Photovoltaikanlage optimal planen: Die richtige Größe für maximalen Solarertrag

Die richtige Größe meiner Photovoltaikanlage berechnen: Ein Leitfaden zur Planung

Um den optimalen Nutzen aus einer Photovoltaikanlage zu ziehen, ist es entscheidend, die richtige Größe zu berechnen. Eine sorgfältige Planung hilft dabei, Energieeffizienz zu maximieren und Kosten langfristig zu reduzieren. Im Folgenden erläutere ich dir, wie du die perfekte Dimensionierung für deine Solaranlage ermittelst, damit du bestmögliche Ergebnisse erzielst.

Warum ist die richtige Anlagengröße so wichtig?

Die Größe deiner Photovoltaikanlage bestimmt maßgeblich, wie viel Solarstrom du erzeugen und wie viel Kosten du langfristig einsparen kannst. Wenn die Anlage zu klein ist, wirst du möglicherweise weiterhin auf Strom aus dem Netz angewiesen sein, was deine Ersparnisse schmälert. Andererseits kann eine zu große Anlage höhere Anschaffungskosten verursachen, ohne dass sie einen proportionalen Mehrwert bietet.

Wichtige Faktoren bei der Dimensionierung einer Photovoltaikanlage:

• Dein jährlicher Stromverbrauch: Dieser ist der erste und wichtigste Punkt zur Planung, da er die Grundlage für die Dimensionierung bildet.
• Zur Verfügung stehende Dachfläche: Abhängig von der Fläche und Ausrichtung deines Dachs kannst du die Anzahl der Module berechnen.
• Wirkungsgrad der Module: Unterschiedliche Module haben unterschiedliche Wirkungsgrade, was bedeutet, dass sie unterschiedlich viel Strom pro Quadratmeter produzieren.
• Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad: Wenn du planst, möglichst unabhängig vom Stromnetz zu sein, spielt dies eine wichtige Rolle.

Schritt 1: Den eigenen Stromverbrauch analysieren

Um die richtige Größe für deine Photovoltaikanlage zu berechnen, musst du zunächst deinen aktuellen Stromverbrauch kennen. Der Stromverbrauch wird in Kilowattstunden (kWh) pro Jahr gemessen. Am einfachsten findest du diese Information auf der letzten Jahresabrechnung deines Stromanbieters. Wenn du jedoch nur eine grobe Vorstellung hast, kannst du auch Schätzungen auf Basis der Haushaltsgröße verwenden.

Wie viel Strom verbraucht ein Haushalt durchschnittlich?

Hier einige grobe Richtwerte für typische Haushalte:

• 1-Personen-Haushalt: ca. 1.500 – 2.000 kWh pro Jahr
• 2-Personen-Haushalt: ca. 2.500 – 3.000 kWh pro Jahr
• 4-Personen-Haushalt: ca. 4.000 – 5.000 kWh pro Jahr

Berechnung des Eigenverbrauchs

Für die Planung einer Photovoltaikanlage ist auch der Anteil des selbst verbrauchten Stroms wichtig, da dieser die Wirtschaftlichkeit stark beeinflusst. Eigenverbrauch bezeichnet den Anteil des erzeugten Solarstroms, den du selbst nutzt, ohne ihn ins Netz einzuspeisen. Ein hoher Eigenverbrauchsanteil senkt die Stromkosten spürbar, da du weniger Strom einkaufen musst.

So berechnest du den Eigenverbrauch

Der Eigenverbrauch hängt von deiner täglichen Routine und der Art der genutzten Haushaltsgeräte ab. Geräte, die tagsüber viel Strom verbrauchen (z. B. Waschmaschinen, Geschirrspüler, Ladegeräte für E-Bikes oder Elektroautos), steigern den Eigenverbrauch. Um die richtige Größe deiner Anlage zu bestimmen, solltest du den Eigenverbrauch möglichst genau abschätzen.

Beispielrechnung:

• Angenommen, dein jährlicher Stromverbrauch beträgt 4.000 kWh.
• Du schätzt, dass du etwa 50% des Solarstroms direkt verbrauchen kannst.
• Daraus ergibt sich ein Eigenverbrauch von 2.000 kWh.

Im nächsten Schritt sehen wir uns die Berechnung der Modulleistung an, um eine Anlage auszuwählen, die deinen Bedarf abdeckt.

Schritt 2: Modulleistung und Standortbedingungen berücksichtigen

Sobald du deinen Stromverbrauch und den Eigenverbrauch ermittelt hast, geht es darum, die richtige Modulleistung für deine Photovoltaikanlage zu berechnen. Die Leistung der Module wird in Kilowatt-Peak (kWp) angegeben, einer Einheit, die den maximalen Stromertrag unter idealen Bedingungen beschreibt. Diese Modulleistung gibt dir also an, wie viel Strom deine Anlage pro Jahr erzeugen kann.

Die Rolle der Standortbedingungen

Neben der reinen Modulleistung beeinflussen auch Standortbedingungen wie geografische Lage, Ausrichtung des Dachs, Neigungswinkel und Schattenwurf den Ertrag deiner Anlage.

Faktoren, die den Standortertrag beeinflussen:

• Sonnenstunden pro Jahr: Die durchschnittlichen Sonnenstunden hängen vom Standort ab. In Deutschland liegt die Spanne beispielsweise zwischen etwa 900 und 1.200 kWh pro kWp und Jahr.
• Ausrichtung und Neigung des Dachs: Eine Südausrichtung mit einem Neigungswinkel von etwa 30°–35° ist ideal. Abweichungen davon senken den Ertrag leicht, können aber durch mehr Module ausgeglichen werden.
• Schattenwurf und Verschattungseffekte: Bereiche, die durch Bäume oder Gebäude verschattet werden, reduzieren die Leistung der Module. Moderne Technologien wie Leistungsoptimierer können diesen Effekt teilweise mindern.

