimale Leistung und Größe einer PV-Anlage?
Als Faustformel können Sie mit einem kWp PV-Nennleistung pro 1.000 kWh Stromverbrauch pro Jahr rechnen. Das heißt, bei einem jährlichen Stromverbrauch von 4.000 kWh benötigen Sie eine PV-Anlage mit mindestens 4 kWp.
| Strombedarf | PV-Leistung | Jährlicher Ertrag |
|---|---|---|
| 3.000 kWh | 3 kWp | 2.700 – 3.900 kWh |
| 4.000 kWh | 4 kWp | 3.600 – 5.200 kWh |
| 5.000 kWh | 5 kWp | 4.500 – 6.500 kWh |
| 6.000 kWh | 6 kWp | 5.400 – 7.800 kWh |
| 7.000 kWh | 7 kWp | 6.300 – 9.100 kWh |
| 8.000 kWh | 8 kWp | 7.200 – 10.400 kWh |
| 9.000 kWh | 9 kWp | 8.100 – 11.700 kWh |
| 10.000 kWh | 10 kWp | 9.000 – 13.000 kWh |
| 11.000 kWh | 11 kWp | 9.900 – 14.300 kWh |
| 12.000 kWh | 12 kWp | 10.800 – 15.600 kWh |
Die Tabelle zeigt beispielhaft die benötigte PV-Leistung beim entsprechenden Strombedarf. Dieser ist die Grundlage für die Berechnung der Leistung und Größe der PV-Anlage. Der jährliche Stromertrag variiert allerdings, da dieser auch von anderen Faktoren beeinflusst wird.
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Welche weiteren Faktoren beeinflussen die Leistung und Größe der Solaranlage?
Die verfügbare Fläche
Die verfügbare Fläche auf dem Hausdach ist oft der entscheidende Faktor für die Größe einer PV-Anlage. Schließlich können Sie nur so viel Photovoltaik installieren, wie Sie Platz auf Ihrem Hausdach oder Grundstück haben.
Pro installiertem kWp benötigen Sie etwa 6 bis 8 m² Fläche. Das entspricht 2 bis 3 Solarmodulen pro Quadratmeter.
In Deutschland beträgt die durchschnittliche Dachfläche 100 m². Allerdings befinden sich auf dem Dach Dachfenster, Schornsteine oder andere Hindernisse, die die Installation von Solarmodulen verhindern.
Nicht immer kann das ganze Dach mit PV-Modulen belegt werden: Gauben, Dachfenster und Schornsteine müssen ausgespart werden (stock.adobe.com / Animaflora PicsStock)
Die folgende Tabelle zeigt, wie viele Solarmodule und wie viel Fläche Sie für die entsprechende PV-Leistung benötigen.
| PV-Leistung | Anzahl Solarmodule | Notwendige Dachfläche |
|---|---|---|
| 3 kWp | 6 – 9 Stück | 18 – 24 m² |
| 4 kWp | 8 – 12 Stück | 24 – 32 m² |
| 5 kWp | 10 – 15 Stück | 30 – 40 m² |
| 6 kWp | 12 – 18 Stück | 36 – 48 m² |
| 7 kWp | 14 – 21 Stück | 42 – 56 m² |
| 8 kWp | 16 – 24 Stück | 48 – 64 m² |
| 9 kWp | 18 – 27 Stück | 54 – 72 m² |
| 10 kWp | 20 – 30 Stück | 60 – 80 m² |
| 11 kWp | 22 – 33 Stück | 66 – 88 m² |
| 12 kWp | 24 – 36 Stück | 72 – 96 m² |
Der Standort
Der PV-Standort nimmt ebenfalls Einfluss auf die Leistung von Photovoltaik. Denn je nach geografischer Lage fällt die Globalstrahlung und die Anzahl an jährlichen Sonnenstunden unterschiedlich aus. In der Regel produzieren Photovoltaikanlagen im Süden Deutschlands mehr Ertrag als im Norden. So produziert eine Solaranlage in Kiel nur 895 kWh pro kWp, während der Ertrag in Freiburg durchschnittlich 1.048 kWh pro kWp beträgt.
| Stadt | Durchschnittlicher jährlicher Ertrag |
|---|---|
| Freiburg | 1.048 kWh pro kWp |
| München | 1.041 kWh pro kWp |
| Augsburg | 1.029 kWh pro kWp |
| Stuttgart | 1.025 kWh pro kWp |
| Würzburg | 1.001 kWh pro kWp |
| Frankfurt | 980 kWh pro kWp |
| Nürnberg | 975 kWh pro kWp |
| Mainz | 973 kWh pro kWp |
| Erfurt | 970 kWh pro kWp |
| Leipzig | 955 kWh pro kWp |
| Aachen | 946 kWh pro kWp |
| Rostock | 945 kWh pro kWp |
| Düsseldorf | 907 kWh pro kWp |
| Hannover | 901 kWh pro kWp |
| Kiel | 895 kWh pro kWp |
| Bielefeld | 880 kWh pro kWp |
| Bremen Flughafen | 879 kWh pro kWp |
Die Neigung und Ausrichtung der Solarmodule
Die optimale Neigung und Ausrichtung der Solarmodule sind wichtig für die Effizienz der Anlage.
