© ericsan – stock.adobe.com

Photovoltaik Leistung: pro Tag, Modul und Fläche

Letztes Update: 25. August 2021

Lesedauer: 6 Minuten

Jens Burkhardt

Lesedauer: 6 Minuten

Jens Burkhardt

In diesem Artikel zeige ich, wie hoch die typische Photovoltaik-Leistung (pro Jahr, pro Tag, pro Modul, pro Quadratmeter) ist, was überhaupt mit Leistung gemeint ist und was nicht, und welche Einflussfaktoren es gibt.

Wie hoch ist die Leistung von einer Photovoltaikanlage?

Die Leistung einer durchschnittlichen Photovoltaikanlage beträgt 5 bis 12 kWp. Dafür werden 12 bis 38 PV-Module mit einer Leistung von mindestens 320 Wp benötigt. Pro m² Dachfläche ergibt sich eine Leistung von ca. 200 Watt. Der mittlere Jahresertrag liegt bei 900-1000 kWh pro kWp.

Photovoltaikanlage mit zwei Dachfenstern

Wie viel Leistung erzielt diese PV-Anlage?

© Lars Gieger – stock.adobe.com

Aber, beginnen wir am Anfang. Was ist überhaupt gemeint, wenn von der Leistung einer PV-Anlage gesprochen wird?

Die Leistung ist die Energiemenge pro Zeiteinheit. Ein Kilowatt (kW) konstant über eine Stunde entspricht genau einer Kilowattstunde (kWh). 

In Bezug zur Photovoltaik-Leistung spricht man meistens von der Momentanleistung, also von der elektrischen Leistung, welche zu einem bestimmten Zeitpunkt erzeugt wird.

Um herauszufinden, wie hoch die Leistung ist benötigen wir 3 Kenngrößen:

  1. Nennleistung der Photovoltaikmodule
  2. Anzahl der Module (in Reihe geschaltet)
  3. Auftreffende Solarenergie (von Wetter abhängig)

Beispiel: Die installiert Photovoltaikanlage besteht aus einem String mit 15 Solarmodulen á 340 Watt-Peak (Wp). Die Module sind in Reihe geschaltet, dass bedeutet die Spannung (U) aller PV-Module muss addiert werden.

Für unseren Fall ergibt das: 15 * 34 V = 510 Volt

Die Leistung der Anlage wird durch die Stärke der Sonneneinstrahlung bestimmt. Bei voller Sonne erzielt ein PV-Modul eine Stromstärke von etwa 10 Ampere (A).

Die Formel für die Leistung bei Gleichstrom sieht so aus:

Elektrische Leistung = Spannung * Stromstärke

oder

P = U * I

Setzen wir unsere Werte ein: 

Leistung der Photovoltaikanlage = 510 V * 10 A = 5100 Watt

Die Leistung ist vom Wetter abhängig

Das Wetter beeinflusst die Photovoltaik-Leistung sehr stark. Die Globalstrahlung im Moment wird aus der Direktstrahlung und der Diffusstrahlung zusammengesetzt und in Watt pro Quadratmeter angegeben.

Vergleichen wir nun verschiedenen Wetterbedingungen und deren Einfluss auf die Leistung:

Wetter

Globalstrahlung

Leistung pro kWp

sonnig

1000 W/m²

1000 Watt

leicht bewölkt

400 W/m²

400 Watt

bewölkt

150 W/m²

150 Watt

Regen (stark bewölkt)

50 W/m²

50 Watt

Ist keine Sonne sichtbar, wirkt nur die diffuse Strahlung. Mehr zum Thema erfahren Sie in meinem Artikel Photovoltaik-Ertrag im Schatten.

Wenn Sie die aktuelle Leistung der Sonne messen wollen, empfehle ich diese Live-Daten von der HTW-Berlin.

Die spezifische Leistung von Solaranlagen

Neben der Momentanleistung interessiert den Besitzer einer PV-Anlage vor allem, wie hoch die spezifische Leistung über bestimmte Zeitabschnitte ist.

PV-Anlage bei Sonnenschein

© PictureP. – stock.adobe.com

Die spezifische Leistung, oder auch der Ertrag einer Photovoltaikanlage gibt an, wie viele Kilowattstunden Solarstrom pro Kilowatt-Peak Nennleistung erzeugt werden. Kurz: kWh pro kWp.

Warum ist diese Einheit so wichtig?

Es nimmt den Faktor der Anlagendimensionierung (wie groß die PV-Anlage ist) aus der Gleichung. Unterschiedliche Photovoltaikanlagen können somit untereinander verglichen werden.

Doch genug von der Theorie. Schauen wir uns jetzt Praxisbeispiele der Leistung über verschiedene Zeiträume an. 

Die Jahresleistung der Photovoltaikanlage.

Wie viele kWh pro kWp im Jahr erzeugt werden hängt von einer ganzen Reihe an Standortbedingungen ab, diese schauen wir uns weiter unten an. Bedenken Sie, dass sich eine Photovoltaikanlage in Flensburg nur bedingt mit einer in München vergleichen lässt, deshalb ist ein regionaler Vergleich deutlich informativer.

