kWp in kWh: So rechnest Du die Kennzahlen um

Dieser Artikel beschäftigt sich mit den wichtigsten Kennzahlen für Solaranlagen – Kilowatt-Peak (kWp) und Kilowattstunde (kWh) – und wie man zwischen diesen umrechnet und sie richtig interpretiert. kWp und kWh sind grundlegende Begriffe, um die Leistung und den Ertrag einer Photovoltaikanlage abschätzen zu können. Der kWp-Wert gibt die maximale Nennleistung der Solarmodule unter Standardtestbedingungen an. Die kWh-Angabe zeigt dagegen den praktischen Energieertrag der Anlage im realen Betrieb.

Mit einer einfachen Formel lässt sich aus der kWp-Leistung die prognostizierte kWh-Erzeugung berechnen. In diesem Artikel erklären wir die Unterschiede zwischen kWp und kWh, wie man zwischen diesen umrechnet und welche Werte für unterschiedlich große Solaranlagen realistisch sind. So lässt sich die optimale Größe für eine neue PV-Anlage ermitteln.

Was ist eine Kilowattstunde (kWh)?

Die Kilowattstunde (kWh) ist die gebräuchliche Einheit für den Energieverbrauch bzw. Energieertrag einer Solaranlage. Sie gibt an, welche Energiemenge in einem Zeitraum von einer Stunde bei einer Leistung von einem Kilowatt erzeugt wird.

Konkret bedeutet dies:

• 1 kWh entspricht einer Leistung von 1 Kilowatt über 1 Stunde
• Oder einer Leistung von 0,5 Kilowatt über 2 Stunden
• Oder einer Leistung von 2 Kilowatt über 0,5 Stunden

Die kWh ist somit eine Energiemenge, keine Leistung. Sie gibt an, wie viel nutzbare Energie eine Solaranlage tatsächlich erzeugt – im Gegensatz zur installierten Leistung in kWp.

Beispiele für den Energieverbrauch von 1 kWh

• Ein Backofen benötigt ca. 1,5 kWh für eine Stunde Betrieb bei 200°C
• Ein aktueller Laptop verbraucht durchschnittlich 0,04 – 0,1 kWh pro Stunde
• Eine Energiesparlampe mit 11 Watt verbraucht in einer Stunde 0,011 kWh

Anhand dieser Beispiele wird deutlich, dass die kWh eine gebräuchliche Einheit ist, um den Energieverbrauch von Geräten einfach anzugeben. Für Solaranlagen gibt sie an, wie viel nutzbare Energie tatsächlich erzeugt wird.

Bedeutung von Kilowatt Peak (kWp)

Kilowatt Peak (kWp) ist die Einheit, mit der die maximale Leistung einer Photovoltaikanlage unter Standardtestbedingungen (STC) angegeben wird.

Die Abkürzung kWp steht für “Kilowatt peak” und beschreibt die Spitzenleistung, die ein Solarmodul bzw. eine PV-Anlage unter definierten Standardtestbedingungen (STC) erbringen kann. Diese Bedingungen umfassen:

• Eine Bestrahlungsstärke von 1000 W/m2
• Eine Modultemperatur von 25°C
• Einen Lichteinfallswinkel von 90°

Mit kWp lässt sich die Maximalleistung verschiedener Solarmodule und -anlagen vergleichen. Es handelt sich um eine Kennzahl, die unabhängig von Standort und Wetterbedingungen gültig ist.

Die Angabe in kWp ermöglicht es, die Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Module und Anlagen objektiv gegenüberzustellen. So kann man anhand der kWp-Zahl leicht erkennen, welche Module unter optimalen Bedingungen am meisten Strom erzeugen.

Die Kenntnis der kWp-Leistung ist vor allem für die Planung und Dimensionierung von Solaranlagen essenziell. Anhand der kWp-Angabe lässt sich abschätzen, wie viel Strom eine Anlage maximal erzeugen kann.

Standard-Testbedingungen (STC)

Die Leistung einer Solaranlage wird unter Standard-Testbedingungen (STC) angegeben. Das bedeutet, dass die Module unter folgenden Bedingungen getestet werden:

• Temperatur der Solarzellen: 25°C
• Einstrahlung: 1000 W/m2
• Sonneneinstrahlwinkel: 90° (senkrecht)

Diese Werte stellen die Normwerte dar, um die Leistung von Solarmodulen vergleichbar zu machen. In der Realität herrschen diese Bedingungen natürlich nicht immer. Die Temperatur der Solarzellen ist abhängig von der Umgebungstemperatur und kann im Sommer deutlich höher als 25°C liegen. Auch die Einstrahlung von 1000 W/m2 ist ein optimaler Wert, der in Mitteleuropa nur selten erreicht wird.

