Sie wollen unabhängiger vom öffentlichen Stromnetz werden und sich eine Solaranlage anschaffen? Sie möchten gern erfahren, mit welchem PV-Ertrag Sie rechnen können? Ist der PV-Ertrag denn von Tag zu Tag gleich und planbar?
Der PV-Ertrag ist Ihr Indikator für die Leistung Ihrer Anlage. Wie der PV-Ertrag gemessen wird, was ihn beeinflusst und was er uns eigentlich sagt, beantworten wir in diesem Artikel.
Sie erhalten zudem praktische Tipps und Hinweise, um den PV-Ertrag Ihrer Photovoltaikanlage und Ihren finanziellen Nutzen zu steigern.
Der PV-Ertrag, kurz für Photovoltaik-Ertrag, sagt Ihnen, ob sich die Investition in eine Photovoltaikanlage letztlich rentiert oder nicht. Da sich fast alle Einflussfaktoren im Vorfeld abwägen und planen lassen, sollten wir tiefer ins Detail gehen.
Die Menge der erzeugten elektrischen Energie wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen. Sie gibt Aufschluss darüber, wie effektiv die Solaranlage Sonnenlicht in Strom umwandelt.
Der PV-Ertrag gibt also Aufschluss über:
Möchten Sie Ihren potenziell möglichen PV-Ertrag herausfinden? Nutzen Sie ganz einfach unseren kostenlosen PV-Ertragsrechner.
Der PV-Ertrag und der Wirkungsgrad sind zwei unterschiedliche Konzepte im Zusammenhang mit Photovoltaikanlagen.
Der PV-Ertrag bezieht sich auf die Menge an elektrischer Energie, die eine Photovoltaikanlage über einen bestimmten Zeitraum tatsächlich produziert.
Der Ertrag hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Leistungsfähigkeit der Solarmodule, dem Wirkungsgrad, der Ausrichtung und Neigung der Module und dem Standort der Anlage. Er wird in kWh angegeben.
Wie funktioniert eine PV-Anlage?
Der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage beschreibt, wie effizient die Solarmodule Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Er wird als Prozentsatz angegeben.
Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet, dass mehr Sonnenlicht in nutzbare elektrische Energie umgewandelt wird. Moderne Solarmodule haben typischerweise einen Wirkungsgrad von etwa 15–22 %. Der PV-Ertrag maximiert sich also bei höherem Wirkungsgrad.
Bei einer nutzbaren Dachfläche von 50 m² ergibt sich also folgender PV-Ertrag:
Leistung der Solarmodule = 50 m² x 215 Wp/m² = 10.750 Wp = 10,75 kWp
PV-Ertrag (50 m²) = 10,75 kWp * 975 kWh/kWp = 10.481 kWh
Mit 50 m² genutzter Dachfläche können Sie also im Idealfall 10.481 kWh PV-Ertrag erwirtschaften.
Mit einem so hohen Ertrag können Haushalte ihre Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz und von Strompreisschwankungen deutlich reduzieren. In Zeiten hoher Strompreise oder bei Stromausfällen bietet eine solche Anlage eine gewisse Sicherheit und Autonomie.
Die produzierten 10.481 kWh können direkt genutzt werden, um den Strombedarf des Haushalts zu decken. Angenommen, der durchschnittliche Strompreis liegt bei etwa 0,30 Euro pro kWh (dies kann je nach Region und Anbieter variieren), dann könnten Verbraucher bis zu 3.144,30 Euro jährlich an Stromkosten sparen.
Informieren Sie sich im Vorfeld gründlich über aktuelle Größen (Maße, Daten, Typen) von PV-Modulen und über das Gewicht im Ø und pro m².
Der tatsächliche PV-Ertrag kann durch verschiedene Faktoren wie Wetterbedingungen, Verschattung, Verschmutzung, Temperatur, und Systemverluste beeinflusst werden.
Bei der Errechnung des tatsächlichen PV-Ertrags kommt die sogenannte Performance Ratio (PR) ins Spiel. Die Performance Ratio sagt aus, wie viel Ertrag die PV-Anlage im Vergleich zum maximal möglichen Wert liefern kann.
Sie berücksichtigt dabei alle Verluste einer PV-Anlage. Moderne Anlagen kommen auf Werte zwischen 0,75 und 0,85. Das heißt, dass Sie durch Ihre Solaranlage auf Ihrem Dach 75 bis 85 % Solarstrom nutzen können.
