Wie beurteile ich die Leistung einer Anlage?
Die Leistung einer Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) wird üblicherweise in der Einheit kWp angegeben. Die Abkürzung steht für Kilowatt peak und bezeichnet die Spitzenleistung eines Moduls oder des gesamten Solargenerators. Die Werte werden unter standardisierten Laborbedingungen ermittelt und sind allein noch nicht sehr aussagekräftig, da der tatsächliche Ertrag von vielen weiteren Faktoren abhängt.
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Darüber hinaus ist die Einheit in der Praxis weniger relevant, da sie lediglich Auskunft über die Spitzenleistung (engl. peak: Spitze) gibt. So können Anlagen, die über dieselbe Spitzenleistung verfügen, ganz unterschiedliche Erträge erbringen.
Interessanter ist deshalb der Ertrag, den die Anlage kontinuierlich und über einen längeren Zeitraum liefern kann. Im Folgenden stellen wir Ihnen Faktoren vor, die die Leistung einer PV-Anlage beeinflussen. Zur optimalen Dimensionierung Ihrer Anlage lesen Sie bitte unsere Informationen zu den Photovoltaik-Voraussetzungen.
Standortabhängige Sonneneinstrahlung
Bei der Erzeugung von Solarstrom spielt die Sonnenscheindauer zwar eine große Rolle, jedoch keine so wichtige wie mancher vielleicht vermuten würde. Grundsätzlich ist es an jedem Standort in Deutschland möglich, den Strombedarf eines Privathaushalts mit einer Photovoltaikanlage zu decken. Genauso wichtig wie die Sonnenscheindauer sind zum Beispiel auch eine möglichst unverschattete Fläche sowie qualitativ hochwertige Solarmodule.
Die Sonneneinstrahlung nimmt, über das gesamte Bundesgebiet gesehen, von Süden nach Norden stetig ab. Daher wird eine Anlage in Hamburg oder Bremen weniger Ertrag liefern als eine baugleiche Anlage in München oder Stuttgart. Da man daran nichts ändern kann, sollte die PV-Anlage an die Bedingungen und den individuellen Bedarf angepasst werden. Alternativen sind beispielsweise, den Solargenerator im Norden größer zu dimensionieren als im Süden oder leistungsfähigere Solarzellen zu verwenden. Beide Möglichkeiten sind in der Regel mit etwas höheren Investitionskosten verbunden. Als Faustregel gilt, dass 1 kWp im Jahr rund 900 bis 1.100 Kilowattstunden Strom liefert – im Süden eher 1.100, im Norden eher 900.
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Leistungsschwankungen
Darüber hinaus ist die Sonneneinstrahlung natürlich auch von der Jahreszeit abhängig. Den Großteil ihres Gesamtertrags liefert eine PV-Anlage in den wärmeren Sommermonaten, während die Sonne in den Wintermonaten seltener scheint. Der fehlende Bedarf muss dann zwar vom Energieversorger bezogen werden, doch gleicht sich dies im Sommer durch die Mehrerträge zumindest teilweise wieder aus.
Neigungswinkel
Auch der Neigungswinkel beeinflusst den Ertrag einer PV-Anlage stark – direkt und indirekt.
Der Neigungswinkel ist so wichtig, da Solarzellen genau dann den optimalen Ertrag bringen, wenn das Sonnenlicht in einem Winkel von 90 Grad auf die Zellen trifft.
Bei der Installation der Anlage sollte deshalb der für den jeweiligen Standort optimale Neigungswinkel der Solarmodule eingehalten werden. In Deutschland ist dies in der Regel ein nach Süden ausgerichteter Solargenerator mit einer Neigung von rund 30 Grad. Zwar erwirtschaftet eine PV-Anlage auch bei nicht optimaler Lage und diffusem, also nicht direkt einstrahlendem Sonnenlicht einen ansehnlichen Ertrag, doch kann sich dieser im Vergleich zur optimalen Lage mehr als halbieren.
Der Neigungswinkel kann auch indirekte Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit haben. So sorgt zwar ein steilerer Neigungswinkel im Winter beispielsweise dafür, dass Schnee schneller von den Modulen abrutscht. Der Effekt fällt jedoch nicht sehr stark ins Gewicht.
Ein flacherer Neigungswinkel spielt seine Stärken dagegen im Sommer aus und nutzt die lang andauernde Sonneneinstrahlung besser. Dagegen spricht allerdings der oben beschriebene Reinigungseffekt. Die Gefahr, dass Schmutz, Vogelkot oder andere Störfaktoren auf den Modulen liegenbleiben, kann einen Strich durch diese Rechnung machen. Eine wiederholt fällig werdende Reinigung des Solargenerators auf dem Dach ist mit Sicherheitsrisiken und hohen Kosten verbunden.
Ein weiterer Faktor: Die Ausrichtung
Eng mit dem Neigungswinkel verbunden ist die Ausrichtung der Photovoltaik-Anlage. Nicht immer ist eine reine Südausrichtung möglich. Aber nicht nur bei reiner Südausrichtung kann eine Photovoltaikanlage gute Erträge bringen, sondern auch bei Abweichungen nach Ost oder West. Inzwischen werden immer mehr Anlagen auch auf Ost-West-Dächern installiert.
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Einflussfaktor Verschattung
Ein ordentlicher Ertrag ist nur dann zu erzielen, wenn die Sonnenstrahlung die Solarmodule auch erreichen kann. Schatten durch Bäume oder andere Gebäude kann daher den Ertrag deutlich mindern. Hier sollte auch der Jahresverlauf betrachtet werden, bei niedrigstehender Sonne im Winter können mehr Verschattungen auftreten. Eine mögliche Gegenmaßnahme, um die Verluste aus Verschattungen zu minimieren, ist die Parallelschaltung der Solarmodule.
Fazit
Die mögliche Leistung von Photovoltaikanlagen wird in kWp gemessen. Allerdings können Anlagen mit derselben maximalen Leistung ganz unterschiedliche Solarstrom-Erträge bringen. Hier spielen neben dem Neigungswinkel, dem Standort auch Faktoren wie Ausrichtung und Verschattungen eine große Rolle.
Photovoltaik Technik
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