In Deutschland gibt es über 2,2 Millionen Photovoltaikanlagen. Aber wie viel Strom erzeugt so eine PV-Anlage überhaupt im Jahr, am Tag und pro Stunde?
Kurz und knapp zusammengefasst:
Pro Jahr erzeugt eine Solaranlage etwa 1.000 kWh pro kWp
eine herkömmliche PV-Anlage hat eine Nennleistung von 10 kWp, daher produziert diese im Jahr ungefähr 10.000 kWh in Deutschland
Am Tag liegt der erzeugte PV-Ertrag bei etwa 2,0 bis 3,3 kWh je kWp
Tages- und Stundenwerte der Stromproduktion sind nicht sonderlich aussagekräftig, da es hohe Schwankungen durch Wetter und Jahreszeit gibt
Einflussfaktoren auf die Stromproduktion sind Wetter, geografischer Standort, Dachausrichtung, Neigungswinkel der PV-Module und Leistung der PV-Anlage
Wie viel Strom erzeugt eine Photovoltaikanlage im Jahr?
Die erzeugte Strommenge einer PV-Anlage hängt von deren Größe bzw. Nennleistung und von den Standortfaktoren ab. Eine herkömmliche Solaranlage mit 8 kWp erzeugt im Jahr durchschnittlich 8.000 kWh Strom, also etwa 1.000 kWh pro kWp.
Unter idealen Bedingungen können 9.600 kWh erreicht werden, während unter weniger günstigen Umständen mit einer Energiemenge von 6.000 kWh zu rechnen ist.
Wie viel Solarstrom im Jahr produziert wird, wird mit dem sogenannten Jahresertrag der PV-Anlage angegeben.
In der folgenden Tabelle wird dargestellt, wie viel Energie von PV-Anlagen mit unterschiedlichen Nennleistungen erzeugt wird.
Wie viel Strom produziert? | Strom pro Jahr (Ø) | Strom pro Jahr (Optimum) | Strom pro Jahr (suboptimal) |
---|---|---|---|
5.000 kWh | 6.000 kWh | 3.750 kWh | |
6.000 kWh | 7.200 kWh | 4.500 kWh | |
7.000 kWh | 8.400 kWh | 5.250 kWh | |
8.000 kWh | 9.600 kWh | 6.000 kWh | |
9.000 kWh | 10.800 kWh | 6.750 kWh | |
10.000 kWh | 12.000 kWh | 7.500 kWh | |
11.000 kWh | 13.200 kWh | 8.250 kWh | |
12.000 kWh | 14.400 kWh | 9.000 kWh | |
13.000 kWh | 15.600 kWh | 9.750 kWh | |
14.000 kWh | 16.800 kWh | 10.500 kWh | |
15.000 kWh | 18.000 kWh | 11.250 kWh | |
16.000 kWh | 19.200 kWh | 12.000 kWh | |
17.000 kWh | 20.400 kWh | 12.750 kWh | |
PV-Anlage 18 kWp | 18.000 kWh | 21.600 kWh | 13.500 kWh |
PV-Anlage 19 kWp | 19.000 kWh | 22.800 kWh | 14.250 kWh |
PV-Anlage 20 kWp | 20.000 kWh | 24.000 kWh | 15.000 kWh |
Die Spalten "Strom pro Jahr (Ø)", "Strom pro Jahr (Optimum)" und "Strom pro Jahr (suboptimal)" geben an, wie viel Strom die Anlage unter durchschnittlichen Bedingungen, optimalen Bedingungen und suboptimalen Bedingungen produziert.
Die Tabelle kann nützlich sein, um abzuschätzen, wie viel Strom man von einer PV-Anlage erwarten kann und welche Größe der Anlage am besten geeignet ist, um den eigenen Strombedarf zu decken.
Wie viel Strom produziert eine 10 kWp-Photovoltaikanlage?
Eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 10 kWp generiert im Durchschnitt etwa 10.000 kWh Strom pro Jahr. Das entspricht einer täglichen Stromproduktion von rund 27 bis 28 kWh im Jahresdurchschnitt. Es ist wichtig zu beachten, dass der reale Wert von Faktoren wie Jahreszeit, Wetter und Standortbedingungen beeinflusst wird.
Die meisten Kilowattstunden (kWh) werden im Sommer produziert. Dann werden von der 10-kWp-Anlage bis zu 53 kWh Solarstrom am Tag erzeugt.
Wie viel Strom produziert 1 kWp?