Nehmen wir an, Sie haben eine PV-Anlage mit 5 kWp Leistung bei einem durchschnittlich jährlichen Energieertrag von 1.000 kWh pro kWp.
So produzieren Sie theoretisch 5.000 kWh Strom pro Jahr.
Bei einem PR-Wert von 0,85 liegt Ihr tatsächlicher Ertrag bei 4.250 kWh.
Das müssen Sie unbedingt in Ihrer Planung berücksichtigen, um Ihre Anlage profitabel zu betreiben.
Der Energieertrag einer Photovoltaikanlage ist nicht immer gleich. Er verändert sich im Laufe eines Tages, unterscheidet sich von einem Tag zum anderen und schwankt aufgrund verschiedener Einflüsse auch monatlich sowie saisonal im Jahresverlauf.
Lesen Sie hierzu: Wie viel Strom erzeugt eine PV-Anlage?
Für Investitionsentscheidungen und die wirtschaftliche Planung einer PV-Anlage ist es oft zielführender, den Fokus auf jährliche Ertragsschwankungen zu legen. Das ermöglicht eine bessere Abschätzung der Rentabilität und der Amortisationszeit der Anlage.
Warum sollten Sie dennoch auch die täglichen Schwankungen berücksichtigen?
Die Entscheidung über die Dimensionierung Ihrer Anlage und zusätzlichem Speicher sollten Sie unter Berücksichtigung der täglichen Schwankungen und Ihren Bedürfnissen treffen.
Außerdem sind sie besonders wichtig, wenn es um das Energiemanagement geht, insbesondere bei Inselanlagen (nicht am Netz angeschlossene Systeme) oder wenn eine Anlage auf Eigenverbrauch optimiert ist.
Ihre Bedürfnisse und Ziele sind also entscheidend, welche Ertragswerte Sie zu Rate ziehen. Schauen wir uns deshalb die Datensätze zum PV-Ertrag am Tag, im Monat, im Jahresverlauf einmal genauer an.
Der tägliche Ertrag einer Solaranlage hängt stark von der Sonnenstundenanzahl und der Intensität der Sonneneinstrahlung ab. An einem klaren, sonnigen Tag können Solarmodule fast ihr maximales Potenzial erreichen, während an bewölkten oder regnerischen Tagen der Ertrag deutlich niedriger ausfällt.
Mittags steht die Sonne am höchsten. Somit wird auch zur Mittagszeit der maximale PV-Ertrag erreicht. (Annahme: Die PV-Module sind nach Süden ausgerichtet.)
Der erzeugte Solarstrom übersteigt möglicherweise den täglichen Stromverbrauch. Grundsätzlich ist Eigenverbrauch aber lohnenswerter als Einspeisung. Deshalb lohnt sich eine PV-Anlage mit Speicher. So können Sie Ihren Eigenverbrauch problemlos erhöhen.
Die PV-Module sind nach Osten ausgerichtet:
Morgens steht die Sonne am höchsten und der maximale PV-Ertrag wird erreicht.
Die PV-Module sind nach Ost/ West ausgerichtet
Morgens und nachmittags erhöhter Ertrag, denn die Ostseite fängt das Sonnenlicht maximal am Morgen ein und die Westseite am späten Nachmittag. Eine Ost-West-Ausrichtung führt zu einer gleichmäßigeren Verteilung des Energieertrags über den Tag.
Dies kann besonders vorteilhaft sein, um Spitzenlasten am Morgen und am Abend besser abzudecken und eine stabilere Einspeisung ins Stromnetz zu ermöglichen.
Energiespeicherung
Durch den Einsatz von Batteriespeichern kann die während der Spitzenzeiten erzeugte Energie gespeichert und während der Abendstunden oder bei Bedarf genutzt werden.
Energiemanagement-Systeme
Moderne Systeme ermöglichen eine Anpassung des Energieverbrauchs an die Stromproduktion, indem sie energieintensive Vorgänge (z. B. E-Auto-Ladungen oder Waschgänge) in Zeiten hoher Energieerzeugung verschieben.
Smart Grids und netzgekoppelte Systeme
In einem größeren Stromnetz können Schwankungen durch den Austausch von Energie mit dem Netz ausgeglichen werden. Überschüssige Energie kann ins Netz eingespeist werden, und bei Bedarf kann Strom aus dem Netz bezogen werden.
