Größe der Photovoltaik-Anlage: Wie viel Leistung pro m2?

Ihr zieht die Installation einer Photovoltaik-Anlage in Erwägung? Dann solltet ihr vorher die optimale Größe der PV-Anlage berechnen. Die durchschnittliche Größe einer Photovoltaik-Anlage auf Einfamilienhäusern variiert zwischen 7 und 15 Kilowatt Peak. Aber welche Größe sollte eine Anlage für Photovoltaik idealerweise haben? Und wie viel Photovoltaik-Leistung pro m2 ist nötig? Wir klären hier die technischen Details und geben euch Anhaltspunkte, wie ihr eure PV-Anlage richtig dimensioniert.

Wie werden Leistung und Größe einer Photovoltaik-Anlage angegeben?

Die Einheit für die Leistungsangabe einer PV-Anlage ist Kilowatt Peak – kurz: kWp. Dabei werden pro kWp rund 1.000 Kilowattstunden Strom erzeugt. Dieser Wert lässt sich allerdings nur unter genormten Rahmenbedingungen erreichen. In der Praxis ist er meist aufgrund unterschiedlicher Rahmenbedingungen und Witterungseinflüsse etwas geringer. Als Vergleichsmaßstab ist er trotzdem hilfreich.

Wie viel kWp pro Quadratmeter: Wie berechne ich die maximale mögliche Größe meiner Photovoltaik-Anlage?

Wie viel Fläche ihr auf eurem Dach für die Photovoltaik-Anlage veranschlagen müsst, hängt im ersten Schritt davon ab, wie leistungsstark die Anlage ist. Es geht darum, wie viel kWp ihr (theoretisch) maximal produzieren könnt.

Als Faustformel gilt hier:

Größe der Dachfläche (in m²) geteilt durch 10 = maximale Anlagenleistung in Kilowatt peak (kWp).

Ist euer Dach also rund 75 Quadratmeter groß, dann könnt ihr daraus theoretisch eine Leistung in der Größe von 7,5 kWp erwarten. Oder andersrum: Pro kWp Leistung solltet ihr rund zehn Quadratmeter und Dachfläche einkalkulieren.

Aber Achtung: Das ist wie gesagt nur ein theoretischer Wert. Was diesen alles beeinflusst, dazu später mehr.

Wie groß muss eine Photovoltaik-Anlage sein?

Die maximale Leistung ist einer von zwei Werten, die bei der Berechnung der individuellen Größe der PV-Anlage wichtig sind. Der andere ist der regionale Energieertrag, also die Menge an Sonneneinstrahlung, die über das Jahr zu erwarten ist.

Der regionale Energieertrag richtet sich nach dem Standort, denn in Deutschland ist die Sonneneinstrahlung unterschiedlich stark. So erreichte die Sonneneinstrahlung 2021 in Flensburg einen Wert von rund 1.000 Kilowattstunden pro Quadratmeter (kWh/m²). In Konstanz waren es dagegen knapp 1.300 kWh/m².

Übrigens: Dass die Sonneneinstrahlung im Norden grundsätzlich geringer ist, stimmt so nicht ganz. Arkona auf Rügen hat zum Beispiel ähnliche Werte wie Bayreuth. Wer es genau wissen will: Hier gibt es eine Einstrahlungskarte vom Deutschen Wetterdienst (DWD). Betreiber von Photovoltaik-Anlagen können darauf die genaue Sonneneinstrahlung für ganz Deutschland ablesen.

Die Größe der PV-Anlage berechnen? So geht’s:

Maximale Anlagenleistung x regionaler Energieertrag = Stromertrag

Beträgt die maximale Anlagenleistung wie oben beschrieben 7,5 kWp und ihr wohnt in Flensburg (= 1.000 kWh/m²), dann könnt ihr mit einem Stromertrag aus der PV-Anlage von 7.500 Kilowattstunden im Jahr rechnen.

Wie groß muss die Photovoltaik-Anlage für ein Einfamilienhaus sein?

Ist euer Dach groß genug, um euren Strombedarf zu decken? Nach Angaben des Infoportals co2online.de muss man bei Einfamilienhäusern üblicherweise mit folgenden Jahreswerten beim Stromverbrauch (ohne Warmwasserbereitung) rechnen:

Quelle: Statistisches Bundesamt

Für ein Einfamilienhaus, das von drei bis vier Personen bewohnt wird und jährlich etwa 4.000 kWh verbraucht, müssen also mindestens 40 Quadratmeter Solarzellen auf dem Dach montiert werden. Rein rechnerisch.

Tatsächlich wird der Stromertrag von vielen weiteren Faktoren beeinflusst und liegt wahrscheinlich unter diesem rechnerischen Ergebnis. Aus diesem Grund sollte die Photovoltaik-Anlage für ein Einfamilienhaus etwa 50 Quadratmeter Solarzellen umfassen.

Wovon hängen Größe und Leistung der Photovoltaik-Anlage noch ab?