Ein Kilowatt-Peak bzw. 1 kWp erzeugt in Deutschland 750 bis 1.200 kWh pro Jahr. Man spricht bei dieser Angabe auch von dem spezifischen Ertrag einer Photovoltaikanlage. Im Durchschnitt liegt dieser bei 1.000 kWh/kWp.
Die tatsächliche Höhe der Stromproduktion ist von einer Vielzahl an Einflussfaktoren abhängig, welche wir uns weiter unten anschauen.
Wie viel Strom produziert 1 m² Photovoltaik?
Ein Quadratmeter Photovoltaik produziert 200 bis 230 kWh im Jahr, denn ein Solarmodul leistet etwa 205 Wp oder 0,20 kWp pro m². Entscheidend für die genaue Anzahl ist der Wirkungsgrad des verwendeten Solarmoduls, denn dieser zeigt an, wie viel Leistung pro Fläche gegeben ist.
Bei einem kleinen Dach empfiehlt es sich dementsprechend wirkungsstarke PV-Module einzusetzen, um möglichst viel Strom im Jahr erzeugen zu können.
Wie viel kWh produziert eine Photovoltaikanlage pro Tag?
Eine Photovoltaikanlage erzeugt 2,0 bis 3,3 kWh je kWp installierter Leistung pro Tag. Bei einem Jahresertrag von 1.000 kWh/kWp ergibt das geteilt durch 365 Tage ca. 2,7 kWh pro Tag.
Bei einer PV-Anlage mit 10 kWp macht das einen Solarertrag von 20 bis 33 kWh am Tag aus. Werden 5 kWp eingesetzt, werden 10 bis 16,5 kWh Strom pro Tag erzeugt.
Wichtig zu wissen ist, dass die Stromerzeugung der PV-Anlage über den Jahresverlauf bzw. Monat zu Monat nicht gleich ausfällt. Im Sommer und Frühling wird deutlich mehr Solarstrom pro Tag produziert als im Winter.
Dieses Phänomen lässt sich auch sehr gut an folgendem Diagramm ablesen:
Verlauf der Stromproduktion einer PV-Anlage
© eigene Darstellung – echtsolar.de
Jahreszeit | Stromerzeugung pro Tag | Anteil am Jahresertrag |
---|---|---|
Frühling (Mar, Apr, Mai) | 3,76 kWh | 0,38% |
Sommer (Jun, Jul, Aug) | 3,99 kWh | 0,41% |
Herbst (Sep, Okt, Nov) | 2,05 kWh | 0,21% |
Winter (Dez, Jan, Feb) | 0,95 kWh | 0,10% |
Die Tabelle zeigt die durchschnittliche tägliche Stromerzeugung in Kilowattstunden (kWh) und den Anteil am Jahresertrag für eine Photovoltaik (PV)-Anlage in Abhängigkeit von der Jahreszeit.
Die Daten stammen von der größten Ertragsdatenbank für Photovoltaik und wurden entsprechend aggregiert und aufbereitet.
Wie man sieht, produziert die PV-Anlage im Frühling und Sommer mehr Strom als im Herbst und Winter. Im Frühling beträgt die tägliche Stromerzeugung etwa 3,76 kWh, was etwa 0,38 % des Jahresertrags entspricht.
Im Sommer produziert die Anlage im Durchschnitt 3,99 kWh pro Tag, was einem Anteil von 0,41 % des Jahresertrags entspricht. Im Herbst und Winter ist die tägliche Stromerzeugung mit 2,05 kWh bzw. 0,95 kWh deutlich geringer und entspricht 0,21 % bzw. 0,1 % des vom Gesamtertrag.
Wie viel Strom erzeugt eine Solarzelle am Tag?
Solarzellen gibt es in unterschiedlichen Größen bzw. Formfaktoren. Eine herkömmliche Solarzelle mit 182 mm (M10) hat eine Leistung von 7,7 bis 8,3 Watt-Peak (Wp). Diese erzeugt am Tag durchschnittlich 21 Wattstunden (Wh) bzw. 0,021 kWh. Im Jahr ergibt das eine Stromausbeute von etwa 7,67 kWh.
In einem herkömmlichen M10-Solarmodul werden 54 Solarzellen zusammengeschaltet. Damit ergibt sich ein Tagesertrag für das gesamte PV-Modul von etwa 1,13 kWh.
Wie viel Strom produziert eine Solaranlage pro Stunde?
Pro Stunde erzeugt eine Solaranlage rechnerisch 114,2 Wattstunden bzw. 0,11 kWh Strom pro kWp PV-Leistung. Bei 8 kWp ergibt das 0,91 kWh jede Stunde.
