Ist die Frage „Photovoltaik: Ja oder nein?“ einmal positiv beantwortet, eröffnet sich ein umfangreicher Strauß an neuen Fragestellungen, die es zu klären gilt. Was ist ein Wechselrichter? Wollen Sie einen Batteriespeicher und möchten Sie in Zukunft elektrisch mobil werden? Und: Was bedeutet all das für die PV-Anlagen-Dimensionierung? Wie viele kWp brauchen Sie für Ihr Zuhause?
Einige dieser Fragen haben meine Kolleginnen und ich in unserem Blog bereits beantwortet. Welcher Wechselrichter der richtige für Sie ist, finden Sie zum Beispiel hier heraus. Mit der Frage nach der PV-Anlagen-Dimensionierung wollen wir uns heute beschäftigen. Zuerst möchten wir uns ansehen, was hinter den Abkürzungen wie „kW“ und „kWp“ steckt und was diese mit dem Stromverbrauch im eigenen Haushalt zu tun haben.
Danach geben wir Ihnen Tipps an die Hand, wie Sie Ihren eigenen Strombedarf näherungsweise berechnen können. Zu guter Letzt wollen wir uns der Zahl der Solarmodule auf dem Dach widmen: Welche Leistung kann jedes von ihnen erzeugen und wie viele benötigen Sie für Ihre PV-Anlage?
Kleines kW-Einmaleins
Robert Reinbrech, Solarexperte bei Fronius International, bringt Licht in den Abkürzungsdschungel: „Hinter der Abkürzung ‚kW‘ steckt eine gängige Einheit zur Bemessung der Leistung. Sie steht für ‚Kilowatt‘ und dürfte allen ein Begriff sein, die über einen Stromanschluss verfügen.“
- Bei ‚Kilowatt‘ handelt es sich also um eine Leistungseinheit. Genauer genommen stecken in einem kW ganze 1000 Watt. ‚Kilo‘ ist Griechisch und bedeutet ‚Tausend‘.
- Wo kommt nun dieses ‚p‘ in den PV-Angeboten Ihres Installateurs her? Es steht für das englische Wort ‚peak‘, was auf Deutsch mit ‚Spitze‘ zu übersetzen ist. ‚kWp‘ bedeutet daher ‚Kilowatt peak‘ und beschreibt nichts anderes als den maximalen Ertrag eines PV-Systems.
- Kommen wir nun zu ‚kWh‘. Eine Kilowattstunde ist die Energie, die ein Verbraucher mit einem Kilowatt Leistung innerhalb einer Stunde benötigt. Verwendet man beispielsweise einen Föhn mit einer konstanten Leistung von 1.000 Watt (= 1 kW) eine Stunde lang, so verbraucht dieser dabei eine kWh Strom. Ähnlich verhält es sich bei der Sonnenstromproduktion, nur dass hier Strom erzeugt statt verbraucht wird: Eine PV-Anlage mit 10 kWp kann in Spitzenzeiten bei optimalen Betriebsbedingungen 10 kWh pro Stunde erzeugen. Zum Vergleich: Das ist in etwa so viel, wie ein durchschnittlicher Haushalt mit vier Personen täglich verbraucht. Wie viel Strom zu einem bestimmten Zeitpunkt vom Dach ins Haushaltsnetz fließt, hängt natürlich von vielen Faktoren wie der Sonneneinstrahlung, der Verschattung u. v. m. ab.
- „Übrigens: Auch Stromanbieter geben den monatlichen und jährlichen Stromverbrauch auf der Abrechnung in ‚kWh‘, also Kilowattstunden, an“, fasst Reinbrech zusammen.
Wie viele kWh Strom braucht mein Haushalt pro Jahr?
Wie viele Kilowattstunden Strom ein Haushalt jährlich verbraucht, hängt von einer ganzen Reihe an Aspekten ab. Am augenscheinlichsten ist die Tatsache, dass mehr Personen mehr Strom benötigen.
„Je nachdem, ob ausschließlich Erwerbstätige in einem Haus bzw. einer Wohnung leben und ob ein E-Auto geladen oder eine elektrische Wärmepumpe betrieben wird, kann der individuelle Bedarf an kWh Strom stark variieren“, erklärt Robert Reinbrech, welchen Unterschied die Lebensumstände machen.
Zusätzlich sollten sowohl die Warmwasseraufbereitung als auch etwaig vorhandene Klimaanlagen bei der PV-Anlagen-Dimensionierung unbedingt mitgedacht werden.
Wenn Sie wissen möchten, wie hoch Ihr persönlicher Stromverbrauch ist, führt der Blick auf Ihre jüngste Jahresabrechnung am schnellsten zum Ziel. Solange es keinen Nachwuchs bzw. neuen Mitbewohner oder einen Auszug gibt und Sie auch keine neuen zusätzlichen großen Verbraucher anschaffen, sollte Ihr Strombedarf nicht allzu stark schwanken.
