Der photovoltaische Ertrag deiner Anlage wird nicht nur durch die Auswahl der am besten geeigneten Photovoltaikmodule bestimmt. Auch der Standort, die Ausrichtung und der eingesetzte Wechselrichter haben einen Einfluss. Wir erklären, wie du den Ertrag einer Photovoltaikanlage maximieren kannst und stellen die wichtigsten Faktoren vor, die den Ertrag einer Photovoltaikanlage beeinflussen.
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Die Sonneneinstrahlung
PV-Anlagen nutzen die Strahlungsenergie der Sonne, um Strom zu erzeugen. Daher ist die Sonneneinstrahlung der wichtigste Faktor, der sich auf den Ertrag von Photovoltaikzellen auswirkt. Je nach Standort der Anlage kann die Strahlung stark variieren, und auch andere Faktoren wie die Jahreszeit oder der Tag spielen eine Rolle dabei, wie intensiv die Strahlung ist.
Standort der Photovoltaikanlage
Im Allgemeinen ist die Sonneneinstrahlung auf der südlichen Hemisphäre stärker als auf der nördlichen Hemisphäre. Einstrahlungswerte von mehr als 1.800 kWh/m2 pro Jahr werden von Ländern im Süden Europas erreicht. Zu diesen Ländern gehören Spanien und die Türkei. In Deutschland liegt die Sonneneinstrahlung zwischen 1.000-1.300 kWh/m² pro Jahr. Bayern erreicht hier mit 1.300 kWh/m² und Jahr besonders gute Werte, während eine Anlage in Schleswig-Holstein nur Einstrahlungswerte von weniger als 1.100 kWh pro Quadratmeter erreicht.
Das heißt aber nicht, dass sich eine Photovoltaikanlage hier nicht lohnt. Nach den Ergebnissen einer Studie des Fraunhofer-Instituts ist der Strompreis selbst in Norddeutschland auf 7,96 bis 11,01 Cent gesunken. In Süddeutschland liegen die Kosten für die Erzeugung einer Kilowattstunde (kWh) Solarstrom mit einer Aufdachanlage zwischen 5,81 und 8,04 Cent. Damit liegen die Kosten für den mit einer Photovoltaikanlage erzeugten Strom bei höchstens einem Drittel der Kosten für Strom aus dem Netz. Die Kosten für eine Kilowattstunde Strom liegen derzeit bei etwa 32 Cent. Deshalb ist es von Vorteil, so viel Solarstrom wie möglich selbst zu erzeugen.
Jahreszeit
Im Sommer sind die Tage länger und es gibt mehr Sonnenstunden. Daher ist der Ertrag von Photovoltaikzellen in den Sommermonaten deutlich höher als in den Wintermonaten. Eine Photovoltaikanlage erzielt in den Sommermonaten etwa 70 % ihres Jahresertrags, während sie in den Wintermonaten nur 30 % des Jahresertrags erzielt.
Photovoltaik Ertrag: Was bedeutet der Begriff Ertrag?
Die Menge an Strom, die eine Photovoltaikanlage über einen bestimmten Zeitraum erzeugt hat, wird als Ertrag der Anlage bezeichnet. Bei einem Vergleich sind die monatlich erzeugte Solarstrommenge und der Jahresertrag besonders nützliche Informationen, die du berücksichtigen solltest. Da der Tagesertrag so empfindlich auf klimatische Veränderungen reagiert, lässt sich aus ihm nur eine begrenzte Menge an Informationen herauslesen.
Da der Ertrag einer der wichtigsten Faktoren ist, die über den finanziellen Erfolg einer Solaranlage entscheiden, muss er bei der Planung der Anlage unbedingt berücksichtigt werden. Die Investitionsrendite ist proportional zum Ertrag pro Kilowattpeak, der elektrischen Einheit, mit der die Leistung von Solarzellen gemessen wird.
Der spezifische Photovoltaik Ertrag pro Jahr
Die Größe einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) ist einer der wichtigsten Faktoren, der die Leistung der Anlage bestimmt. Um einen direkten Vergleich zwischen der von Anlagen unterschiedlicher Größe erzeugten Energiemenge anstellen zu können, wird eine Kennzahl verwendet, die als “spezifischer Ertrag” bezeichnet wird.
