Kilowattpeak (kWp): Bedeutung und Umrechnung in Kilowattstunde (kWh)
Die Leistung der PV Anlage wird in der Maßeinheit Kilowatt Peak (kWp) angegeben. Für die erzeugte Strommenge hingegen wird das Maß Kilowattstunde (kWh) verwendet. Eine durchschnittliche Photovoltaikanlage in Deutschland erwirtschaftet je kWp pro Jahr rund 1.000 kWh. Mit dieser Faustformel schätzen Sie ausgehend von der Nennleistung der Anlage (kWp) die jährlich erzeugte Strommenge (kWh) ab.
Physikalische Grundlagen: Kilowattstunde (kWh) und Kilowatt Peak (kWp)
Was bedeutet Kilowattstunde (kWh)?
<span class="inline-hightlight-blue">Wattstunde (Wh) ist ein Maß für die Energie. Hat ein Gerät eine Leistung von 1.000 Watt und wird es eine Stunde lang betrieben, dann beträgt der Verbrauch eine Kilowattstunde.</span>
Die Abkürzung "Kilo" steht für den Faktor 1.000. Eine Kilowattstunde entspricht der Energiemenge, die ein Gerät mit einer Leistung von 1.000 Watt innerhalb einer Stunde verbraucht.
Die Stromanbieter berechnen die von ihnen gelieferte Energiemenge in der Einheit kWh. Der von der Solaranlage erzeugte Strom wird in der Einheit kWh angegeben.
Was bedeutet Kilowatt Peak (kWp)?
<span class="inline-hightlight-blue">Die Maßeinheit Watt Peak beziehungsweise Kilowatt Peak (kWp) bezieht sich auf die Spitzenleistung, die die Photovoltaikanlage erbringen kann.</span>
Die Leistung der Solaranlagen hängen von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise der Außentemperatur und der Einstrahlung der Sonne. Die Hersteller unterziehen die Anlagen standardisierten Tests, um den Vergleich der Spitzenleistung zu gewährleisten.
Würden keine standardisierten Testbedingungen erschaffen werden, dann wäre nicht sichergestellt, dass Solarzellen, die mit der gleichen Leistung ausgewiesen sind, auch tatsächlich die gleiche Leistung erbringen.
Die Umrechnung von Kilowattpeak in Kilowattstunden
Ausgehend von der Nennleistung der Photovoltaikanlage schätzen Sie die Strommenge ab, die Sie pro Jahr mit der Anlage erzeugen. <span class="inline-hightlight-orange">Je Kilowatt Peak Nennleistung setzen Sie eine jährliche Strommenge von 1.000 kWh an.</span>
Eine übliche PV-Anlage, die über eine Nennleistung von 10 Kilowatt Peak verfügt, erzeugt pro Jahr rund 10.000 kWh. Diese Dimensionierung ist für einen in einem Einfamilienhaus lebenden 4-Personen-Haushalt gut geeignet.
Die Gesamtleistung der Photovoltaikanlagen berechnen
Die Gesamtleistung der Photovoltaikanlage setzt sich aus den Leistungen der einzelnen Module zusammen.
Ein Rechenbeispiel
Angenommen, Sie verbauen 10 Module, die jeweils über eine Leistung von 350 Wp verfügen.
Die Photovoltaikanlage verfügt in diesem Fall über eine Leistung von 10 * 350 Wp = 3.500 Wp = 3,5 kWp.
Wie viel kWh Strom kann ich mit Photovoltaikanlagen pro Jahr erzeugen?
Die erzeugte Strommenge hängt im Wesentlichen von der Leistung der Photovoltaikanlage, dem Standort und den Wetterbedingungen ab. Je höher die Anzahl an Sonnenstunden ist, desto besser sind die Voraussetzungen für einen hohen Ertrag an Energie. In den Monaten Juni bis August ist die Anzahl der sonnenstunden am höchsten. (Quelle: Sonnenschein pro Monat in Deutschland 2022/2023 | Statista)
Mit der Kenntnis über kWh und kWp planen Sie die Dimensionierung der PV-Anlage
Da auf dem Dach nur eine begrenzte Fläche zur Verfügung steht, ist das Verhältnis zwischen Größe der Solarmodule und ihrer Leistung wichtig.