Für den Fall, dass Sie erst kürzlich umgezogen sind, keine Vergleichswerte aus den Vorjahren zur Hand haben oder Sie in die Elektromobilität oder in eine Wärmepumpe investieren möchten, haben wir vorgesorgt. Ihren (zukünftigen) Bedarf an Strom können Sie im Folgenden grob ermitteln.
Hilfestellung zum Berechnen Ihres Stromverbrauchs
Für eine Überschlagsrechnung reicht es, sich nach der Anzahl der im Haushalt lebenden Personen zu richten: Während ein 1-Personen-Haushalt rund 1.500 kWh im Jahr verbraucht, sind es für den durchschnittlichen 4-Personen-Haushalt schon mehr als 3.500 kWh.
| Haushaltsgröße | Durchschnittlicher Stromverbrauch pro Jahr |
|---|---|
| 1 Person | ca. 1.500–2.000 kWh |
| 2 Personen | ca. 2.000–2.800 kWh |
| 3 Personen | ca. 2.800–3.500 kWh |
| 4 Personen | ca. 3.500–4.500 kWh |
| 5 Personen | ca. 4.500–5.500 kWh |
Wie lässt sich anhand dieser Basisdaten die Solaranlagengröße ermitteln? Allgemein lässt sich festhalten, dass jedes kWp einer PV-Anlage rund 1.000 kWh im Jahr erzeugt. Das bedeutet: Eine allein lebende Person könnte bereits mit einer 1,5 kWp starken PV-Anlage ihren jährlichen Strombedarf selbst erzeugen. Vorausgesetzt, es bestehen die perfekten Bedingungen und all die generierte Solarenergie wird ohne Verluste verbraucht. Der durchschnittliche Haushalt mit vier Personen käme unter denselben Voraussetzungen mit einem PV-System mit 4,5 kWp an Leistung aus.
Reinbrech rät: „Es lohnt sich, in ein paar extra kWp zu investieren, um auch während Lastspitzen und der dunkleren Jahreszeit einen möglichst hohen Autarkiegrad zu erreichen.“
Mobil und kuschelig warm dank PV: E-Auto und Wärmepumpe einplanen
Die im vorhergehenden Absatz genannten Zahlen schließen weder Wärmepumpe noch Klimaanlage oder E-Auto ein. Weil es sich bei diesen Verbrauchern mitunter um die stromintensivsten im gesamten Gebäude handelt, dürfen wir sie in der PV-Anlagenplanung keineswegs außen vor lassen. Vorweg: Der Verbrauch der unten angeführten Geräte hängt stark vom jeweiligen Nutzungsverhalten ab. Grob gilt:
- E-Mobilität: Ein durchschnittliches E-Auto mit einem Stromverbrauch von 15 kWh pro 100 Kilometer verbraucht bei einer jährlichen Fahrleistung von 13.000 km rund 2.000 kWh.
Merke: Das bedeutet für die Dimensionierung der eigenen PV-Anlage ein Plus von 2 kWp. - Wärmepumpe: Diese Berechnung gestaltet sich komplizierter. Luftwärmepumpen benötigen etwa deutlich mehr Strom als ihre Gegenstücke, die mit Erd- und Grundwasserwärme arbeiten. Weiters spielen die Größe und Energieeffizienzklasse der Immobilie eine entscheidende Rolle. Für unser Beispiel ziehen wir ein Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 120 m² und einem Wärmebedarf von 100 kWh/m² heran. Daraus ergibt sich ein Wärmebedarf von 12.000 kWh pro Jahr. Da wir nicht das gesamte Jahr über heizen, rechnen wir mit einem geschätzten Jahresstromverbrauch von 2.400 bis 4.300 kWh.
Das bedeutet für die PV-Anlage im Durchschnitt zusätzliche 3,5 kWp. - Klimaanlage: Beim Thema Raumkühlung gilt es, zwischen fix verbauten Splitgeräten und mobilen Klimageräten zu unterscheiden. Letztere sind deutlich ineffizienter und energieintensiver. Der Stromverbrauch lässt sich ganz einfach berechnen, indem die Leistung der Klimaanlage mit der Anzahl der Betriebsstunden pro Jahr multipliziert wird. Daraus ergibt sich bei einer Laufzeit von 300 Stunden im Jahr und einem eher leistungsstarken Gerät mit rund 5 kW ein Strombedarf von 1.500 kWh.
Das bedeutet für die PV-Anlage im Durchschnitt zusätzliche 1,5 kWp.
Gehen wir von einem Haushalt mit vier Personen inklusive einem E-Auto, einer Wärmepumpe und einer Klimaanlage aus, braucht dieser eine 11,5kWp starke PV-Anlage, um seinen jährlichen Strombedarf mit der selbst erzeugten Solarenergie zu decken. Kleine Notiz am Rande: Die allermeisten Familien weisen einen geringeren Stromverbrauch auf als unser Beispiel. Nur in seltenen Fällen sind sowohl eine Wärmepumpe als auch eine eigene Klimaanlage vorhanden.