Der spezifische Ertrag ist ein Verhältnis, das die Strommenge (kWh), die die Photovoltaikanlage tatsächlich produziert, mit der Leistung vergleicht, für die sie ausgelegt ist (ihre Nennleistung) (kWp). Die maximale Strommenge, die eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) nach Angaben des Herstellers erzeugen kann, wird als Nennleistung bezeichnet.
Photovoltaik Jahresertrag
Die Strommenge, die eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) im Laufe eines Jahres erzeugt, entspricht eintausend Kilowattstunden (kWh) für jedes Kilowattpeak (kWp) installierter Leistung. Bei optimalen Bedingungen sogar bis zu 1.200 bis 1.300 kWh. Eine herkömmliche Photovoltaik (PV)-Anlage mit 20 Solarmodulen hat eine Leistung von 6,9 kWp und erzeugt jährlich 6.900 kWh Strom.
Die Menge an Energie, die von der Sonne geerntet wird, ist proportional zur Menge der vorinstallierten Kilowatt-Spitzenleistung. Außerdem wird die Menge des erzeugten Solarstroms von verschiedenen Faktoren beeinflusst, z. B. der Platzierung der Photovoltaikanlage, dem Winkel, der Ausrichtung und der Neigung des Daches sowie dem Vorhandensein von Verschattungen.
Der Ertrag einer Photovoltaikanlage kann durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst werden
Die Menge an Solarstrom, gemessen in Kilowattstunden, die eine PV-Anlage erzeugt, hängt von einer Vielzahl weiterer Variablen ab. Im Folgenden werden wir uns diese Themen genauer ansehen.
Die von der PV-Anlage erzeugte Leistung
Die ursprünglich installierte Leistung der Anlage steht in direktem Zusammenhang mit der von ihr erzeugten Leistung. Diese Leistung, ausgedrückt in Kilowattpeak, wird unter so genannten Standardtestbedingungen (STC) ermittelt und sollte daher nur als Anhaltspunkt verwendet werden.
Dies ist der Fall, weil die Testbedingungen einer Sonneneinstrahlung von 1.000 Watt pro Quadratmeter und einer Temperatur von 25 Grad Celsius für die Solarmodule entsprechen.
In der Praxis sind diese Werte unmöglich zu erreichen, denn Solarzellen erreichen bei einer Einstrahlung von 1.000 W/m2 Temperaturen von weit über 25 Grad Celsius. Dadurch sinkt ihr Wirkungsgrad, und sie erzeugen weniger Strom.
Auswahl der Solarzellen und Module haben Auswirkung auf den PV Ertrag
Die Auswahl der effizientesten Photovoltaik-Module ist für die Leistung der Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) von entscheidender Bedeutung. Daher gibt es Module, die effizienter sind, und Module, die weniger effizient sind; diese Module unterscheiden sich in Bezug auf den Wirkungsgrad und die installierte Leistung. Der Wirkungsgrad von guten Photovoltaik-Modulen kann etwa 18 Prozent erreichen, während der Wirkungsgrad von sehr hochwertigen Modulen etwa 22 Prozent erreichen kann.
Ausrichtung und Neigungswinkel für maximalen Ertrag einer Photovoltaikanlage
Der Ertrag einer Solaranlage wird stark von der Ausrichtung des Daches beeinflusst. Ein nach Süden ausgerichtetes Dach bringt zum Beispiel die höchsten Erträge, aber die meisten Dächer sind nach anderen Himmelsrichtungen ausgerichtet (und auch nach Norden ausgerichtete Photovoltaikanlagen können unter bestimmten Umständen sinnvoll sein).
Ein weiterer Punkt, den du beachten solltest, ist die Neigung des Daches oder der Winkel, in dem die Solarmodule geneigt sind, wenn du Photovoltaik auf einem Flachdach installiert hast. In einer perfekten Welt würde der Winkel, in dem die Sonnenstrahlen auf die PV-Module treffen, 90 Grad betragen. Das ist in der Realität jedoch äußerst unwahrscheinlich, da die Sonne im Laufe eines Tages über den Himmel wandert. Hinzu kommt, dass sich die Ausrichtung der Sonne am Himmel von Jahreszeit zu Jahreszeit ändert. Aus diesem Grund wird die Berechnung des bestmöglichen Ertrags fast immer eine Kombination von Faktoren beinhalten.
