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« So viel Strom entsteht je m2 »
Photovoltaik ist aktuell gefragt wie nie. Sie gilt nicht nur als wichtiger Beitrag zur Energiewende. Sie ist vielerorts sogar verpflichtend, wenn beispielsweise neu gebaut oder ein Dach saniert wird. Aber nicht jede Anlage ist gleich. Nicht jedes Gebäude ist in der Lage, den benötigten Strom selbst zu erzeugen. Andere produzieren dagegen weit mehr als benötigt. Es lohnt sich deswegen, genau hinzuschauen, wenn es um die mögliche Photovoltaik-Leistung pro m2 geht. Denn auch wenn die solare Stromerzeugung im Sinn der Nachhaltigkeit immer sinnvoll ist, spielt natürlich immer auch der wirtschaftliche Aspekt mit. Und der wird vor allem vom Verhältnis aus Erzeugung und Bedarf bzw. Vergütung bestimmt.
Quadratmeter, kWp und kWh – gängige Fachbegriffe gut sortiert
Wenn es um die Planung von Photovoltaik-Systemen geht, sind natürlich die Leistungskennzahlen und der potenzielle Ertrag der Anlage von großem Interesse. Für die Überlegung, welche Photovoltaik-Leistung pro m2 erzielt werden kann, sollten Sie sich zunächst mit einigen grundlegenden Begriffen der Thematik vertraut machen. Denn nur so sind Sie in der Lage, die oft ähnlich klingenden Aussagen und Begrifflichkeiten von Broschüren oder Verkäufern zu verstehen und anschließend einzuordnen. Die wichtigsten Grundlagen dazu stellen wir Ihnen in den folgenden Abschnitten zunächst genauer vor.
Die Photovoltaikfläche – die Gesamtangabe zur PV auf dem Dach
Die Größe einer Photovoltaik oder Solar-Anlage beschreibt die Dimension der Gesamtanlage. Es geht also um die Summe aller Teilflächen, unabhängig davon, ob diese zusammenhängend oder in mehrere Teilbereiche untergliedert sind. Maßgeblich ist damit die Größe des Gesamtsystems, also aller Solarzellen, die zu einem funktionierenden Verbund mit einem nachgeschalteten Wechselrichter und gegebenenfalls einem Akkuspeicher verbunden sind. Diese Größe beschreibt eine rein geometrische Dimension und macht noch keinerlei Aussage zur Leistung. Gedanklich können Sie diesen Zusammenhang mit der Dachfläche vergleichen. Sie gibt brutto das Maß aller verbauten Ziegel an und das völlig unabhängig von der einzelnen Ziegelgröße.
Die Größe der Module – der Einzelbaustein genau definiert
Dem gegenüber steht die Größe der einzelnen Module. Die Modulgröße beschreibt also eben gerade nicht das gesamte Dach, sondern lediglich den einzelnen Baustein, der sich mit vielen anderen zur Gesamtanlage fügt. Jedes Modul hat eine eigene Fläche in m2. Diese hängt von der Größe, aber auch von der Leistungsfähigkeit der Konstruktion je Fläche ab. Im Endeffekt lässt sich aus der Modulgröße alleine keinerlei Aussage treffen. Erst in Verbindung mit der Gesamtfläche und auch der Leistung je Modul kann auf die Gesamtleistungsfähigkeit der PV-Anlage geschlossen werden. Um zum bereits bekannten Vergleich zurückzukehren, bewegen Sie sich nun bei der Betrachtung des einzelnen Dachziegels. Die Betrachtung des Ziegels lässt keinerlei Rückschlüsse auf die Dachgröße und die Leistungsfähigkeit des Gesamtaufbaus zu.
Kilowatt Peak – die theoretische Spitzenleistung
Nun gelangen Sie zu einem Begriff, der unweigerlich im Zusammenhang mit PV fällt. Es geht um Kilowatt Peak. Bekannter ist die Größe in ihrer abgekürzten Form kWp. Sie ist ein Gradmesser für die theoretische Leistungsfähigkeit einer Anlage und damit die unter Normbedingungen erzeugte Menge an Strom. Der Standort oder die Ausrichtung spielen hierbei also eine Rolle. Es wird bei der Berechnung dieses Wertes lediglich von einer vorgegebenen Strahlungsintensität ausgegangen, aus der das System je nach Aufbau eine gewisse Energiemenge generiert. Der Wert 1 kWp steht für einen theoretischen Ertrag von 1.000 Kilowattstunden je Jahr. Dieser Wert dient der Vergleichbarkeit, trifft aber keine Aussage über die tatsächliche Ausbeute, die von Jahr zu Jahr schwanken kann.
