Die Leistung eines Solarpanels ist eine wichtige Größe. Je mehr Leistung, desto höhere Erträge. Doch die eigentliche Solarpanel-Leistung hängt von vielen verschiedenen Faktoren und nicht nur vom Wirkungsgrad der Solarzellen ab. Erfahren Sie in diesem Ratgeber, welche es sind und worauf Sie beim Kauf und der Installation der PV-Module achten sollten.
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Und das erfahren Sie in diesem Ratgeber:
Wie viel Leistung hat ein Solarpanel?
Die Leistung bei Photovoltaik reicht im Durchschnitt von 50 bis 350 Wp pro Modul. Für die Leistung ist der Wirkungsgrad des Solarpanels eine wichtige Kennzahl. Monokristalline sind gegenüber polykristallinen Modulen im Vorteil. Aber auch die Größe des PV-Moduls ist entscheidend. Je größer ein Panel, desto mehr Leistung kann es erzeugen.
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der eingestrahlten Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Wirkungsgrade von auf dem Markt erhältlichen PV-Modulen reichen von 15 bis 22%.
Der prozentuale Wirkungsgrad ist ein sehr genauer Parameter. Dieser reicht allerdings nicht aus, um die Leistung eines Solarmoduls zu beschreiben. Daher schauen wir uns die sogenannte Nennleistung genauer an, die sich besser für diesen Zweck eignet.
Was versteht man unter Nennleistung?
Die Nennleistung eines Solarmoduls ist die höchstmögliche Leistung, die dieses Modul laut Herstellerangaben erzielen kann. Dafür testet er das Solarmodul unter standardisierten Bedingungen, auch STC genannt. Die Angabe wird in Watt gemacht. Andere Bezeichnungen für die Nennleistung eines Solarmoduls sind Wp, kWp oder PNenn.
Um die Solarmodule der verschiedenen Hersteller vergleichen zu können, wurden Standardtestbedingungen (STC - Standard Test Conditions) definiert. Diese idealen Testbedingungen enthalten eine Sonneneinstrahlung von 1.000 W/m², eine Betriebstemperatur der Module von 25° C und ein Sonnenlichtspektrum von 1,5 AM.
Da die Nennleistung nicht nur vom Wirkungsgrad der Solarzellen, sondern auch von der Größe des Solarmoduls abhängt, ist Vorsicht geboten. Ein 330-Wp-Panel ist nicht notwendigerweise identisch mit einem anderen Modul mit der gleichen Wattleistung. Und ein PV-Modul mit einer höheren Nennleistung kann in Wirklichkeit einfach aus Solarzellen geringerer Qualität zusammengesetzt sein. Dann ist es nur deshalb leistungsfähiger, weil mehr Solarzellen verwendet wurden (und es größer ist). Am besten lässt sich dies anhand des folgenden Beispiels veranschaulichen.
| Bezeichnung | JAM60S09-330/PR | REC330NP | Q.PEAK DUO-G5 330 | JKM360M-72 |
|---|---|---|---|---|
| Hersteller | JA Solar | REC | Q.CELLS | Jinko |
| Nennleistung | 330Wp (-0;+5Wp) | 330Wp (-0;+5Wp) | 330Wp (-0;+5Wp) | 360Wp (-0;+10Wp) |
| Wirkungsgrad | 20,00% | 19,80% | 19,60% | 18,55% |
| Maße (mm) | 1657x996 | 1675x997 | 1685x1000 | 1956x992 |
| Fläche in m2 | 1,65 | 1,66 | 1,68 | 1,9 |
Alle gelisteten Solarmodule haben eine Nennleistung von 330 Wp. Allerdings haben sie auch einen unterschiedlichen Wirkungsgrad. Und weil es so ist, unterscheiden sie sich auch in der Größe.
Die Zahl in Klammern neben der Nennleistung beschreibt die Leistungstoleranz. Diese bezeichnet die Toleranz der möglichen Abweichung von der Nennleistung unter realen Bedingungen.
Auch wenn sie oft verwendet wird, ist die Standardbedingungen (STC) nicht wirklich praxisnah. Bei einer Sonneneinstrahlung von 1.000 W/m² heizen sich die Solarpaneele auf weit über 25° auf. Zusätzlich müsste die Sonne perfekt im rechten Winkel zu den Solarzellen stehen, was selten der Fall ist.
Deshalb hat man die NOCT-Bedingungen eingeführt.