Die monatlichen Erträge sind weniger Schwankungen ausgesetzt. In den Sommermonaten ist der Ertrag aufgrund der längeren Tage und stärkeren Sonneneinstrahlung typischerweise höher als in den Wintermonaten.
Im nachfolgenden Diagramm können Sie auf einen Blick die unterschiedlichen PV-Erträge im Monatsvergleich einsehen. Dargestellt werden die durchschnittlich niedrigsten und höchsten PV-Erträge.
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Die Jahreszeit bestimmt den PV-Ertrag. Versuchen Sie, die saisonalen Schwankungen in Ihrer Planung zu berücksichtigen.
Der Winter liefert den geringsten Anteil vom Jahresertrag. Dies sollten Sie im Blick für die Planung Ihres Eigenverbrauchs und somit auch die Wirtschaftlichkeit Ihrer Anlage haben. Bedenken Sie hier Einflussfaktoren wie:
Anteil des PV-Ertrags nach Jahreszeit:
Der PV-Ertrag zwischen den Jahreszeiten kann sich deutlich unterscheiden, wobei die genauen Prozentsätze von mehreren regionalen und anlagenbedingten Faktoren abhängen.
In Deutschland ist in der Regel ein höherer PV-Ertrag im Frühling als im Herbst zu erwarten, obwohl die potenziellen Sonnenstunden nicht stark variieren. Im Frühjahr herrscht meist klareres Wetter verglichen mit dem Herbst, der typischerweise regnerischer und nebliger ist.
Dies beeinflusst die Menge an direktem Sonnenlicht, das die Solarmodule erreicht.
In der Tabelle sehen Sie die durchschnittlich unterschiedlichen Erträge in den Jahreszeiten.
Die Sommer- und Frühlingszeit liefern ähnliche Erträge. Der Überschuss an erzeugtem Strom kann in Batterien gespeichert werden, um in Zeiten geringerer Produktion oder nachts genutzt zu werden. Dies verbessert die Gesamteffizienz der Anlage und ermöglicht eine kontinuierliche Energieversorgung.
Der Herbst liefert weniger Energie als im Sommer, aber mehr als im Winter. Beachten Sie:
Der durchschnittliche Jahresertrag einer Photovoltaikanlage in Deutschland beträgt etwa 800 bis 1.200 kWh pro Jahr pro kWp installierter Leistung.
Die nachfolgende Tabelle zeigt Ihnen, wie der PV-Ertrag in den letzten 3 Jahren ausgefallen ist. Sie sehen, dass der PV-Ertrag sich zwischen 930 kWh/ kWp und 1.037 kWh/ kWp bewegt hat. Unter anderem können Sie hier auch nochmal die Schwankungen bezüglich der Jahreszeiten einsehen.
Wie Sie an unseren Beispielen sehen können, schwankt der PV-Ertrag sowohl am Tag als auch über das gesamte Jahr hinweg gesehen. Woran liegt es?
Der jährliche Energieertrag einer Photovoltaikanlage hängt von verschiedenen Faktoren ab:
Nachfolgend erklären wir alle Faktoren praxisnah und detailliert.
Die Leistung der PV-Anlage spielt natürlich eine entscheidende Rolle für den PV-Ertrag.
Je mehr Leistung die Solaranlage hat, desto größer fällt der PV-Ertrag aus.
Gehen wir zunächst von einem durchschnittlichen Standort in Deutschland aus. Um eine Schätzung zum Ertrag je nach Leistung zu geben, wird eine Faustformel verwendet:
Dies bedeutet, dass eine 5 kWp Solaranlage in Deutschland durchschnittlich zwischen 4.000 kWh und 6.000 kWh Strom pro Jahr erzeugen könnte, denn:
5 kWp x 800 = 4.000 kWh
5 kWp x 1200 = 6.000 kWh
In der nachfolgenden Tabelle finden Sie den höchsten und niedrigsten PV-Ertrag verschiedener Solaranlagen mit unterschiedlichen Leistungen im Jahresverlauf.
Der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage beeinflusst den PV-Ertrag maßgeblich, da er angibt, wie effizient die Anlage Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln kann.
Je höher der Wirkungsgrad, desto höher der PV-Ertrag.
Wenn beispielsweise zwei Anlagen mit unterschiedlichem Wirkungsgrad die gleiche Menge Sonnenlicht erhalten, wird die Anlage mit dem höheren Wirkungsgrad mehr Strom erzeugen und somit einen höheren PV-Ertrag erzielen.