Planungsbeispiel
Angenommen ein Solarmodul liefert 350 Wp und hat eine Größe von 1,5 m², dann beträgt die Nennleistung je m² rund 233,33 Wp, was etwa 0,233 kWp je m² entspricht. Möchten Sie mit diesen Solarmodulen eine Gesamtleistung von 10 kWp realisieren, dann berechnen Sie die benötigte Dachfläche wie folgt:
10 kWp : 0,233 = 42,91 m²
Eine Dachfläche von 42,91 m² wird für die Installation der Solarmodule benötigt.
Das kann eine Kilowattstunde Strom
Mit einer Kilowattstunde Strom betreiben Sie ein 1.000 Watt starkes Elektrogerät eine Stunde lang. Benötigt das Elektrogerät 2.000 Watt, dann reicht eine Kilowattstunde für eine Betriebszeit von 30 Minuten.
Ein Rechenbeispiel
Angenommen die Ofenfunktion der Mikrowelle verbraucht 2.000 Watt. Sie möchten die Ofenfunktion für 15 Minuten nutzen. Die Leistung berechnet sich wie folgt:
2.000 Watt * 15 Minuten = 2.000 Watt * 0,25 h = 500 Wh = 0,5 kWh
Die Mikrowelle benötigt für die beschriebene Aufgabe 0,5 kWh.
Wie wird der kWp Wert von den Herstellern ermittelt?
Um den kWp Wert zu bestimmen, führen die Hersteller eine Messung unter Standard Testbedingungen - den sogenannten Standard Test Conditions (STC) durch. Es handelt sich um definierte Bedingungen für den Test, die den Vergleich von Solarzellen ermöglichen. Die Bedingungen umfassen die Modultemperatur, die Strahlungsstärke und die Luftmasse:
Strahlungsstärke: Die Strahlungsstärke ist als 1.000 Watt pro Quadratmeter Fläche der Module vorgegeben. Die tatsächliche Strahlungsintensität hängt vom Standort der Photovoltaik Anlagen ab. Die Angabe 1.000 Watt pro Quadratmeter in den Standardtestbedingungen ist ein Wert, der gewählt wurde, um die Vergleichbarkeit zu gewährleisten, in der Realität ist jedoch der tatsächliche Standort der Photovoltaik Anlage entscheidend. In Deutschland werden insbesondere im Süden des Landes höhere Strahlungsintensitäten als im Norden gemessen.
Modultemperatur: Unter Standardtestbedingungen beträgt die Modultemperatur 25 Grad Celsius. Im Praxiseinsatz ist die tatsächliche Temperatur im Sommer wesentlich höher, teilweise mehr als das Doppelte.
Luftmasse oder air mass: Die Begriffe Luftmasse und air mass (AM) repräsentieren die Strecke, welche von der Sonnenstrahlung durch die Erdatmosphäre zurückgelegt wird. Unter Standard Testbedingungen wird ein AM-Wert von 1,5 angenommen. Treffen die Sonnenstrahlen senkrecht auf den Boden, dann steht die Sonne im Zenit, was einem AM-Wert von 1 entspricht. Ein Einstrahlwinkel von etwa 48 Grad entspricht einem AM-Wert von 1,5. Für die Standardtestbedingungen wurden die sommerlichen Bedingungen in Mitteleuropa angenommen. Ist der Einstrahlwinkel flacher, beispielsweise im Winter in Europa, dann steigt der AM-Wert und die Leistung der Sonnenstrahlung sinkt.
Was bedeutet NOCT bei der Photovoltaikanlage?
NOCT ist die Abkürzung für "Nominal Operating Cell Temperature". Es handelt sich wörtlich übersetzt um die Temperatur der Solarzelle im Normalbetrieb. Der NOCT-Wert gibt die Leistung der Photovoltaikanlage an. Die Messung erfolgt unter realistischen Betriebsbedingungen. Der NOCT-Wert ist eine Leistungsangabe, die alternativ zu kWp als Orientierung bei der Auswahl von Photovoltaik Modulen dient.
FAQ
Was ist der Unterschied zwischen Kilowatt Peak (kWp) und Kilowattstunden (kWh)?
Kilowattstunden ist ein Maß für die jährlich erzeugte Energiemenge der Photovoltaikanlage. Kilowatt Peak gibt die Spitzenleistung der Anlage an.
Wie rechne ich kWp in kWh um?
Je kWp der Photovoltaikanlage wird eine jährliche Strommenge von 1.000 kWh angenommen.
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