NOCT bedeutet Nominal Operating Cell Temperature, also die Temperatur der Zellen im Normalbetrieb. Dieses Set aus Bedingungen ist der Realität wesentlich näher. Zu den Bedingungen gehören:
- Die Temperatur eines Frühlingstages in Mitteleuropa: 20°
- Die Betriebstemperatur eines Frühlingstages: 45°
- Die solare Einstrahlung an einem südlichen Sommertag: 800 W/m²
- Eine geringe Windgeschwindigkeit von 1 m/s
- Die Strahlung einer schräg stehenden vor- oder nachmittags Sonne
- Der elektrische Leerlauf der Anlage
In der Zulassungsprüfung der PV-Anlage werden auch die NOCT-Werte gemessen. Solaranlagen mit dem Gütezeichen RAL-GZ 966 müssen die Leistungsangaben der NOCT-Werte auf dem Modul-Datenblatt angeben.
Doch wie leistungsfähig ein Solarmodul letztlich ist und wie viel PV-Ertrag er produziert, hängt auch von äußeren Faktoren ab.
Weitere Einflussfaktoren auf die Leistung der Solarpanels
Der richtige Aufstellort
Der Standort, an dem die Solaranlage aufgestellt ist, hat Einfluss auf die Einstrahlung der Sonnenenergie. So ist die Globalstrahlung im Süden von Deutschland höher als im Norden. Als Faustregel können Sie annehmen, dass jedes 1 kWp installierter Solarleistung etwa 1000 kWh Strom produziert.
Das bedeutet im Umkehrschluss, dass ein Photovoltaikmodul mit 300 Wp Nennleistung aus 1000W Sonnenenergie 300W Strom liefern sollte. Eine fest installierte 1 kWp-Anlage produziert theoretisch 1000 kWh in einem Jahr.
Dachneigung und -Ausrichtung
Der Grad der Dachneigung und die Ausrichtung der Module hat ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf die Leistung der Solarpanele. Die optimale Dachneigung beträgt 90° zur Sonne. Das ist natürlich nicht immer möglich, da sich die Sonne am Horizont bewegt. In der Praxis lassen sich in Deutschland die besten Erträge mit einer Modulneigung von 30° bis 35° erzielen. Bei einer Ausrichtung nach Süden ist eine steilere Neigung der Module besser. Bei einer Ost-West-Ausrichtung sollten die Module einen flachen Winkel haben, da die Sonne morgens und abends niedriger steht.
Die Sonne wandert jedoch nicht nur über den Tag gesehen, sondern auch über das Jahr. So steht sie im Winter niedriger und im Sommer höher. Beachten Sie dies bei Ihrem individuellen Eigenverbrauch.
Die folgende Tabelle zeigt die Abhängigkeit der Neigung von der Ausrichtung. Beim Optimum steht der Wert 100 (Süd / 30 oder 40 Grad). Die restlichen Werte zeigen den möglichen Ertrag der PV-Anlage im Vergleich zur perfekten Neigung und Ausrichtung. Ein Wert von 92 ist gleichbedeutend mit einem Verlust von 8 Prozent.
Photovoltaik Neigungswinkel Tabelle
Verschattung
Photovoltaik funktioniert grundsätzlich auch im Schatten. Eine Verschattung oder Teilverschattung von Solarmodulen führt allerdings zu Leistungseinbußen. Achten Sie daher auf Verschattungen von umliegenden Gebäuden und Bäumen, aber denken Sie auch an die Selbstverschattung des Hauses. Kleinere Schatten durch Kamine zum Beispiel oder Dachgauben lassen sich nicht immer vermeiden.
Mit der richtigen Wahl der Solarmodule, des Wechselrichters und der Verschaltung der Solarmodule, können die Leistungseinbußen von Verschattungen vermindert werden.
Bei der Planung und Installation der PV-Anlage sollte die Verschattung ganzjährig betrachtet werden. Im Winter steht die Sonne tiefer über dem Horizont, wodurch die Schatten länger werden und wahrscheinlich mehr vom Dach bedecken.
Ist Ihre Dachfläche groß genug, können Sie die verschatteten Flächen auch einfach freilassen und dort keine Module installieren. Dies ist manchmal besser, da ein halb verschattetes Modul die Leistung der ganzen Modulreihe mindert.
Verschmutzungen
Jede PV-Anlage wird irgendwann schmutzig. Staub, Pollen, Vogelkot, Blätter - die Gründe sind vielfältig. Das können Sie nicht verhindern. Für die Reinigung von Photovoltaik können Sie eine professionelle Firma beauftragen - was sich wirtschaftlich jedoch nur selten lohnt. Sie können die Reinigung daher auch selbst übernehmen. Achten Sie darauf, möglichst kalkfreies Wasser zu verwenden, um Kalkablagerungen auf der Modulfläche zu vermeiden. Eine Reinigung der Solarplatten ein bis zweimal im Jahr reicht vollkommen aus.
