Photovoltaik berechnen

Die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Ein entscheidendes Instrument bei der Einschätzung ist: die Photovoltaik berechnen. Mithilfe von sieben Schritten können Sie den voraussichtlichen Ertrag der Anlage sowie die entsprechende Vergütung ermitteln. Das kann eine äußerst wertvolle Unterstützung bei der Entscheidungsfindung für eine Investition in Photovoltaik sein.

Um die Kosten für Photovoltaik zu berechnen, sollten Sie zunächst ermitteln, wie hoch Ihr Stromverbrauch pro Jahr (gemessen in kWh) ist. Dann gilt es zu ermitteln, wie viel Energie eine Photovoltaik-Anlage für einen rentablen Eigenverbrauch produzieren müsste. Dabei hilft der Blick auf die statistische Sonneneinstrahlung des Bundeslandes, in dem Sie wohnhaft sind. Diese Globalstrahlung wird gemessen in kWh/m². Eine weitere wichtige Rolle spielt die Dachneigung, die in Relation zur idealen Schräge von 30 Grad und südlicher Ausrichtung prozentual prognostiziert werden kann.

Nahe Gegenstände auf dem Dach oder überhängende Äste können mit teilweiser Verschattung für zusätzliche Einbußen sorgen, wenn Sie den Ertrag der Photovoltaik berechnen. Im Folgenden zeigen wir Ihnen, wie Sie aus diesen gesammelten Faktoren Ihren regionalen Energie-Ertrag berechnen. Für das individuelle Ergebnis ist der Wert nun noch auf die Größe der Anlage anzuwenden, die Aufschluss über die benötigte Dachfläche gibt.

Bereit zum Berechnen der Photovoltaik? Dann geht es jetzt los.

Ziel der Anschaffung einer Photovoltaik-Anlage ist, dass die Investition die benötigte Energie für den Eigenbedarf herstellt. Deshalb hängt die Größe der PV-Anlage in erster Linie vom persönlichen elektrischen Energieverbrauch ab. Den finden Sie auf Ihrer letzten Stromrechnung. Um den nötigen Ertrag der Photovoltaik zu berechnen, ermitteln Sie im ersten Schritt den durchschnittlichen Stromverbrauch (kWh) der letzten 5 Jahre (a).

Die Formel hierzu lautet:

(Stromwerte 1, 2, 3, 4, 5 addiert) / 5 (Jahre) = persönlicher Stromverbrauch [SV] pro Jahr (kWh/a)

In einem Einfamilienhaus wird der Stromverbrauch um die 4000 kWh tendieren, während er für dieselben Personen in einer Wohnung niedriger ausfallen kann. Kommen Sie auf einen ähnlichen Betrag? Beachten Sie bei dieser Rechnung auch, wie sich der Stromverbrauch in den letzten Jahren entwickelt hat. Beabsichtigen Sie weitere elektrische Energieverbraucher wie ein Elektroauto oder eine Wärmepumpe zu erwerben, sollten Sie den zu erwartenden Mehrverbrauch in Ihrer Rechnung berücksichtigen.

Ein möglichst hoher Eigenverbrauch wird bei Photovoltaikanlagen durch die sinkende Einspeisevergütung immer attraktiver. Für ein optimales Verhältnis aus elektrischer Energie und Bedarf sollte die Produktion der Anlage 25 Prozent über Ihrem errechneten jährlichen Stromverbrauch (SV) liegen. Das hat sich in der Praxis bewährt, da nur an wenigen Sonnentagen im Jahr tatsächlich 100 Prozent der Modulkapazitäten erreicht wird.

Berechnung: 

Optimale Stromproduktions-Menge der Photovoltaik-Anlage = 125 % x SV

Im Falle eines durchschnittlichen Einfamilienhauses hieße das also 4000 kWh x 1,25 = 5000 kWh.

Im Vergleich zur Sahara liegen wir in Deutschland mit durchschnittlich 1.100 kWh/m² gerade mal bei der Hälfte an Globalstrahlung. Das mag auf den ersten Blick ernüchternd scheinen, doch es gibt auch Vorteile: In unseren Breitengraden erhalten die Solaranlagen eine regelmäßige Kühlung und Reinigung durch Regen oder Schnee, die anderswo nur durch technische Hilfsmittel erreicht werden kann. Für die Anschaffung einer Photovoltaik-Anlage ist es wichtig, die Globalstrahlung an Ihrem Standort zu kennen. 