Kilowattstunden – der tatsächliche Ertrag
Dem Wert Kilowatt Peak gegenüber stehen die Kilowattstunden oder kurz kWh. Nun sind Sie bei der tatsächlich generierten Ertragsmenge Ihres Systems angekommen. Sie hängt vom Standort, von der Sonneneinstrahlung und damit vom Wetter ab und kann von Jahr zu Jahr unterschiedlich ausfallen. Im Vergleich zum Kilowatt Peak Wert kann der Ertrag in Kilowattstunden je Jahr sowohl höher als auch niedriger ausfallen. Er wird aber äußerst selten denselben Wert annehmen.
Welches Modul hat welche Leistung?
Ganz praktisch wird jedes PV-System aus einzelnen Modulen aufgebaut. Interessant ist aber später vor allem die Gesamtfläche in m2, sowie die zu erwartende Leistung in kWp. Sie kommen deshalb nicht drumherum, sich auch mit dem theoretischen Ertrag der einzelnen Module auseinanderzusetzen. Denn nur so sind Sie überhaupt in der Lage, den Strom zu erzeugen, den Sie tatsächlich brauchen.
Die Leistungsfähigkeit eines Moduls ergibt sich aus der Leistungsfähigkeit je Zelle und der Größe des Moduls. Beides hängt vom Aufbau bzw. der Konstruktion ab und ist damit von Hersteller zu Hersteller und von Typ zu Typ unterschiedlich. Typische Größen von Solarmodulen liegen heute zwischen ungefähr 1,5 und 2,0 Quadratmetern. Die Leistung je Modul kann ebenso variieren und schwankt zwischen 0,4 und 0,6, bei besonders leistungsfähigen oder großen Modulen auch 0,7 bis 0,8 kWp. Ein absolut durchschnittliches, preisgünstiges Modul liegt damit bei rund 1,7 Quadratmetern und einer Leistung von rund 450 Watt Peak.
So errechnen Sie die Photovoltaik-Leistung pro m2
Um nun den Leistungsertrag pro m2 zu bestimmen, reicht ein einfacher Dreisatz. Idealerweise gehen Sie den Weg nicht direkt vom einzelnen Modul zur Flächenleistung, sondern über die Gesamtdimension Ihrer Anlage. So werden auch mögliche konstruktiv bedingte Fugen oder Abstände berücksichtigt, die ansonsten zu einer größeren Abmessung und damit einer geringeren Flächenleistung führen. Addieren Sie die Einzelgröße Ihrer Module auf zur Gesamtfläche des Systems. Addieren Sie nun auch die einzelnen Leistungswerte der Module zur Gesamtleistung auf. Jetzt teilen Sie noch die Gesamtleistung durch die errechnete Fläche und schon wissen Sie, wie viel Strom Ihr System je Quadratmeter unter Normbedingungen liefert.
Modulgröße und Modulleistung in der Abwägung
Nicht immer ist eine besonders hohe Photovoltaik-Leistung pro m2 das wichtigste Ziel. Im Zentrum sollte der zu erwartende Ertrag stehen. Diesen können Sie nun, sofern sie genug Module auf Ihrer Dachfläche unterbringen, mit einer größeren aber leistungsschwächeren oder aber einer kleineren leistungsstärkeren Fläche erzielen. Generell sind die Kosten je m2 höher, je leistungsfähiger Ihre Anlage ist. Können Sie den Strom über eine Mehrfläche auch erzeugen, liegen die Kosten gegebenenfalls trotz größerer Anlage niedriger.
Leistungsertrag pro m2 versus jährlichem Bedarf – eine Gewichtung
Sie wissen nun bereits, dass Photovoltaik nie exakt den Wert an tatsächlichem Ertrag je m2 liefert, den das System laut Leistungsfähigkeit in kWp erbringen müsste. Früher gingen Hersteller davon aus, dass immer weniger Strom tatsächlich entsteht, als rechnerisch entstehen könnte. Heute sieht das anders aus. Häufig wird durch immer leistungsfähigere Module und die heißen, wolkenlosen Sommer deutlich mehr Energie vom Dach geliefert, als der Standort auf dem Papier liefern müsste. Durch die Einspeisevergütung lohnt es sich aber in der Regel, die Anlage etwas größer zu dimensionieren. Und auch heute bergen schlechtere Jahre nach wie vor die Gefahr eines geringeren Ertrags, den es im Rahmen einer Selbstversorgung durch die Überdimensionierung auszugleichen gilt.
Die Photovoltaik-Leistung pro m2 entscheidet
Die Photovoltaik-Leistung pro m2 ist nicht schwer zu errechnen. Allerdings ist sie kein Garant für einen sicheren Ertrag des Systems. Denn der tatsächliche Wert, der vom Dach geliefert wird, wird durch Lage und Ausrichtung und allgemeine Umgebungsfaktoren bis hin zum Wetter beeinflusst. Wie viel Strom tatsächlich entsteht, schwankt von Jahr zu Jahr und kann nie mit Sicherheit vorausgesagt werden.