- Für eine maximale PV-Ausbeute ist eine Südausrichtung in einem Winkel zwischen 30 und 35 Grad.
- Eine Ausrichtung nach Südost oder Südwest mindert den Ertrag um bis zu 5%, je nach Neigung der Solarmodule.
- Mit einer Ost-West-Ausrichtung erzeugen Sie zwar nur 80% des möglichen Ertrags, erreichen aber eine gleichmäßigere Stromproduktion. Das ist besonders für Einfamilienhäuser vorteilhaft, da der meiste Stromverbrauch in den Morgen- und Abendstunden liegt.
| Ausrichtung (bei einem Winkel von 30°) | Möglicher Ertrag | Ertrag einer 10 kWp-Anlage |
|---|---|---|
| Süden | 1.000 kWh pro kWp | 10.000 kWh |
| Südost, Südwesten | 950 kWh pro kWp | 9.500 kWh |
| Ost-West-Anlage | 820 kWh pro kWp | 8.200 kWh |
Verschattung
Photovoltaik funktioniert auch im Schatten, allerdings können Verschattungen den Ertrag einer PV-Anlage stark beeinträchtigen. Selbst wenn nur ein Teil der Module verschattet ist, kann dies den Ertrag der gesamten Anlage mindern. Leistungsoptimierer und Mikro-Wechselrichter können zwar Auswirkungen von Verschattungen verringern. Ideal wäre jedoch ein verschattungsfreier Standort.
Im Folgenden ein Beispiel für mögliche Auswirkungen von Verschattung auf die PV-Ausbeute.
| Verschattung | Ertrag einer 10 kWp-Anlage |
|---|---|
| keine | 10.000 kWh |
| sporadisch | 8.000 kWh |
| moderat | 5.000 kWh |
| stark | 1.500 kWh |
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Jahreszeit (PV-Ertrag Tabelle)
Der PV-Ertrag schwankt im Jahresverlauf, da die Sonneneinstrahlung in den Wintermonaten geringer ist als im Sommer. In den Sommermonaten kann eine PV-Anlage in Deutschland bis zu 70% ihrer jährlichen Energieerzeugung leisten, während sie im Winter auf nur etwa 20% kommt.
| Jahreszeit | Monate | PV-Ertrag |
|---|---|---|
| Frühling | März – Mai | 327 kWh pro kWp |
| Sommer | Juni – August | 396 kWh pro kWp |
| Herbst | September – November | 190 kWh pro kWp |
| Winter | Dezember – Februar | 87 kWh pro kWp |
Der zukünftige Strombedarf
Bei der Planung einer PV-Anlage sollten Sie zukünftige Strombedarfe möglichst berücksichtigen. Planen Sie die Anschaffung eines E-Autos oder die Installation einer Wärmepumpe, wird Ihr jährlicher Strombedarf steigen.
- Der jährliche Stromverbrauch einer Wärmepumpe beträgt zwischen 3.000 und 5.000 kWh, je nach Typ und Strombedarf.
- Für das Laden eines E-Autos verbrauchen Sie circa 2.000 bis 3.000 kWh pro Jahr zusätzlich an Strom.
| Verbraucher | Jährlicher Stromverbrauch | PV-Leistung |
|---|---|---|
| Haushalt | 3.000 – 5.000 | 3 – 5 kWp |
| Haushalt + Wärmepumpe | 6.000 – 10.000 | 6 – 10 kWp |
| Haushalt + E-Auto | 5.000 – 8.000 | 5 – 8 kWp |
| Haushalt + Wärmepumpe | 8.000 – 13.000 | 8 – 13 kWp |
Der eigene Autarkiegrad
Der Autarkiegrad gibt an, wie viel des eigenen Strombedarfs die PV-Anlage liefert. Ein hoher Autarkiegrad bedeutet, dass Sie weniger Strom aus dem Netz beziehen. Das spart langfristig Stromkosten und steigert die Rentabilität der Photovoltaikanlage. Es macht Sie aber auch unabhängiger von Stromversorgern und schwankenden Strompreisen.
Mit einer herkömmlichen PV-Anlage erreichen Sie einen Autarkiegrad zwischen 25 und 35%. Sie können den Autarkiegrad durch die Installation eines Stromspeichers erhöhen. Dieser speichert überschüssigen Solarstrom und ermöglicht den Verbrauch zu einem späteren Zeitpunkt.
| Eigenschaft | PV-Anlage ohne Speicher | PV-Anlage mit Speicher |
|---|---|---|
| Eigenverbrauch | 1.500 kWh | 3.500 kWh |
| Gesamtverbrauch | 5.000 kWh | 5.000 kWh |
| Autarkiegrad | 30% | 70% |
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