Ermittlung der optimalen kWp-Leistung

Eine einfache Formel, um die grobe Leistung deiner Anlage zu berechnen, lautet:

$$\text{Jährlicher Stromverbrauch in kWh}/\text{Standortertrag in kWh pro kWp}$$

Beispiel:

Angenommen, dein jährlicher Stromverbrauch liegt bei 4.000 kWh, und du wohnst in einer Region mit einem Ertrag von etwa 1.000 kWh pro kWp. Dann ergibt sich die optimale Anlagengröße wie folgt:

4.000kWh/1.000kWh pro kWp=4kWp
Für eine maximale Effizienz könntest du nun Module auswählen, die insgesamt auf etwa 4 kWp Leistung kommen

Schritt 3: Die zur Verfügung stehende Dachfläche berechnen

Um die richtige Größe der Anlage zu bestimmen, ist die verfügbare Dachfläche ebenfalls entscheidend. Pro Kilowatt-Peak Leistung brauchst du bei modernen Modulen mit hohem Wirkungsgrad etwa 6–8 Quadratmeter Fläche.

Wie viel Platz brauche ich pro Modul?

• Moderne Module liefern etwa 300–400 Watt pro Quadratmeter.
• Für eine 4-kWp-Anlage bräuchtest du bei durchschnittlichen Modulen also rund 24–32 Quadratmeter nutzbare Dachfläche.

Bei kleinen Dächern oder ungewöhnlicher Dachform kannst du Module mit höherem Wirkungsgrad verwenden, die pro Quadratmeter mehr Leistung liefern, wenn auch oft zu einem höheren Preis.

Berechnung der Dachfläche in der Praxis

Miss deine Dachfläche und achte darauf, etwaige Dachfenster, Schornsteine oder Schattenzonen abzuziehen. Auf diese Weise kannst du besser abschätzen, wie viele Module wirklich sinnvoll auf dem Dach platziert werden können.

Schritt 4: Den Autarkiegrad festlegen

Der Autarkiegrad gibt an, wie unabhängig du durch deine Photovoltaikanlage vom Stromnetz sein möchtest. Je höher dein Autarkiegrad, desto größer muss deine Anlage und die Speicherkapazität sein.

Bedeutung des Autarkiegrads für die Dimensionierung

Ein hoher Autarkiegrad kann sich langfristig auszahlen, aber er erfordert in der Regel eine größere Anlage und/oder Batteriespeicher. Wenn du zum Beispiel 70% deines Stroms selbst erzeugen und nutzen möchtest, wird deine Anlage eine höhere Leistung benötigen, als wenn du nur etwa 40% deines Bedarfs decken möchtest.

Beispiel:

Wenn du bei einem Stromverbrauch von 4.000 kWh im Jahr eine Autarkie von 50% erreichen möchtest, müsste die Anlage in etwa 2.000 kWh im Jahr erzeugen. Der Rest würde aus dem Netz bezogen werden.

Batteriespeicher für mehr Unabhängigkeit

Ein Batteriespeicher kann die Autarkie zusätzlich erhöhen, da er den erzeugten Solarstrom auch dann nutzbar macht, wenn die Sonne nicht scheint. Bei einer vollständigen Autarkie von 100% wäre der Speicher notwendig, um den gesamten Strombedarf auch nachts oder bei schlechtem Wetter zu decken.

Schritt 5: Kosten-Nutzen-Berechnung und Wirtschaftlichkeit

Zuletzt ist es wichtig, die Wirtschaftlichkeit der Anlage zu berechnen. Eine Photovoltaikanlage ist eine langfristige Investition, die sich meist nach etwa 10 bis 15 Jahren amortisiert. Die genauen Kosten hängen von Anlagengröße, Installationsaufwand und regionalen Förderungen ab.

Wie rechne ich die Wirtschaftlichkeit aus?

Um die Rentabilität zu berechnen, kannst du folgende Faktoren berücksichtigen:

• Anschaffungskosten: Module, Wechselrichter, Installation und eventuelle Batteriespeicher.
• Erwartete Stromkostenersparnis: Multipliziere den Eigenverbrauch mit dem aktuellen Strompreis.
• Amortisationszeit: Die Amortisationszeit zeigt dir, wie lange es dauert, bis die Anlage sich selbst finanziert hat.

Beispiel für die Amortisationsberechnung:

Angenommen, deine Anlage kostet insgesamt 8.000 Euro und spart dir jährlich 800 Euro Stromkosten ein, dann beträgt die Amortisationszeit:

$$8.000\text{Euro}/800\text{Euro pro Jahr}=10\text{Jahre}$$

Nach 10 Jahren hättest du die Anlage finanziert und würdest ab diesem Zeitpunkt profitabel arbeiten.

Zusammenfassung der Berechnungsschritte

1. Stromverbrauch analysieren: Kenne deinen Jahresverbrauch und schätze deinen Eigenverbrauch.
2. Modulleistung bestimmen: Finde die passende kWp-Leistung für deinen Standort.
3. Dachfläche überprüfen: Ermittle die verfügbare Fläche und wähle Module mit entsprechendem Wirkungsgrad.
4. Autarkiegrad festlegen: Überlege, wie unabhängig du sein möchtest, und plane entsprechend.
5. Kosten-Nutzen-Rechnung: Berechne, wann die Anlage rentabel wird und welche Einsparungen du erwarten kannst.

Mit diesen Schritten erhältst du die richtige Größe für deine Photovoltaikanlage und kannst sicher sein, dass du die Investition optimal nutzt.