Der regionale Energie-Ertrag [RE] wird als Kilowattstunden pro Kilowattpeak und pro Jahr angegeben. Je nach Region fällt er wegen unterschiedlicher Sonneneinstrahlung anders aus. Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus in Hamburg hieße das also einen Regional-Ertrag von 820 kWh/(kWp x a).

Ausgehend von einem maximalen Ertrag bei 30-prozentiger Dachneigung und einer Ausrichtung nach Süden, lässt sich bei jedem Dach der zu erwartende Ertrag durch die Anwendung eines Abweichswerts [AW] darstellen.

Die folgende Tabelle zeigt:

Ertrag je nach Neigungswinkel (horizontal) und Ausrichtung nach Süd (oben) bist nach West oder Ost (unten).

Nimmt man für das Einfamilienhaus in Hamburg eine 30 Prozent Neigung und eine 50° Abweichung von Süden an, ergibt das einen Abweichungswert [AW] von 95 %.

Bei der Planung Ihrer Photovoltaikanlage ist es entscheidend, dass die Photovoltaikmodule möglichst ohne Verschattung installiert werden. Eine alternative Lösung für Verschattungsprobleme bieten Bypass-Dioden. Benachbarte Bäume, Gebäude oder sogar Objekte auf Ihrem Dach wie Antennen, Kamine oder Gauben können zeitweise Schatten auf die PV-Anlage werfen, was sich nachteilig auf die Leistung aller Module auswirken kann, die an einem Leitungsstrang (String) angeschlossen sind. 

Das kommt auch zum Tragen, wenn Sie die Leistung der Photovoltaik berechnen. Sollte es bei Ihnen während des Tages oder zu bestimmten Jahreszeiten zu zeitweiliger Verschattung kommen, wird Ihr jährlicher Energieertrag jedoch nur minimal reduziert. Je nach Ausmaß und Dauer der Verschattung sollten Sie eine Leistungsreduktion zwischen 1 und 5 Prozent rechnen.

Nehmen wir an, dass Ihr Dach beispielsweise nur im Winter durch den niedrigen Sonnenstand verschattet wird, können Sie diesen Schatten in der jährlichen Betrachtung nahezu vernachlässigen. In den Monaten von März bis Oktober werden etwa 80 bis 85 Prozent der Energie produziert, während es in den Monaten von November bis Februar etwa 15 bis 20 Prozent sind.

Alle, die in der oberen Tabelle ein 100 %-Dach erhalten haben, müssen keine Abweichswerte in ihrer Rechnung miteinbeziehen. Andernfalls gilt diese Formel:

Abweichungswert [AW] x Regionaler Energieertrag [RE] = Persönlicher Energieertrag [PE] ________ kWh/ (kW_p x a)

In unserem Hamburg-Beispiel gilt also: 95 % x 820 kWh/(kW_p x a) = 779 kWh/ (kW_p x a)

Der nächste Schritt in der Photovoltaik Berechnung führt zur idealen Größe der PV-Anlage [PV] auf Ihrem Dach. Dafür muss die optimale Stromproduktion [SP] aus Schritt 2 durch den persönlichen Energieertrag [PE] geteilt werden. 

Stromproduktion [SP] / Persönlicher Energieertrag [PE] = PV ____ kW_p

Im Hamburg-Beispiel hieße dies einen Ertrag von 5.000 (kWh/a)  /  779 (kWh/(kWp x a)) = 6,41 kW_p.

Nun auf die benötigte Dachfläche zu kommen, ist der letzte und tatsächlich einfachste Schritt: Hierfür nimmt man pro Modul eine Fläche von 1,70 Meter x 1 Meter an, also 1,70 m² – und eine durchschnittliche Leistung von 340 kW_p. Jetzt multipliziert man die errechnete Anlagengröße mit dem Faktor 7.

Formel:

Photovoltaikanlage [PV]  x 7 (m²/ kW_p) = benötigte Dachfläche [DF]

In unserer Beispiel-PV-Anlage ergibt sich eine Dachfläche von: 6,42 kW_p x 7 (m²/ kWp) = 45 m².

Tipp: Steht Ihnen die entsprechende Dachfläche und das Budget zur Verfügung, können Sie die Anlage auch größer bauen. Die überschüssige Energie lässt sich im Zweifelsfall einspeisen oder direkt vermarkten.

Mit den Werten aus dieser Photovoltaik-Berechnung ist der erste Schritt zur Planung getan. Online-Rechner helfen bei der Überprüfung, ob man auch keinen Fehler gemacht hat. Für die Planung, Montage und Inbetriebnahme gehen Sie am besten auf Photovoltaik-Experten in Ihrer Region zu und holen sich passende Angebote zu Ihrer Photovoltaikanlage-Berechnung.