Was ist der PV Ertrag?
Der PV-Ertrag, auch Solarertrag genannt, bezeichnet die Menge an elektrischer Energie, die eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) innerhalb eines bestimmten Zeitraums produziert. Er wird üblicherweise in Kilowattstunden (kWh) gemessen.
Es gibt zwei Arten von PV-Ertrag:
- Spezifischer Ertrag: Der spezifische Ertrag gibt an, wie viel Strom eine Photovoltaik Anlage pro installierter Leistungseinheit (Kilowatt Peak, kWp) produziert. Er wird in kWh/kWp angegeben. Dies ermöglicht den Vergleich verschiedener Anlagen unabhängig von ihrer Größe.
- Gesamtertrag: Der Gesamtertrag gibt die absolute Menge an produziertem Strom in kWh an.
Der PV-Ertrag ist ein wichtiger Indikator für die Effizienz und Rentabilität einer Photovoltaikanlage. Ein hoher Photovoltaik-Ertrags bedeutet, dass die Anlage viel Strom produziert und somit die Stromkosten senkt und die Amortisationszeit verkürzt.
Faktoren, die den PV-Ertrag beeinflussen:
- Standort: Die Sonneneinstrahlung variiert je nach Region, was sich direkt auf den Ertrag auswirkt.
- Ausrichtung und Neigungswinkel: Eine Südausrichtung mit einem Neigungswinkel von etwa 30 Grad ist optimal, um die Sonneneinstrahlung bestmöglich zu nutzen.
- Verschattung: Schatten von Bäumen, Gebäuden oder anderen Objekten reduzieren den Lichteinfall und somit den PV Ertrag pro m2.
- Modulqualität: Module mit höherem Wirkungsgrad erzeugen mehr Strom pro Quadratmeter.
- Wetterbedingungen: Sonnige Tage liefern höhere Erträge als bewölkte oder regnerische Tage.
- Größe der PV-Anlage: Größere Anlagen produzieren mehr Strom als kleinere Anlagen.
- Batteriespeicher: Batteriespeicher ermöglichen die Speicherung von überschüssigem Solarstrom, was den Eigenverbrauch erhöht und die Abhängigkeit vom Stromnetz reduziert.
Zusätzlich zu diesen Faktoren können auch die Alterung der Module, die Verschmutzung der Module und die Effizienz des Wechselrichters den PV-Ertrag beeinflussen.
Im Folgenden gehen wir auf die Faktoren im Einzelnen ein. Am Ende dieses Beitrags stellen wir Ihnen unabhängige PV Ertragsrechner vor, mit denen sie ihren PV Jahresertrag einfach berechnen können.
Warum ist der PV-Ertrag wichtig?
Der PV-Ertrag entscheidet darüber, ob eine Photovoltaikanlage wirtschaftlich betrieben werden kann, oder nicht. Er gibt an, wie viel Strom die Anlage in einem bestimmten Zeitraum produzieren kann und ist somit ein wichtiger Indikator für die Wirtschaftlichkeit und Effizienz der Anlage.
Ein hoher PV-Ertrag bedeutet, dass die Anlage mehr Strom produziert und somit mehr Energiekosten eingespart werden können. Weiterhin ist der PV-Ertrag auch ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung, ob eine Photovoltaikanlage installiert werden soll.
Ein hoher Ertrag sorgt dafür, dass die Investition in eine Photovoltaikanlage schneller amortisiert wird und langfristig zu einer höheren Rendite führt.
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Wie verteilt sich der Ertrag einer Solaranlage im Jahresverlauf?
Der PV-Ertrag einer Solaranlage verteilt sich im Jahresverlauf ungleichmäßig, da die Sonneneinstrahlung in den verschiedenen Jahreszeiten stark variiert.
-
Der höchste Ertrag von Photovoltaik-Anlagen wird in den Sommermonaten erzielt, wenn die Tage lang sind und die Sonne hoch am Himmel steht.
-
Juni ist in der Regel der ertragreichste Monat, mit einem durchschnittlichen Ertrag von 155 kWh/kWp.
-
Im Frühling und Sommer (März bis August) werden etwa 70 % des Jahresertrags erzeugt.
-
72,4% der jährlichen Stromproduktion von PV-Modulen finden zwischen April und September statt.
Im Herbst und Winter sinkt der PV-Ertrag deutlich, da die Tage kürzer werden und die Sonneneinstrahlung schwächer ist.
-
Dezember ist der Monat mit dem niedrigsten Ertrag, mit nur etwa 17 bis 30 kWh/kWp.
-
Im Herbst und Winter (September bis Februar) werden die restlichen 30 % des Ertrags generiert.
Monat |
Durchschnittlicher Ertrag (kWh) |
Anteil am Jahresertrag (%) |
---|---|---|
Januar |
217 |
2,2 |
Februar |
406 |
4,1 |
März |
787 |
8,0 |
April |
1225 |
12,5 |
Mai |
1300 |
13,3 |
Juni |
1421 |
14,5 |
Juli |
1346 |
13,7 |
August |
1170 |
11,9 |
September |
914 |
9,3 |
Oktober |
579 |
5,9 |
November |
267 |
2,7 |
Dezember |
160 |
1,6 |
Die ungleichmäßige Ertragsverteilung im Jahresverlauf hat Auswirkungen auf die Nutzung des Solarstroms. In den Sommermonaten wird mehr Strom produziert, als selbst verbraucht werden kann. Daher ist es sinnvoll, den überschüssigen Strom in einem Batteriespeicher für die Nacht zu speichern oder zum Erwärmen von Brauchwasser zu nutzen, der ebenfalls als eine Art Speicher wirkt.