Trotzdem werden die Kennzahlen wie kWp immer unter STC angegeben, um die theoretisch maximale Leistung der Module vergleichen zu können. Man muss jedoch bedenken, dass die real erzeugte Energie meist niedriger ist als unter Testbedingungen.

NOCT realistischer als kWp

Die Standardtestbedingungen (STC) gehen von einer Modultemperatur von 25°C und einer Einstrahlung von 1000 W/m2 aus. Im realen Betrieb sind diese idealen Bedingungen aber nur selten erreicht.

Deshalb gibt es mit NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) einen realistischeren Wert für die Betriebstemperatur der Solarzellen. Bei NOCT wird eine Einstrahlung von 800 W/m2 und eine Umgebungstemperatur von 20°C angenommen.

Der NOCT-Wert gibt die Temperatur an, die die Solarzelle unter diesen realen Bedingungen erreicht. Je niedriger der NOCT-Wert ist, desto effizienter arbeitet das Modul auch bei höheren Temperaturen.

Im Vergleich zu STC sind die NOCT-Werte näher an der Realität. Allerdings werden die Modulleistungen für Vergleiche und Berechnungen aus Gründen der Standardisierung meist unter STC angegeben.

Die Umrechnung von STC auf NOCT erfolgt über die Formel:

NOCT = STC °C + (800 W/m2 / 800 W/m2) x (20°C – 25°C)

Durch die realistischeren NOCT-Werte lassen sich die tatsächlichen Erträge einer Solaranlage besser abschätzen.

Faustregel für die Umrechnung

In Deutschland kann man grob von 1000 kWh Ertrag pro kWp Nennleistung der Solaranlage pro Jahr ausgehen. Diese Faustregel hilft, eine grobe Abschätzung des jährlichen Ertrags zu machen.

Allerdings gibt es regionale Unterschiede, die man beachten sollte:

• Im sonnenreicheren Süden Deutschlands liegt der Ertrag eher bei 1100 kWh pro kWp.

• Im Norden mit weniger Sonneneinstrahlung sind es oft nur 900 kWh pro kWp.

• Auch die Neigung und Ausrichtung des Solardachs spielen eine Rolle. Optimal ist eine Ausrichtung nach Süden mit 30-40° Neigung.

• Schattensituationen auf dem Dach verringern den Ertrag ebenfalls.

Daher ist die Faustregel nur ein grober Richtwert. Für eine genauere Berechnung müssen Standort, Ausrichtung und mögliche Verschattungen berücksichtigt werden. Trotzdem gibt die Faustregel eine gute erste Orientierung für die Dimensionierung einer Solaranlage.

Beispielrechnung für Einfamilienhaus

Um die erforderliche Anlagenleistung für ein Einfamilienhaus zu berechnen, müssen wir zunächst Annahmen zum jährlichen Stromverbrauch treffen.

Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus mit 4 Personen kann man von einem Verbrauch von etwa 4.000 kWh pro Jahr ausgehen. Davon entfallen circa:

• 1.500 kWh auf Haushaltsgeräte
• 1.000 kWh auf Beleuchtung
• 1.500 kWh auf Heizung (Wärmepumpe)

Insgesamt ergibt das einen jährlichen Stromverbrauch von 4.000 kWh.

Nun können wir die erforderliche Anlagenleistung in kWp berechnen. In Deutschland liefert eine PV-Anlage durchschnittlich 1.000 kWh pro kWp und Jahr.

Für die benötigten 4.000 kWh bedeutet das eine Anlagenleistung von:

4.000 kWh / 1.000 kWh pro kWp = 4 kWp

Mit Standard-Solarmodulen, die etwa 300 Watt Peak liefern, bedeutet das wiederum, dass wir circa 13 Module benötigen:

4 kWp x 1.000 Watt / 300 Watt pro Modul = 13 Module

Für ein Einfamilienhaus mit einem Verbrauch von 4.000 kWh pro Jahr ist also eine PV-Anlage mit 4 kWp bzw. 13 Modulen à 300 Watt sinnvoll.

kWp und kWh für Balkonkraftwerke

Balkonkraftwerke sind kleine PV-Anlagen für Mietwohnungen und Balkone. Die Leistung liegt typischerweise zwischen 300 und 600 Watt Peak (0,3-0,6 kWp).