PV-Module Test und Vergleich: Das sind die Testsieger
Einige Komponenten sind besonders anfällig für Alterung und Verschleiß. Das bedeutet für Sie: Einbußen im PV-Ertrag.
Hauptsächlich davon betroffen sind:
Die Sonneneinstrahlung und die Dauer des Sonnenscheins variieren in Deutschland je nach Region.
Je mehr direkte Sonneneinstrahlung, desto höher der PV-Ertrag.
So ist die solare Leistung im Süden des Landes deutlich besser als im Norden. Das heißt aber nicht, dass sich PV-Anlagen im nördlichen Teil Deutschlands nicht lohnen.
Schauen wir auf die letzten 40 Jahre zurück, so lässt sich feststellen, dass die Jahressumme der Globalstrahlung kontinuierlich gestiegen ist. Die Nutzung von Solarenergie wird daher zunehmend rentabler und das in ganz Deutschland.
Die nachfolgende Karte des DWD (Deutscher Wetterdienst) gibt Ihnen einen Eindruck darüber, wie sich die Sonneneinstrahlung im letzten Jahr in Deutschland verhalten hat.
Weiter oben haben wir bereits besprochen, dass der jährliche Energieertrag durchschnittlich zwischen 800 und 1.200 kWh liegt. Im letzten Jahr lagen die Mindestwerte in ganz Deutschland sogar über 1.000 kWh.
Bedenken über die Investition in Photovoltaik im schönen Norden des Landes auf Grund der geringeren Sonneneinstrahlung können wir also beiseiteschieben.
Am besten vergleichen wir einmal den durchschnittlichen PV-Ertrag eines nördlichen und eines südlich gelegenen Bundeslandes.
Mecklenburg-Vorpommern vs. Bayern:
Wenn wir den PV-Ertrag einer 5 kWp PV-Anlage auf Grundlage der Daten zur Globalstrahlung des letzten Jahres berechnen, kommen wir zu folgenden durchschnittlichen Werten:
Mecklenburg-Vorpommern: 5 kWp x 1.100 kWh = 5.500 kWh
Bayern: 5 kWp x 1.200 kWh = 6.000 kWh
Falls Sie Ihren Stromverbrauch schnell und unkompliziert berechnen wollen, nutzen Sie einfach unseren Stromverbrauchsrechner.
Der Vergleich des PV-Ertrags der Bundesländer zeigt noch einmal konkret, dass die Abweichungen nicht sehr stark sind und sich PV-Anlagen deutschlandweit lohnen.
Die Ausrichtung und Neigung der Solarmodule sind entscheidende Faktoren für den Ertrag einer PV-Anlage. Sie beeinflussen direkt, wie viel Sonnenlicht die Module während des Tages und über das Jahr hinweg einfangen können.
Je südlicher die Ausrichtung und je jahreszeitlich angepasster der Neigungswinkel, desto höher der PV-Ertrag.
Die optimale Leistung einer Photovoltaikanlage in Deutschland wird erzielt, wenn sie nach Süden ausgerichtet ist.
Eine perfekte Südausrichtung des Dachs ist aber nicht zwingend erforderlich, um eine rentable Nutzung der Solaranlage zu gewährleisten. Moderne Anlagen können auch gute Ergebnisse erzielen, wenn sie um bis zu 30 % nach Osten oder Westen ausgerichtet sind.
Neigung der Solarmodule
Beispiel:
Gehen wir von einer PV-Anlage in Bayern aus. Jahreszeitliche Anpassung der Solarmodule bedeutet, dass Sie den Neigungswinkel der Solarmodule saisonal verändern. Dabei sollten Sie folgendermaßen vorgehen:
Zum besseren Verständnis sehen Sie hier ein Beispiel zum optimalen Neigungswinkel bei jahreszeitlicher Anpassung einer PV-Anlage in Bayern.
Sie müssen also einen Kompromiss finden, der eine gute Balance zwischen den niedrigeren Sonnenständen im Winter und den höheren im Sommer bietet.
So finden Sie den optimalen Winkel – Faustregel:
Allgemeine Empfehlungen zum Neigungswinkel im Jahresverlauf:
Ein flacherer Winkel hilft dabei, die Sonneneinstrahlung über den Tag verteilt effektiver zu nutzen. Die Sonne scheint morgens und abends weniger intensiv und aus niedrigeren Winkel. Das bedeutet, dass die Module länger im Laufe des Tages Licht aufnehmen können, anstatt nur während der Mittagszeit optimiert zu sein.