Wie oben beschrieben ist die Maximalleistung einer PV-Anlage aber erst einmal nur ein theoretischer Wert. Um die zu euren Bedürfnissen passende Größe und PV-Leistung pro qm zu ermitteln, müsst ihr noch folgende Faktoren berücksichtigen:

Ausrichtung des Daches

Es ist wichtig, in welche Himmelsrichtung die PV-Anlage ausgerichtet ist. Ideal ist eine vollständige Ausrichtung des Daches nach Süden. Doch auch bei einer Südwest- oder Südost-Ausrichtung erzielt die Anlage immer noch über 90 Prozent ihres Wirkungsgrades.

Neigung des Daches

Theoretisch erzeugt eine PV-Anlage die höchsten Stromerträge, wenn das Sonnenlicht im Winkel von 90 Grad auf die Solarmodule trifft.

Nun steht die Sonne nicht fest am Himmel, sondern ändert im Tages- und Jahresverlauf ihren Stand. Der optimale Aufstellwinkel richtet sich daher nach dem Sonnenstand im Jahresdurchschnitt. In Deutschland entspricht das einer Dachneigung zwischen 30 und 35 Grad.

Wer die maximale Sonnenausbeute haben möchte, der lässt Module mit sogenannten Nachführsystemen installieren. Diese richten sich automatisch nach dem jeweiligen Sonnenstand aus.

Verschattung

Wenn eine Photovoltaik-Anlage einen optimalen Ertrag liefern soll, muss sie möglichst ohne Verschattung durch Bäume oder Nachbarhäuser angebracht werden. Auch Dachgauben werfen Schatten.

Die Größe der Dachflächen

Ein Dach wird in der Regel selten komplett von einer PV-Anlage belegt. Geht bei der Berechnung der Größe der Anlage also von realistischen Werten aus und rechnet nicht mit der maximal zu Verfügung stehenden Dachfläche.

Eine Alternative für zu kleine oder nicht nutzbare Dächer: die Photovoltaik-Fassade. Ob eine PV-Fassade eine geeignete Alternative zur Photovoltaik-Anlage auf dem Dach ist, lest ihr hier.

Habt ihr gar keine große Fläche für Solarzellen zur freien Verfügung, könnte ein Balkonkraftwerk eine (kleine) Alternative sein. Mehr über die Solaranlage für den Balkon und ob sich diese lohnt, lest ihr hier.

Die passenden Solarmodule

Zu wenig Platz auf dem Dach, um Photovoltaik in der passenden Größe unterzubringen? Dann hilft hier eventuell die Wahl von monokristallinen Modulen. Sie erzielen höhere Wirkungsgrade als die (üblichen) polykristallinen Module. Das heißt: Für den gleichen Stromertrag wird weniger Dachfläche benötigt. Allerdings sind die monokristallinen Module auch teurer.

Gewünschte Unabhängigkeit

Je mehr Strom ihr selbst nutzen wollt, desto größer muss die Anlage werden – und auch einen Stromspeicher umfassen. Dabei stellt sich auch die Frage nach der Wirtschaftlichkeit. Wer zu 100 Prozent stromautark sein will, zahlt dafür einen sehr hohen Preis. Allgemein gilt, dass die sinnvolle Größe einer Photovoltaik-Anlage mit einem Stromspeicher bei einem Eigenverbrauchsanteil von rund 60 bis 80 Prozent erreicht ist.

Wirtschaftlichkeit

Wenn ihr wollt, dass sich eure Photovoltaik-Anlage auch wirtschaftlich lohnt, dann solltet ihr beachten, dass sich größere Anlagen aufgrund des geringeren Preises pro Kilowatt Anlagen­leistung schneller amortisieren als kleine PV-Anlagen. Die Rendite einer PV-Anlage ist je höher, desto größer die Anlage ist und je mehr Strom ihr selbst verbraucht. Wer ein geeignetes Dach hat (und genug Geld für die höhere Anfangsinvestition), für den lohnt sich daher eine größere Anlage. 

Mehr dazu in: Stimmt es, dass Photovoltaik sich nicht lohnt?

Natürlich ist hier auch die Lebensdauer der Photovoltaik-Anlage wichtig. Wie lange eine PV-Anlage hält, könnt ihr hier nachlesen.

Ihr interessiert euch neben Photovoltaik auch für Solarthermie? Dann würden wir euch gern folgenden Artikel ans Herz legen: Solaranlage kaufen: Lohnt sich Solarthermie?

Photovoltaik-Anlage: Ist sie förderungsfähig?

Möchtet ihr 2023 eine Photovoltaik-Anlage mit Stromspeicher kaufen, habt ihr Glück: Für den Kauf und die Montage könnt ihr euch zinsgünstige Kredite sichern und Fördergelder beantragen. Durch Änderungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG), das seit Januar 2023 vollständig in Kraft getreten ist, wird die Einspeisung von selbst erzeugtem Strom besser vergütet.

Je nach Bundesland und Wohnort kommen unterschiedliche Förderprogramme infrage. Vergleicht sie gut. Beachtet dabei, dass die Förderung beantragt werden muss, bevor ihr die Photovoltaik-Anlage kauft.

Mehr zur Förderung von Photovoltaik-Anlagen könnt ihr in diesem Artikel nachlesen.

Lest auch: Solarpflicht in Deutschland: Was gilt in welchem Bundesland?

Quellen: co2online.de