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Art der Solarzellen
Die Leistung der Solarzellen wird maßgeblich von deren Art bestimmt. So erreichen kristalline Solarzellen generell höhere Wirkungsgrade als Dünnschichtzellen. Den besten Wirkungsgrad erzielen monokristalline Solarzellen, gefolgt von polykristallinen Zellen.
| Bauart der Solarzelle | Wirkungsgrad |
|---|---|
| Monokristallines Silizium | 18 bis 26% |
| Polykristallines Silizium | 14 bis 20% |
Leistungsdegradation
Mit der Zeit nimmt die Leistung von Solarmodulen ab. Diesen Vorgang nennt man altersbedingte Degradation. Diese Art der Degradation unterscheidet sich bei den verschiedenen Modultypen und Herstellern. Bei kristallinen Modulen beträgt sie im Durchschnitt 0,1% bis 0,5% pro Jahr. Bei Dünnschichtmodulen sieht es anders aus. Diese sind kaum messbar bis gar nicht von einem Leistungsverlust im Alter betroffen.
Neben der altersbedingten Degradation gibt es noch die Anfangsdegradation der Solarzellen. Diese wird auch lichtinduzierte Degradation genannt. Diese beschreibt den Leistungsabfall der Module in den ersten Tagen nach der Installation. Die Anfangsdegradation wird in der Regel schon in den Angaben des Wirkungsgrades einkalkuliert. Bei kristallinen Modulen sind es nur 1% bis 2%. Dünnschichtzellen verlieren dagegen knapp 25% ihrer Leistung in den ersten 1.000 Betriebsstunden.
Der Einfluss der Temperatur
Auch wenn es unlogisch erscheint, mögen PV-Module keine zu hohen Temperaturen. Sobald ein Solarmodul von den oben beschriebenen STC abweichen (und das sind 25 °C), sinkt seine tatsächliche Leistung. Die Verluste liegen in der Regel zwischen 0,3% und 0,4% pro Grad.
An einem sehr heißen und sonnigen Tag in Australien, an dem die Temperatur 40 °C beträgt, können die PV-Paneele beispielsweise bis zu 65 °C aufheizen. Der Leistungsverlust liegt dann zwischen 10,5% und 14%. Es ist ein Extrembeispiel, das verdeutlichen soll, dass zu hohe Temperaturen die Solarpanel-Leistung deutlich beeinträchtigen können.
Und wie sieht es in Deutschland aus? In der Regel wird zwischen Mai und Juli die meiste Energie aus PV-Modulen gewonnen. Die Hitze im August und die Bewölkung im Herbst/Winter wirken sich negativ auf die Leistung von Solarpaneelen aus. Dennoch nutzen PV-Module das im Winter und Herbst eintreffende Licht effizienter. Der Grund ist einfach - niedrige Temperaturen wirken sich positiv auf die Leistung der Photovoltaik aus. Dies ist vergleichbar mit einem Laptop, der langsamer wird, wenn er überhitzt.
Achten Sie beim Kauf auf den Wert Pmax, den Sie im Datenblatt des jeweiligen Herstellers finden. Dieser Wert beschreibt die Leistungseinbußen des Solarpanels bei einer Temperatur über 25 °C.
Verluste durch den Wechselrichter und Verkabelung
Der Wechselrichter und die Verkabelung verursachen einige Verluste bei der übertragenen Leistung. Bei der Übertragung und Verarbeitung von Strom wird ein Teil davon in Wärme umgewandelt und geht verloren. Das lässt sich nicht verhindern.
Im Durchschnitt verursachen Drähte und Kabeln einen Energieverlust von 1%. Die Stromabweichung in PV-Modulen beträgt bestenfalls weitere 1% - bei Installationsfehlern können es auch viel mehr sein.
Beim Wechselrichter müssen Sie mit einem Verlust zwischen 3 und 7% rechnen. Deshalb lohnt es sich, in einen guten Wechselrichter zu investieren.
Wie viel Leistung liefert ein Solarpanel pro m2?
Pro m² liegt der solare Ertrag eines monokristallinen Solarmoduls zwischen 150 kWh bis 230 kWh im Jahr. Im Durchschnitt entspricht das einer Solarpanel-Leistung von 0,2 kWp pro m². Die polykristallinen Modulen haben eine Durchschnittsleistung von 0,12 kWp pro m² und Dünnschichtzellen liegen bei etwa 0,08 kWp.
So berechnen Sie die Solarpanel-Leistung
Um die Leistung eines Solarpanels zu berechnen, benötigen Sie drei Größen: seine Fläche, den Wirkungsgrad und die Bestrahlungsstärke. Ein Solarpanel mit einer Fläche von 1,64 qm und einem Wirkungsgrad von 20% produziert innerhalb einer Stunde 0,164 kWh bei einer Bestrahlungsstärke von 500 W/m².
