kWp in kWh: So rechnest Du die Kennzahlen um
Wer über die Anschaffung einer Photovoltaikanlage nachdenkt, kann sich manchmal vorkommen wie im Physikunterricht der 10. Klasse. Watt, Ampere, Volt – die Funktionsweise von Solaranlagen wirklich zu durchsteigen, kann mitunter ziemlich herausfordernd sein.
Damit die eigene PV-Anlage zum Erfolgsprojekt wird, solltest Du Dich deshalb zunächst auf die beiden wichtigsten Kennzahlen fokussieren: Kilowatt-Peak (kWp) und Kilowattstunde (kWh) – gemeinsam bilden sie die Grundlage für die Leistungsberechnung Deiner Solaranlage.
In diesem Beitrag zeigen wir Dir, wie Du kWp in kWh umrechnest, was die beiden Einheiten überhaupt bedeuten und welche Werte für eine durchschnittliche Solaranlage realistisch sind.
Die Kilowattstunde (kWh): Was sagt die Einheit eigentlich aus?
Eine Kilowattstunde (abgekürzt kWh) ist eine Maßeinheit der elektrischen Arbeit und zeigt beispielsweise an, wie viel Strom eine PV-Anlage mit einer Leistung von 1000 Watt pro Stunde produziert. Das heißt, kWh steht für die Höhe des Stromertrags, den Deine Solaranlage tatsächlich erzeugt. Die Maßeinheit ist auch für viele andere Prozesse gebräuchlich, die mit Energieerzeugung oder -verbrauch zu tun haben.
Was kann man mit einer Kilowattstunde Strom machen?
Da man sich darunter zunächst wenig vorstellen kann, hier einige Beispiele:
Wofür steht Kilowatt-Peak (kWp)?
Anders als kWh ist die Maßeinheit Kilowatt-Peak (kWp) hauptsächlich für Photovoltaikanlagen relevant. Sie beschreibt die Höchstleistung, die eine Solaranlage unter genormten Standardbedingungen (STC) erbringen kann.
Die Betonung liegt hier allerdings auf Höchstleistung – unter normalen Umständen werden Deine PV-Module nur sehr unregelmäßig den Ertrag erzielen, den die kWp-Werte versprechen.
Warum wird die Leistung von Solaranlagen in kWp angegeben?
Warum spielt der kWp-Wert eine so große Rolle, wenn er sowieso nicht realistisch ist? Ganz einfach: Die standardisierten Bedingungen sorgen für Vergleichbarkeit. Jeder Hersteller testet seine Solarmodule unter denselben festgelegten Voraussetzungen. Daraus kannst Du ableiten, welcher Anbieter die beste Leistung für den niedrigsten Preis bietet. Derzeit sind 1300 € pro kWp ein guter Richtwert, allerdings haben Faktoren wie Größe und Standort der PV-Anlage natürlich einen großen Einfluss auf die letztendlichen Kosten.
Die Standard-Testbedingungen (STC) im Überblick: Wie wird der Kilowatt-Peak ermittelt?
Um die Kennzahl kWp richtig einordnen zu können, lohnt sich ein Blick hinter die Kulissen. Welche Kriterien sind denn die Grundlage für die Standardtestbedingungen? Grundsätzlich liegen dem STC-Test vor allem 3 Parameter zugrunde:
1. Eine Betriebstemperatur der Solarzellen von 25° Celsius
Obwohl man glauben könnte, dass mehr Sonne gleich mehr Energie bedeutet, hat die daraus resultierende Wärme einen großen Nachteil: Werden Solarzellen zu heiß, verlieren sie an Effektivität. Deshalb wird bei den idealen Standardbedingungen von einer optimalen Betriebstemperatur von 25° Celsius ausgegangen.
2. Eine Einstrahlungsstärke von 1000 Watt pro Quadratmeter
Die vielleicht wichtigste Kennzahl für die Leistung von Solarmodulen ist die Einstrahlungsstärke. Hier geht es darum, wie viel Sonneneinstrahlung auf einen bestimmten Quadratmeter trifft. Ein Wert von 1000 Watt pro m² ist ideal, wird in Deutschland aber höchstens im Sommer über die Mittagszeit erreicht.
3. Eine Luftmasse AM von 1,5
Air mass (AM) beschreibt die Länge des Weges, den das Sonnenlicht durch die Erdatmosphäre zurücklegen muss, bevor es den Boden erreicht. Der Einstrahlungswinkel der Sonne ist dafür maßgeblich verantwortlich. Die in den Standardtestbedingungen verwendete AM von 1,5 ergibt sich bei einem Zenitwinkel der Sonne von 48,2 Grad und ist für PV-Anlagen optimal.
NOCT: Aussagekräftiger als der kWp-Wert?
Obwohl die STC-Bedingungen eine gute Vergleichbarkeit zwischen unterschiedlichen PV-Modulen gewährleisten, wecken sie leider auch falsche Erwartungen. Denn die angenommenen Werte sind für eine Photovoltaikanlage in Deutschland nicht wirklich realistisch. Tatsächlich kommen die Standard-Testbedingungen so selten in der echten Welt vor, dass der kWp-Wert meist nur mathematisch ermittelt wird.
Eine Sonneneinstrahlung von 1000 Watt pro m² ist im Normalfall nur an heißen Sommertagen zu erreichen und die damit einhergehenden Temperaturen erhitzen die PV-Module auf weit über 25°. Außerdem ist ein optimaler Einstrahlungswinkel höchstens über die Mittagsstunden gewährleistet.