Wenn eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) in einem Winkel zwischen etwa 30 und 45 Grad ausgerichtet ist, sind die Solarerträge am höchsten. Das ist in Deutschland der Fall. Dabei gilt: Der Neigungswinkel wird flacher, wenn eine größere Abweichung von der Position in Bezug auf den Süden vorliegt. Die folgende Tabelle liefert einen weiteren Beweis für diesen Punkt.
Wie groß muss das Dach sein um einen ausreichenden Photovoltaik Ertrag zu produzieren?
Wie groß muss das Dach mindestens sein, damit die Photovoltaikanlage einen ausreichenden Ertrag erzielt? Diese Frage wird uns häufig gestellt, aber wir können keine allgemeingültige Antwort geben. Es gibt jedoch ein paar grundlegende Überlegungen, die hilfreich sein können.
Nach unseren Berechnungen entspricht ein kWp sechs Quadratmetern. In Deutschland kann ein Kilowattpeak im Durchschnitt 800 bis 1000 Kilowattstunden produzieren. Wenn du also eine Fläche von 6 Quadratmetern belegst, erhältst du jährlich zwischen 800 und 1000 Kilowattstunden Strom von dieser Fläche. Erkundige dich, wie viele Quadratmeter dein Dach bedeckt. Verringere den Platz, der von den Fenstern und dem Schornstein eingenommen wird, um einen erheblichen Betrag. Danach hast du eine ungefähre Vorstellung davon, wie viel Platz dir noch zur Verfügung steht.
Die Menge an Strom, die du verbrauchst, ist ein weiterer Faktor, den es zu berücksichtigen gilt. Eine gute Faustregel besagt, dass du für jede im Haushalt lebende Person etwa tausend Kilowattstunden benötigst; für eine Einzelperson rechnest du aber am besten etwas mehr. Das bedeutet also, dass drei Personen etwa 3500 Kilowattstunden pro Jahr verbrauchen.
Was sollte man tun wenn das Dach zu klein ist?
Wenn dein Dach eher klein ist, hast du die Möglichkeit, die Fläche deines Daches durch eine Terrassenüberdachung zu vergrößern. Genauso kannst du ein Carport, einen Gartenschuppen oder einen Holzschuppen überdachen. Es ist wichtig, dass du dich vergewisserst, dass bereits ein Dach vorhanden ist, bevor du das neue Dach anbringst.
Wir empfehlen dir, für diese Tätigkeit eine Genehmigung bei der örtlichen Gemeinde einzuholen, eventuell sogar auf informeller Basis, wenn keine Genehmigung erforderlich ist. Auf diese Weise wird dein Dach als das anerkannt, was es ist: ein Dach.
Es ist auch möglich, Photovoltaik-Module auf der Außenseite eines Gebäudes zu montieren. Die Vergütung des EEG gilt auch für Fassadenanlagen.
Photovoltaikanlage direkt beim Neubau mit einplanen
Um sofort von lokalem, selbst erzeugtem Solarstrom zu profitieren, installiere die PV-Anlage beim Neubau des Hauses. Auch wenn die Solaranlage später hinzugefügt wird, kann sie mit eingeplant werden.
Mit der Entscheidung, wie du das neue Gebäude auf dem freien Grundstück ausrichtest, legst du den Grundstein für eine rentable Solaranlage. Nach Süden ausgerichtete Dächer ohne Dachgauben, Dachfenster, Schornsteine oder Satellitenschüsseln bringen am meisten Ertrag. Ost-West-Dächer bieten sich ebenfalls für die Installation von Solarmodulen an, weil sie länger in der Sonne liegen als nach Süden ausgerichtete Dächer. So können PV-Anlagen Besitzer am Morgen und am Abend ihren Stromverbrauch erhöhen.