Natürlich ist diese Angabe irreführend, weil die Photovoltaikanlage im Dunkeln keinen Strom produziert. Interessanter ist deshalb, wie viel Strom pro Stunde erzeugt wird, während es hell ist (Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang).
Doch wie lange ist es durchschnittlich hell am Tag?
Das hängt immer vom geografischen Standort ab. Als Grundlage nutzen wir den Mittelwert zwischen Hamburg und Wien, welcher bei 4.479 Stunden im Jahr liegt.
Bei 1.000 kWh/kWp ergibt es also eine Durchschnittsproduktion von 0,22 kWh pro Stunde an Solarstrom.
Stündliche Schwanken der Stromproduktion einer PV-Anlage
© Screenshot – monitoring.solaredge.com
Eine 7 kWp PV-Anlage produziert damit etwa 1,56 kWh pro Stunde (während des hellen Tages).
Die Angabe der Stundenstromproduktion ist natürlich nicht sehr aussagekräftig, weil es enorme Schwankungen je nach Wetterlage und Jahreszeit gibt (siehe Grafik).
Welche Faktoren beeinflussen die Stromerzeugung einer Solaranlage?
Die Höhe vom erzeugten Strom kennt viele Einflussfaktoren. Diese schauen wir uns nun genauer an:
Eingesetzte PV-Komponenten
Entscheidend ist zunächst, welche Photovoltaik-Komponenten eingesetzt werden, denn diese entscheiden über den Wirkungsgrad der gesamten PV-Anlage.
Am wichtigsten sind die Solarmodule. Es macht einen großen Unterschied, ob das PV-Modul einen Wirkungsgrad von 20 oder 22 Prozent hat.
Weiterhin entscheidet der Wirkungsgrad vom Wechselrichter und der Leitungsverlust der Solarkabel über den Performance-Ratio der Gesamtanlage.
Je höher die Gesamtleistung der Solaranlage, desto mehr Strom wird im Jahr erzeugt. Eine 12 kWp Anlage erzielt doppelt so viel Jahresertrag, wie eine PV-Anlage mit 6 kWp unter sonst gleichen Bedingungen.
Wetterbedingungen
Das Wetter ist vor allem für die Stunden und Tageswerte entscheidend. Auf den Jahresertrag hat das kurzfristige Wetter nur einen geringen Einfluss. Jährliche Unterschiede im Wetter können Schwankungen von ca. 5 bis 15 Prozent ergeben.
Doch schauen wir uns an, wie verschiedenen Witterungsbedingungen die Stromerzeugung der PV-Anlage beeinflussen:
Wetter | Globalstrahlung | Leistung pro Modul | Stromerzeugung pro Stunde |
---|---|---|---|
sonnig | 950 W/m² | ~ 380 Watt | 3,8 kWh |
leicht bewölkt | 400 W/m² | ~ 160 Watt | 1,6 kWh |
bewölkt | 150 W/m² | ~ 60 Watt | 0,06 kWh |
Regen / stark bewölkt | 50 W/m² | ~ 10 Watt | 50 Wh |
Ausrichtung und Neigungswinkel
Die Ausrichtung der PV-Anlage ist für den Ertrag entscheidend. Die optimale Ausrichtung liegt gen Süden. Die Ausrichtung nach Osten oder Westen ist auch kein Problem, führt aber zu etwa 20 Prozent weniger erzeugten Solarstrom.
Die Nordausrichtung für PV-Anlagen ist in den meisten Fällen nicht wirtschaftlich, es sei denn der Neigungswinkel ist sehr niedrig (0 bis 20°).
Der optimale Neigungswinkel in Deutschland liegt bei einem Winkel von 30 bis 45°. Welchen Einfluss verschiedenen Neigungswinkel auf den Ertrag können sie in der Tabelle ablesen.
Standort der Solaranlage
Der geografische Standort einer Solaranlage hat essenziellen Einfluss auf die Höhe der Stromproduktion. Denn die Summe der jährlichen Direktstrahlung und Diffusstrahlung, auch Globalstrahlung genannt, ist der limitierende Faktor der Stromerzeugung mit einer PV-Anlage.
Tendenziell ist die jährliche Sonnenenergie im Süden (Richtung Äquator) höher als im Norden. Daher erzeugen PV-Anlagen in Süddeutschland etwa 10 Prozent mehr Strom im Jahr als in Norddeutschland.
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