Um sich ein besseres Bild von der tatsächlichen Leistungsfähigkeit einer PV-Anlage machen zu können, gibt es deshalb noch den sogenannten NOCT-Test.
NOCT steht für "Normal Operating Cell Temperatur" und setzt realistischere Testbedingungen voraus:
- Eine Betriebstemperatur von 47° Celsius
- Eine Sonneneinstrahlung: 800 W/m²
- Eine Luftmasse von 1,5 AM
Aber auch hier ist wichtig zu beachten: Der NOCT-Wert ist oft näher am tatsächlichen Stromertrag, aber natürlich immer noch sehr allgemein. Wenn Du wissen möchtest, wie viel eine Solaranlage an Deinem Haus tatsächlich produzieren kann, solltest Du Dich mit den individuellen Gegebenheiten vor Ort beschäftigen.
kWp in kWh umrechnen: Wie geht das?
Die Grundlagen haben wir geklärt, doch wie rechnet man denn nun von kWp in kWh um? Grundsätzlich ist eine exakte Umrechnung nicht möglich, da beide Größen verschiedene Dinge beschreiben. Trotzdem gilt für die Konvertierung von kWp in kWh folgende Faustregel:
Das entspricht ca. 2,7 kWh pro Tag und dem durchschnittlichen Verbrauch einer Person in einem 4-Personen-Haushalt. Je nach Lage sind Werte von 800 bis 1200 kWh pro kWp realistisch. Eine gängige 10-kWp-Photovoltaikanlage erzeugt im Jahr also 8000-12.000 kWh.
Der tatsächlich mögliche Stromertrag hängt v. a. von der am Standort vorhandenen Globalstrahlung ab. Die genaue Strahlungsstärke für ganz Deutschland wird monatlich vom deutschen Wetterdienst gemessen. Genaueres kannst Du hier nachlesen.
Wie viel Fläche brauche ich, um 1 kWp zu erzeugen?
Die meisten PV-Module erzeugen durchschnittlich 300-400 Kilowatt-Peak Leistung. Das heißt, ein kWp entspricht ca. 4 Solarmodulen, die zusammen eine Fläche von etwa 6-7 m² einnehmen. Wenn Du die Größe Deines Daches kennst, hast Du so einen groben Richtwert für die mögliche Leistung Deiner Photovoltaikanlage.
kWp und kWh-Werte: Was ist realistisch für ein Einfamilienhaus?
Das führt uns natürlich zu der Frage, welche kWp und kWh-Werte bei einer durchschnittlichen Photovoltaikanlage zu erwarten sind. Denn diese Werte bestimmen maßgeblich, welche Größe für Deine PV-Anlage Sinn macht.
Deshalb zeigen wir einmal an einem Beispiel, wie Du die perfekten Abmessungen für Deine Photovoltaikanlage durch kWp und kWh-Werte errechnen kannst:
Gehen wir davon aus, dass Module mit einer Leistung von 1 kWp an Deinem Standort 1000 kWh erzeugen. Das heißt, Du brauchst eine PV-Anlage, die 4 kWp pro Jahr produziert, um Deinen Bedarf decken zu können.
Nutzt Du 400-Watt-Module, bräuchtest Du in unserer Modell-Rechnung also 10 Photovoltaikmodule, um 4 kWp erzeugen zu können (4000/400 = 10 → 10 Module).
Ein Modul benötigt im Schnitt eine Fläche von 1,9 m², deshalb lautet unsere Rechnung: 10 x 1,9 m² = 19 m²
So einfach kannst Du die Fläche berechnen, die Deine Solaranlage im Optimalfall haben sollte.
Allerdings solltest Du zusätzlich noch auf die Stromverfügbarkeit achten, denn Dein Energieverbrauch ändert sich im Jahresverlauf mitunter stark. Um den selbst erzeugten Strom besser nutzen zu können, kann sich die Anschaffung eines Stromspeichers lohnen. Mehr dazu findest Du in unserem Blogbeitrag zum Thema.
Welche kWp und kWh Werte sind für ein Balkonkraftwerk zu erwarten
Ein Balkonkraftwerk ist natürlich etwas kleiner als eine Großanlage. Ein Balkonkraftwerk von priwatt mit zwei Solarmodulen bringt trotzdem eine beachtliche Leistung von 820 Wp, also 0,82 kWp. Bei idealen Bedingungen wäre das ein Jahresertrag von ca. 800 kWh. Dank des hohen Wirkungsgrades und der idealen Halterung für jeden Einsatzort sicherst Du Dir sauberen Strom auch ohne eigenes Dach.
Sollte meine Anlage unter 10 kWp bleiben?
Viele Anbieter warnen immer noch vor einer PV-Anlage mit einer höheren Jahresleistung als 10 kWp. Grund dafür war die bis 2021 geltende 10 kWp-Grenze.
Bis zum 01.01.2021 musste für alle Anlagen ab 10 kWp eine EEG-Umlage auf den Eigenverbrauch entrichtet und ein Erzeugungszähler installiert werden. Inzwischen wurde diese Grenze allerdings für Photovoltaikanlagen bis 30 kWp aufgehoben. Bis zu diesem Punkt entstehen durch solche Anlagen inzwischen weder steuerliche noch bürokratische Nachteile.Die Einhaltung dieser „magischen Grenze“ ist also schon seit längerem nicht mehr nötig. Dein individueller Verbrauch sollte über die geplante Leistung Deiner PV-Anlage entscheiden.