Auf die Solarmodule kommt es an
Mit dem oben genannten Rechenbeispiel sollten Sie Ihren jährlichen Strombedarf ungefähr einschätzen können. Welche Schlüsse können Sie daraus ziehen und wie viele Solarmodule benötigen Sie für Ihre individuelle Anzahl an Kilowattstunden?
Die Antwort auf diese Frage hängt allen voran von der Leistung der gewählten Solarmodule ab. Reinbrech erklärt: „Ein modernes PV-Modul hat heute zwischen 400 und 500 Wp Leistung. Das heißt: Pro Modul und Jahr entstehen rund 300 bis 500 kWh Sonnenstrom. Als genereller Richtwert gilt: Drei Solarmodule à 400 Wp liefern pro Jahr etwas mehr als 1.000 Kilowattstunden Strom. Das bedeutet, dass eine 10-kWp-Anlage aus rund 25 PV-Modulen besteht.“
Die ungefähre Modulanzahl für die gewünschte Solaranlagenleistung können Sie der folgenden Tabelle entnehmen:
| Anlagenleistung | Benötigte Module (gerundet) |
|---|---|
| 1 kWp | 3 |
| 2 kWp | 5 |
| 3 kWp | 8 |
| 4 kWp | 10 |
| 5 kWp | 13 |
| 6 kWp | 15 |
| 7 kWp | 18 |
| 8 kWp | 20 |
| 9 kWp | 23 |
| 10 kWp | 25 |
| 11 kWp | 28 |
| 12 kWp | 30 |
| 13 kWp | 33 |
| 14 kWp | 35 |
| 15 kWp | 38 |
Nicht vergessen: Diese Angaben gelten nur bei idealen Bedingungen. Neben der Ausrichtung der Module und ihrer Qualität nehmen die vorherrschenden Witterungsbedingungen einen entscheidenden Einfluss auf die Leistung des gesamten PV-Systems. „Dass in höheren Breitengraden und im Winter weniger Solarenergie entsteht, liegt auf der Hand. Befinden sich auf dem Dach zudem Schattenflächen, beispielsweise durch Nachbargebäude, Bäume, Masten oder Schornsteine, verringern sich die Erträge der betroffenen PV-Module signifikant“, nennt der Fronius Solar-Experte Faktoren, die den Ertrag an Sonnenenergie senken können.
Wie viel Dach ist genug?
Ein einzelnes PV-Modul misst ca. 1,7 m². Daraus lässt sich ein Platzbedarf von 5 m² pro kWp ableiten. Für eine 5-kWp-Solaranlage genügt ein relativ kleines Dach mit 25 m² Fläche. Sollen allerdings 12 kWp oder mehr Sonnenstrom am eigenen Dach entstehen, bedecken die dafür erforderlichen Module mehr als 60 m². Das ist bei einer durchschnittlichen Dachfläche von 100 m² für ein Einfamilienhaus ein beträchtlicher Anteil.
Der Solarexperte betont: „Hausbesitzer dürfen nicht vergessen, Dachfenster und Schornsteine von der Gesamtfläche abzuziehen.“ Um das Maximum aus Ihrer Anlage zu holen, sollten Sie zudem auf die bereits erwähnten Verschattungen achten.
Fazit
„kWp“ steht für „Kilowatt peak“ und beschreibt die maximale Leistung eines PV-Systems. Pro 1.000 kWh Jahresverbrauch an Strom sollten Sie 1 kWp an PV-Anlage einplanen.
Bei der Dimensionierung Ihrer Solaranlage orientieren Sie sich am besten an Ihrem bisherigen Stromverbrauch aus den vergangenen Jahren. Haben Sie beispielsweise 4.500 kWh Strom verbraucht, so stellt eine PV-Anlage ab 4,5 kWp für Sie eine wirtschaftliche Lösung dar. Stellen Sie sich vor dem Anlagenkauf unbedingt die Frage, ob in Zukunft ein E-Auto vor der Tür stehen oder eine Wärmepumpe die Wohnfläche beheizen soll. Bei Verbrauchern dieser Art bietet sich eine Vergrößerung der Solaranlage um jeweils 2–3 kWp an.
Pro kWp Leistung benötigen Sie eine Dachfläche von 5 m². Eine leistungsstarke PV-Anlage mit 10 kWp bedeckt somit zumindest 50 m² Ihres Dachs.
Einen weiteren Faktor, der eine bedeutende Rolle bei der PV-Anlagen-Dimensionierung spielt, haben wir in diesem Artikel außen vor gelassen: den Energiespeicher. Wie Sie diesen (nachträglich) in Ihr System integrieren können und welche Speicherkapazität sich für Ihren Haushalt lohnt, erfahren Sie in einem unserer nächsten Blogartikel.