Im Winter steht die Sonne generell tiefer. Für Ost- und Westdächer bedeutet ein flacherer Winkel, dass sie auch in den Wintermonaten, wenn die Sonne nicht nur niedriger, sondern auch in einem flacheren Winkel einfällt, effektiver arbeiten.
Sie kennen Ihre Dachneigung nicht? Nutzen Sie einfach unseren kostenlosen Dachneigungsrechner.
Die nachfolgende Tabelle veranschaulicht die Abhängigkeit zwischen Ausrichtung und Neigung und deren Einfluss auf den PV-Ertrag.
Die nachfolgende Grafik verhilft Ihnen eventuell zum besseren Verständnis, wie sich beide Faktoren auf den PV-Ertrag auswirken. Liegen Neigung und Ausrichtung Ihres Daches im grünen Bereich, so erzielen Sie besonders hohe PV-Erträge.
Leben Sie im windigen Norden oder im regnerischen Schwarzwald? Die Wetterbedingungen Ihrer Region haben einen erheblichen Einfluss auf den Energieertrag Ihrer Photovoltaikanlage.
Objekte wie Bäume, Gebäude oder sogar Schmutz auf den Modulen können Schatten werfen und den Ertrag Ihrer Photovoltaikanlage deutlich reduzieren. Selbst eine teilweise Verschattung eines Moduls kann die Leistung der gesamten Anlage beeinträchtigen.
Es gibt einige Maßnahmen, die Sie selbst ergreifen können, um den maximalen PV-Ertrag zu erzielen und die Lebensdauer Ihrer PV-Anlage zu verlängern.
Sie können Einfluss nehmen auf:
Grundsätzlich gilt:
Auf die Qualität kommt es an! Solarmodule mit einem hohen Wirkungsgrad, optimaler Ausrichtung und Neigung zur Sonne erzielen den höchsten PV-Ertrag.
Sie suchen die aktuell besten PV-Module auf dem Markt? In diesen Beiträgen stellen wir Ihnen die führenden Hersteller und die besten Module nach Kosten, Wirkungsgrad, Garantie, Größe und Leistung vor.
Lesen Sie hier, worauf es ankommt und was Sie beachten müssen. Wählen Sie dafür einfach die gewünschte Modul-Leistung aus:
Installieren Sie außerdem ein Überwachungssystem, das Ihnen detaillierte Informationen über die Leistung jeder einzelnen Solarzelle liefert. Dies ermöglicht es Ihnen, Probleme wie Verschattungen, Verschmutzungen oder Defekte frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
Ziehen Sie auch einen Komponentenaustausch und -upgrade in Erwägung. Insbesondere der Wechselrichter kann für einen Ersatz infrage kommen. Moderne Wechselrichter weisen weniger Energieverluste auf und sind besser an die spezifischen Bedingungen der Solarmodule angepasst.
Implementieren Sie zudem Maßnahmen zur Kühlung Ihrer Solarmodule. Eine Überhitzung der Module kann deren Effizienz beeinträchtigen. Möglichkeiten zur Kühlung können eine verbesserte natürliche Luftzirkulation hinter den Solarmodulen oder sogar aktive Kühlungssysteme wie Ventilatoren sein.
Die Ausrichtung der Solarmodule: Die Ausrichtung nach Süden und eine Dachneigung zwischen 30 und 45° sind ideal.
Es gibt monokristalline und polykristalline Module oder neuere Technologien wie PERC (Passivated Emitter Rear Cell), die je nach Standort und Klima den PV-Ertrag beeinflussen.
Regelmäßige Inspektionen und Wartungen sind unerlässlich, um die Leistungsfähigkeit einer Photovoltaikanlage aufrechtzuerhalten.
Sie müssen allerdings viele Faktoren beachten, um den bestmöglichen PV-Ertrag zu erzielen und somit Ihre Investition in Photovoltaik rentabel zu gestalten.
Wägen Sie alle Vor- und Nachteile einer PV-Anlage grundsätzlich im Vorfeld ab.
Das kann zu Beginn überfordernd wirken. Nutzen Sie daher u.a. unsere praktischen Rechner, um sich ein Bild Ihrer Situation zu verschaffen. Nehmen Sie außerdem professionelle Beratung in Anspruch.
Hier sind noch einmal die wichtigsten Fakten aufgelistet, die Sie wissen und in Ihrer Planung berücksichtigen sollten:
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