Und so kommt das Ergebnis zustande:
500W/m2/h * 20% * 1,64m² = 164Wh = 0,164kWh
Solarmodule und deren Leistung in der Übersicht
Nachfolgend finden Sie eine Auswahl ausgesuchter Hersteller, sortiert nach der Nennleistung. Aufgrund der Vielzahl der Modelle konnten wir nicht alle Hersteller berücksichtigen. Die Übersicht macht die Abhängigkeit der Modulgröße und des Wirkungsgrades deutlich.
| Hersteller | Model | Nennleistung | Leistungstoleranz | Wirkungsgrad | Abmessung in mm |
|---|---|---|---|---|---|
| JinkoSolar | Tiger Pro 60HC | 440-460 Wp | 0 bis +3 % | 21,32 % | 1903 × 1134 |
| LONGi | LR4-72HPH 420~440M | 420-440 Wp | 0 bis +5 Wp | 19,8 % | 2115 x 1052 |
| SENEC.Solar | 405M HC G2 | 405 Wp | 0 bis +5 Wp | 20,90 % | 1708 x 1133 |
| Vissmann | VITOVOLT 300 | 400 - 405 Wp | 0 bis +5 Wp | 20,91 % | 1722 x 1134 |
| Meyer Burger | White | 380 - 400 Wp | 0 bis +5 Wp | 21,7 % | 1767 x 1041 |
| SunPower | MAXEON 3 | 390-400 Wp | 0 bis +5 % | 22,6 % | 1690 x 1046 |
| LG | Neon R | 390-400 Wp | 0 bis +3 % | 22,1 % | 1700 x 1016 |
| Hyundai Energy | VG SERIES - HiE | 385 - 405 Wp | 0 bis +5 Wp | 20,7 % | 1719 x 1140 |
| SolarEdge | Smart Module | 370 - 375 Wp | k.A. | 20,59 % | 1755 x 1038 |
| Sharp | NUJC370 | 370 Wp | 0 bis +5 % | 20,0 % | 1765 x 1048 |
| IBC Solar | MonoSol OS9-HC | 365-375 Wp | 0 bis +5 Wp | 20,59 % | 1755 x 1038 |
| Trina Solar | HoneyM TSM-DE08M.08(II) | 360-385 Wp | 0 bis +5 Wp | 21,0 % | 1763 × 1040 |
| REC | Alpha Series | 360-380 Wp | 0 bis +5 Wp | 21,7 % | 1721 x 1016 |
| Hanwha Q-Cells | Q.PEAK DUO-G9 | 335-355 Wp | 0 bis +5 Wp | 20,9 % | 1673 x 1030 |
| Panasonic | HIT®(N340/N335) | 335-345 Wp | 0 bis 10 % | 20,4 % | 1590 x 1053 |
| Astronergy | PENTA+ Premium | 330-350 Wp | 0 bis +5 Wp | 20,6 % | 1692 x 1002 |
| Canadian Solar | HiDM | 320-345 Wp | 0 bis 10 Wp | 20,5 % | 1700 x 992 |
| Solarwatt | Vision 60M style | 305-320 Wp | 0 bis +5 % | 19,4 % | 1680 x 990 |
| JA Solar | JAP60S03 270-290/SC | 270-290 Wp | 0 bis +5 Wp | 17,4 % | 1678 × 991 |
Sehr wichtig: Es kommt nicht nur auf die Leistung der Solarpanels an! Andere Faktoren wie Garantiebedingungen, Zuverlässigkeit, Glaubwürdigkeit des Herstellers und Rentabilität sollten ebenfalls bei der Kaufentscheidung berücksichtigt werden.
Deswegen haben wir für Sie zahlreiche Solarmodule nach diesen Bedingungen verglichen. Lesen Sie mehr: Solarmodule Test und Vergleich 2022.
Fazit
Die Leistung von Photovoltaik in Deutschland ist entgegen der landläufigen Meinung sehr hoch. Die Praxis zeigt, dass in unserer Region aus jedem 1000kWp etwa 900 bis 1200 kWh gewonnen werden können - diese Berechnungen beinhalten natürlich alle Verluste.
Wichtig ist, dass Sie sich nicht nur von der Nennleistung blenden lassen, denn diese kann auch durch die Größe des Solarpanels hoch sein. Zudem gibt es noch viele weitere äußeren Aspekte, die die Leistung beeinflussen können.
Und nicht zuletzt ist eine ordnungsgemäße und professionell durchgeführte Installation enorm wichtig. Andernfalls drohen Leistungseinbusse und im schlimmsten Fall der Ausfall der gesamten PV-Anlage. Gehen Sie kein Risiko ein und füllen das untere Formular aus. Wir verbinden Sie daraufhin mit bis zu fünft Fachfirmen für Photovoltaik aus Ihrer Region. Vergleichen Sie die Angebote und sparen dabei bis zu 30%!