kWp und kWh: So unterscheiden sich die Kennzahlen einer PV-Anlage
Kilowatt-Peak, kurz kWp, ist das Maß für die Leistung einer Photovoltaikanlage. Kilowattstunde, kurz kWh, steht hingegen für die von der PV-Anlage erzeugte Strommenge. Wie Sie die Größen im Detail deuten können und was typische Werte für eine Photovoltaikanlage auf dem Einfamilienhaus sind, erfahren Sie hier.
Kilowatt Peak (kWp) als Maß für die Leistung von Photovoltaik
Kurzdefinition
Die in der Photovoltaik gebräuchliche Abkürzung kWp steht für das Leistungsmaß Kilowatt-Peak. Es gibt an, welche Höchstleistung in Kilowatt (kW) eine Photovoltaikanlage erbringen kann.
Das bedeutet das Peak (p)
Kilowatt-Peak (kWp) ist ein besonderes Maß, das ausschließlich zur Messung der Leistung von Photovoltaikanlagen verwendet wird. Normalerweise wird elektrische Leistung in Watt gemessen, 1.000 Watt ergeben hierbei ein Kilowatt.
Der Zusatz “peak” dient im Photovoltaikbereich der Vergleichbarkeit der Leistung verschiedener Photovoltaikmodule. Ein Photovoltaikmodul erbringt nämlich bei unterschiedlichen Bedingungen, etwa bei verschiedenen Außentemperaturen, eine andere Leistung. Um sicherzustellen, dass Module mit derselben angegebenen Leistung in Watt auch gleichwertig sind, wird die Leistung eines Photovoltaikmoduls von den Herstellern stets unter festgelegten Bedingungen, den sogenannten Standard-Testbedingungen, gemessen und im Datenblatt ausgewiesen.
Möchte man nun die Gesamtleistung einer Photovoltaikanlage in Kilowatt-Peak ermitteln, muss nur die Leistung eines Moduls mit der Anzahl der verbauten Module multipliziert werden.
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Standardtestbedingungen (STC)
Die Leistung eines Photovoltaikmoduls unter Standard-Testbedingungen (Englisch: Standard Test Conditions (STC)) ist in jedem Moduldatenblatt angegeben und ist gleichzusetzen mit der von den Herstellern angegeben Modulleistung in Watt. Die Standard-Testbedingungen sind einheitliche Betriebsbedingungen, unter denen die Leistung der Module gemessen wird und es ermöglichen, die Leistung verschiedener Module einfach zu vergleichen.
1. Einstrahlung von 1.000 W/m²
Vorliegen einer Sonneneinstrahlung von 1.000 Watt pro Quadratmeter in Modulebene.
2. Luftmasse (AM) von 1,5
Die Luftmasse, englisch: Air mass (AM), ist ein Maß für die Länge des Weges, den das Licht der Sonne durch die Erdatmosphäre bis zum Boden zurücklegt. Ein AM von 1 liegt vor, wenn die Sonne im Zenit steht und die Sonnenstrahlen senkrecht auf die Erdoberfläche fallen. Das in den Standardtestbedingungen verwendete AM von 1,5 ergibt sich bei einem Zenitwinkel von 48,2 Grad. Bei einem AM von 1,5 beträgt die globale Bestrahlungsstärke 1.000 W/m².
3. Zelltemperatur von 25 °C
Der NOCT – die realistischeren STC
Die Standard-Testbedingungen werden aufgrund ihrer Realitätsferne kritisiert, denn die realen Betriebsbedingungen weichen meist stark von den STC ab, weshalb sich in der Praxis andere Modulleistungen ergeben. Als Ergänzung zu den STC wurde daher der NOCT entwickelt.
NOCT steht für Normal Operating Cell Temperatur. Der NOCT misst die Leistung eines Moduls unter realistischeren Bedingungen und ist ebenfalls in fast jedem Datenblatt eines Solarmoduls angegeben. Im Unterschied zum STC berücksichtigt der NOCT, dass sich die Module bei einer Einstrahlung von 1.000 W/m² weit über 25 Grad aufheizen und nimmt daher eine Modultemperatur von 45 Grad und eine Bestrahlungsstärke von 800 W/m² an.
Die Kilowattstunde (kWh) als Maß für den Anlagenertrag
Kurzdefinition
Kilowattstunden sind eine Maßeinheit für Energie. Eine Kilowattstunde entspricht der Energie, die eine Photovoltaikanlage mit der Leistung von 1 kW in einer Stunde erzeugen kann. Somit ist die Einheit Kilowattstunde ein Maß für den Stromertrag oder die Stromproduktion einer Photovoltaikanlage.
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Das kann eine Kilowattstunde Strom
Oft ist die Kilowattstunde Strom eine abstrakte Größe. Hier ein paar Beispiele, mit denen die in einer kWh enthaltene Energie vorstellbar wird.
Mit einer kWh Strom können Sie:
- 1 Waschmaschine Wäsche waschen
- 50 Stunden lang mit einer Energiesparlampe einen Raum beleuchten
- Einen Kuchen backen
- 7 Stunden fernsehen
- Essen für 4 Personen kochen
Das Verhältnis von kWp und kWh
Eine 1 kWp Photovoltaikanlage mit Standort in Deutschland kann im Durchschnitt etwa 1.000 kWh jährlich erzeugen. Eine auf dem Einfamilienhaus typische 10 kWp PV-Anlage produziert folglich knapp 10.000 Kilowattstunden Solarstrom pro Jahr. Allerdings wird der Strom nicht immer dann erzeugt, wenn Sie ihn direkt verbrauchen können. Um 1.000 kWh Strombedarf im Jahr decken zu können, müssen Sie also mehr als 1 kWp Photovoltaik installieren und Ihre Anlage im Idealfall um einen Stromspeicher ergänzen.
Typische Werte für kWp und kWh bei PV-Anlagen
Moderne Photovoltaikmodule haben Modulleistungen von ca. 350 bis 450 Wp. Private Photovoltaikanlagen auf Einfamilienhäusern haben meist eine Leistung zwischen 5 und 15 kWp und bestehen somit aus etwa 12-43 Photovoltaikmodulen. Der typische Anlagenertrag einer PV-Anlage auf dem Eigenheim liegt daher zwischen 5.000 und 15.000 kWh pro Jahr.
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