Bewerten wir jetzt die Leistung einer typischen Photovoltaikanlage innerhalb eines Jahres:

Jahresleistung

Bewertung

1100 kWh/kWp

super

1000 kWh/kWp

sehr gut

900 kWh/kWp

gut

800 kWh/kWp

befriedigend

700 kWh/kWp

ausreichend

Je höher der spezifische Jahresertrag, desto besser wird auch die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage ausfallen. Solaranlagen unter 700 kWh/kWp lohnen sich finanziell nur selten.

Photovoltaik-Leistung pro Tag und Monat

Da das Wetter im Tagesverlauf deutlich schwankt, kann die Leistung von einem Tag auf den anderen völlig unterschiedlich sein. Im Mittel ergibt sich aber folgendes Bild:

Monat

Leistung am Tag

pro kWp

Leistung im Monat 

pro kWp

Januar

0,9 kWh

28 kWh

Februar

1,5 kWh

42 kWh

März

3,1 kWh

97 kWh

April

4,8 kWh

144 kWh

Mai

4,5 kWh

138 kWh

Juni

4,0 kWh

120 kWh

Juli

4,3 kWh

132 kWh

August

3,9 kWh

116 kWh

September

3,4 kWh

101 kWh

Oktober

1,5 kWh

46 kWh

November

1,2 kWh

37 kWh

Dezember

0,5 kWh

16 kWh

Die Daten stammen von dieser bundesweiten Ertragsdatenbank aus dem Jahr 2020.

Die Leistung von einem Solarmodul

Die Leistung ist abhängig vom Wirkungsgrad der verbauten Solarzellen und der Größe des PV-Moduls. Moderne Module erreichen einen Wirkungsgrad von etwa 20 Prozent. Beim Standardmaß ergibt das eine Nennleistung von ca. 350 Wp. 

Übrigens steigt der Wirkungsgrad der Photovoltaikanlage, aufgrund von Forschung, stetig an.

Was sagt die Nennleistung vom Modul aus?

Was genau bedeutet eigentlich Nennleistung? Die Nennleistung (manchmal auch als Maximalleistung bezeichnet), gibt an wie hoch die Leistung eines Solarmoduls bei Standard Test Bedingungen (STC) ist. 

Was sind die Standard Test Bedingungen?

  • Strahlenenergie von 1000 W/m²
  • Zelltemperatur von 25 °C
  • Luftmasse (Air Mass) von 1,5

Praktisch herrschen in Deutschland nur sehr selten bessere Bedingungen vor, weshalb die erzielte Leistung gemäß STC wie eine Höchstgrenze wirkt. 

Leistungsminderung im Zeitverlauf

Photovoltaikmodule verlieren im Lauf der Zeit an Leistung. Man spricht bei diesem Phänomen auch von der Leistungsdegradation aufgrund des Zellalters.

Die Degradation kann zwischen 0,1 und 0,5 Prozent betragen. Hersteller von PV-Modulen geben immer eine Leistungsgarantie beim Verkauf mit ab. Typischerweise liegt diese bei 80 % nach 25 Jahren.

Leistung der PV-Anlage pro Fläche 

Fragen Sie sich, wie viel PV-Leistung auf ihr Dach passt?

Generell gilt, dass etwa 0,2 kWp auf einen Quadratmeter passen. Bei der Berechnung sollten allerdings Abstände zum Rand, zur Gaube und anderen Elementen (z.B. Dachfenster, Schornstein) beachtet werden.

Einflussfaktoren auf die Leistung von Photovoltaikanlagen

Zu guter Letzt werfen wir einen Blick auf die wichtigsten Einflussfaktoren für die Leistung.

Ausrichtung und Neigungswinkel

Die Ausrichtung der PV-Anlage macht sich stark auf den Ertrag bemerkbar. Eine Südausrichtung bietet die beste Leistung. Die Nordausrichtung der Solaranlage liefert dagegen nur eine geringe Ausbeute. 

Der Neigungswinkel der Anlage wirkt sich auch auf die Jahresleistung aus. In Deutschland ist ein Winkel zwischen 30 und 40 Grad optimal. Bei einer größeren Abweichung von Süden liefern flache Winkel aber bessere Ergebnisse.

Geografische Bedingungen

Je näher der Ort der Installation zum Äquator ist, desto höher die Globalstrahlung. Je nachdem, wo sich ihr Eigenheim befindet, ändert sich das Potenzial ihrer Photovoltaikanlage.

Mein Fazit

Die tatsächliche Leistung der Photovoltaikanlage zu berechnen ist nicht ganz einfach. Ich hoffe Sie verstehen jetzt, wie der Ertrag grob abgeschätzt werden kann und welche Kenngröße für einen Vergleich besonders wichtig ist (kWp).

Weiterlesen:

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit markiert.

  1. Kurze Verständnisfrage: "Ein Kilowatt (kW) pro Sekunde entspricht genau einer Kilowattstunde (kWh). " –> das stimmt doch so nicht, oder? 1 kW/s ist nicht gleich 1kW/h, denn es sind ja 3600 Sekunden vergangen bei 1 kW/h.

{"email":"Keine korrekte E-Mail-Adresse","url":"Keine korrekte URL","required":"Benötigest Feld nicht ausgefüllt"}