Der jährliche Ertrag hängt vom Standort und der Ausrichtung ab. In Deutschland kann man grob von folgenden Richtwerten ausgehen:

• 300 Wp Anlage: ca. 250 kWh pro Jahr
• 600 Wp Anlage: ca. 500 kWh pro Jahr

Der Flächenbedarf ist entsprechend gering. Moderne Module mit hohem Wirkungsgrad kommen mit weniger als 2 qm Fläche aus:

• 300 Wp Anlage: ca. 1-1,5 qm
• 600 Wp Anlage: ca. 1,5-2 qm

Wichtig ist die optimale Ausrichtung der Module, am besten nach Süden ohne Verschattung.

Mit einem kleinen Balkonkraftwerk kann man den eigenen Stromverbrauch spürbar senken. Die Installation ist in der Regel einfach und ohne Genehmigung möglich.

Fazit

Zusammenfassung:

Mit diesem Artikel hast du gelernt, wie du die Leistung und den Ertrag deiner Solaranlage in den wichtigsten Kennzahlen kWp und kWh ausdrücken kannst. Wir haben gesehen, dass kWp die installierte Maximalleistung unter Standardbedingungen angibt, während kWh den tatsächlich erzeugten Solarstrom misst. Mithilfe der Faustregel von 1000 kWh pro kWp und Jahr in Deutschland kann man grob abschätzen, mit welchem Jahresertrag man rechnen kann. Anhand einer Beispielrechnung für ein Einfamilienhaus haben wir gezeigt, wie du den Strombedarf, die benötigte Anlagenleistung und Modulanzahl berechnen kannst.

Wichtigste Lernpunkte:

• kWp gibt die Maximalleistung der Solaranlage unter Standardbedingungen an
• kWh misst den tatsächlichen Ertrag und Energieverbrauch
• Mit der Faustregel lässt sich der Ertrag grob abschätzen
• Anhand des Verbrauchs lässt sich die benötigte kWp berechnen
• Aus der kWp ergibt sich wiederum die Anzahl der Module
• kWp und kWh sind auch für Balkonkraftwerke wichtig

Jetzt verstehst du die Zusammenhänge zwischen kWp, kWh und dem Solarertrag deutlich besser.

Wie rechnet man kWp in kWh um?

Die wichtigste Kennzahl für die Leistung einer Solaranlage ist die installierte Leistung in kWp. Um den möglichen Ertrag in kWh abzuschätzen, gibt es eine einfache Faustregel:

In Deutschland produziert eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 1 kWp durchschnittlich ca. 1000 kWh pro Jahr.

Beispiel: Eine 10 kWp Anlage würde demnach ca. 10.000 kWh pro Jahr erzeugen können.

Diese Faustregel funktioniert recht gut für eine grobe Abschätzung des Ertrags. In der Praxis hängt der Ertrag natürlich von weiteren Faktoren ab, vor allem:

• Geografische Lage und Sonneneinstrahlung
• Ausrichtung und Neigung der Module
• Verschattung durch Bäume oder Gebäude
• Effizienz der Wechselrichter und Leitungen

Trotzdem ist die Faustregel sehr nützlich, um einen ersten Eindruck von der Leistung einer Solaranlage in kWh zu bekommen. Mit einer Beispielrechnung für das eigene Haus lässt sich so leicht abschätzen, wie groß die Anlage dimensioniert sein sollte.

Welche kWp und kWh sind für ein Einfamilienhaus realistisch?

Für ein Einfamilienhaus sind in der Regel Anlagengrößen zwischen 5 und 10 kWp mit einem Jahresertrag von 5000 bis 10.000 kWh realistisch. Das hängt natürlich vom eigenen Stromverbrauch und der verfügbaren Dachfläche ab.

Ein Durchschnittshaushalt mit 4 Personen verbraucht etwa 4000 bis 5000 kWh pro Jahr. Bei einem Verbrauch von 4000 kWh sollte die Anlage mindestens 4 kWp groß sein, um den Eigenverbrauch abzudecken. Bei 5000 kWh wären es entsprechend 5 kWp.

Wenn mehr Fläche vorhanden ist, kann man auch größere Anlagen bis 10 kWp installieren. Der Überschuss wird dann ins Netz eingespeist. Die Faustregel lautet, dass in Deutschland etwa 1 kWp etwa 1000 kWh pro Jahr erbringt. Eine 10 kWp Anlage würde also ungefähr 10.000 kWh erzeugen.

Die konkrete Auslegung hängt immer von den Gegebenheiten des Hauses ab. Mit einem Energieberater kann man die optimale Anlagengröße für die individuellen Bedürfnisse ermitteln.

Ab welcher Anlagengröße muss man etwas beachten?

Bei der Installation einer Photovoltaikanlage gibt es je nach Größe unterschiedliche Genehmigungspflichten zu beachten:

• Kleinanlagen bis zu einer Leistung von 10 kWp sind in der Regel genehmigungsfrei. Allerdings sollte man den örtlichen Netzbetreiber informieren, damit die Einspeisung ins Stromnetz technisch abgestimmt werden kann.

• Anlagen mit einer Leistung zwischen 10 kWp und 100 kWp benötigen eine Meldepflicht beim Netzbetreiber.

• Ab einer Leistung von 100 kWp ist eine Genehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz erforderlich. Dafür muss ein Antrag bei der zuständigen Immissionsschutzbehörde gestellt werden.

• Noch größere Solaranlagen ab 1 Megawatt Leistung gelten als Industrieanlagen und benötigen eine komplette Genehmigung nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz.

Die Genehmigungsprüfung untersucht mögliche negative Folgen für die Allgemeinheit, wie Lärmbelästigung, Schattenwurf auf Nachbargrundstücke oder Landschaftsbildbeeinträchtigung. Daher sollte man die Anlage möglichst frühzeitig mit den Behörden abstimmen.

Wie viel Fläche benötige ich pro kWp?

Die benötigte Dachfläche pro kWp hängt von der Leistung der verwendeten Solarmodule ab. Als grobe Faustregel kann man von 8-10 qm pro kWp ausgehen.

Bei leistungsstärkeren Modulen liegt der Flächenbedarf eher bei 8 qm pro kWp, da weniger Module benötigt werden. Bei Modulen mit geringerer Leistung kann der Platzbedarf bis zu 10 qm pro kWp betragen.

Wichtig ist, dass man bei der Planung nicht nur die reine Modulfläche betrachtet, sondern auch benötigte Abstände zwischen den Modulen, zu Dachrändern etc. berücksichtigt. Zudem spielt die Ausrichtung der Dachfläche eine Rolle. Eine nach Süden ausgerichtete Dachfläche bringt pro qm mehr Ertrag.

Mit einem konkreten Angebot kann der Installateur die benötigte Dachfläche für die gewünschte kWp-Leistung genau berechnen. Dabei fließen die Modulleistung und örtliche Gegebenheiten mit ein. So erhält man eine verlässliche Grundlage für die Planung.

Wie berechne ich die optimale Größe für meine Solaranlage?

Die optimale Größe für deine Solaranlage hängt von verschiedenen Faktoren ab, die du vorab analysieren und berechnen solltest:

Eigenverbrauch analysieren

• Ermittle deinen durchschnittlichen täglichen und jährlichen Stromverbrauch. Je mehr du selbst verbrauchst, desto größer sollte die Anlage dimensioniert werden.

• Schätze ab, zu welchen Zeiten du Strom verbrauchst und wann deine Solaranlage am meisten produziert. Dies hängt von der Ausrichtung der Module ab.

• Eine Anlage, die etwa 30-40% deines Jahresstrombedarfs deckt, ist in der Regel optimal, da du einerseits viel Eigenverbrauch hast, andererseits aber keine unnötigen Überschüsse produzierst.

Wirtschaftlichkeit berechnen

• Kalkuliere die Amortisationsdauer und Rendite für unterschiedlich große Anlagen. Mehr Module bedeuten höhere Kosten, aber auch mehr Ertrag.

• Berücksichtige die Einspeisevergütung für Überschüsse beim Verkauf an den Energieversorger. Höhere Einspeisung kann die Amortisation verkürzen.

• Bedenke die technische Lebensdauer der Anlage von ca. 20-25 Jahren. Die Anlage sollte sich in dieser Zeit amortisieren.

Förderungen beachten

• Informiere dich über mögliche Zuschüsse und niedrigverzinste Darlehen, z.B. durch die KfW.

• Höhere Förderungen erhält man oft nur bis zu einer bestimmten Anlagengröße. Orientiere dich daran.

• Beachte auch steuerliche Aspekte wie die EEG-Umlagebefreiung für den Eigenverbrauch.