Besonders in den Übergangszeiten rentiert sich eine PV-Anlage mit Speichermöglichkeiten schneller, denn es besteht aufgrund von sinkenden Temperaturen ein erhöhter Strombedarf und gleichzeitig eine angemessene hohe Stromproduktion.
Wie beeinflusst der Standort den Ertrag von Photovoltaikanlagen?
In Deutschland variiert der spezifische Ertrag von Solaranlagen je nach Region. PV Anlagen im Süden des Landes erzielen aufgrund der höheren Sonneneinstrahlung und längeren Sonnenscheindauer höhere Erträge als Anlagen im Norden. Bayern, Sachsen und Baden-Württemberg erzielen Erträge von über 1.160 kWh/kWp.
Im Norden Deutschlands liegt der Durchschnittsertrag bei etwa 900 kWh/kWp.
Die Anzahl der Sonnenstunden an einem Standort hat direkten Einfluss auf die Leistung von PV-Systemen. Mehr Sonnenlicht bedeutet mehr erzeugte Energie.
Stadt | Ertrag in MWh pro Jahr |
---|---|
Berlin | 10,5 |
Magdeburg | 10,6 |
Nürnberg | 11,4 |
Stuttgart | 11,6 |
München | 11,9 |
Hamburg | 10,1 |
Düsseldorf | 10,6 |
Kiel | 10,2 |
Freiburg i. Br. | 12,2 |
Dresden | 10,7 |
Hannover | 10,4 |
Köln | 10,7 |
Rostock | 10,8 |
Was beeinflusst den Photovoltaik Ertrag außer dem Standort?
Neben dem Standort, der einen erheblichen Einfluss auf den PV-Ertrag hat, gibt es eine Reihe weiterer Faktoren, die die Stromproduktion einer Photovoltaikanlage beeinflussen. Zu den wichtigsten gehören:
- Ausrichtung und Neigungswinkel: Die optimale Ausrichtung für Solarmodule in Deutschland ist Süden, da so die Sonnenstrahlen den ganzen Tag über optimal eingefangen werden. Eine Südausrichtung mit einem Neigungswinkel von etwa 30 Grad ist ideal. Anlagen, die nach Osten oder Westen ausgerichtet sind, erreichen etwa 80% des maximal möglichen Ertrags. Der optimale Neigungswinkel liegt zwischen 30° und 35°, um die Sonnenstrahlen im Jahresdurchschnitt bestmöglich zu nutzen.
- Verschattung: Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse, die Schatten auf die Module werfen, reduzieren die Leistung erheblich. Verschattete Solarmodule erzeugen weniger Strom, wodurch sich der Solarertrag reduziert.
- Wetterbedingungen: Bewölkte Tage, Regen oder Schnee reduzieren die Solarerträge, während sonnige Perioden zu Spitzenleistungen führen. Schnee auf den Solarmodulen blockiert das Sonnenlicht und hindert die PV-Anlage daran, Energie zu produzieren.
- Größe der PV-Anlage: Die Größe der Solaranlage, gemessen in Kilowatt-Peak (kWp), bestimmt maßgeblich, wie viel Strom produziert werden kann. Kleinere Anlagen erzeugen weniger Strom als größere Anlagen.
- Modulqualität: Die Qualität und Technologie der Solarmodule, einschließlich des Wirkungsgrades, beeinflussen den Ertrag.
- Verschmutzung: Schmutz, Staub, Laub oder Schnee, die sich auf den Modulen ansammeln, verringern die Lichtaufnahme und damit den Ertrag.
- Alter der Module: Mit der Zeit nimmt die Leistungsfähigkeit von Solarmodulen leicht ab, was als Degradation bezeichnet wird.
- Wartung: Regelmäßige Wartung und Reinigung der Solaranlage sorgen für eine optimale Leistung der Solaranlage und maximieren den Ertrag.
- Wechselrichter: Die Effizienz des Wechselrichters, der den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, beeinflusst ebenfalls den Gesamtertrag der Anlage.
Neigungswinkel:
-
Optimaler Winkel: Der optimale Neigungswinkel für Solarmodule in Deutschland liegt zwischen 30° und 35°. Dieser Winkel sorgt dafür, dass die Sonnenstrahlen im Jahresdurchschnitt optimal auf die Module treffen.
-
Abweichende Winkel: Abweichungen vom optimalen Neigungswinkel können den Ertrag reduzieren, jedoch sind Einbußen bei Winkeln zwischen 20° und 60° noch akzeptabel.
-
Flachdächer: Auch auf Flachdächern können Solarmodule installiert werden, indem sie mit einer Unterkonstruktion im optimalen Winkel aufgeständert werden.
Wie hoch ist der PV-Ertrag in den unterschiedlichen Jahreszeiten?
Der PV-Ertrag in den Jahreszeiten ist im Frühling und Sommer am höchsten.
Im Sommer, wenn die Sonneneinstrahlung am höchsten ist, liegt der monatliche Ertrag deutlich höher als im Winter. Im Juni, dem ertragreichsten Monat, kann eine durchschnittliche Photovoltaikanlage einen spezifischen Ertrag von 155 kWh/kWp erreichen.
Im Dezember hingegen, dem Monat mit der geringsten Sonneneinstrahlung, liegt der Ertrag mit etwa 17 bis 30 kWh/kWp am niedrigsten.
72,4% der jährlichen Stromproduktion von PV-Modulen finden zwischen April und September statt.
Jahreszeit |
Monate |
Monatlicher PV-Ertrag (kWh/kWp) |
Frühling |
April, Mai, Juni |
370 |
Sommer |
Juli, August, September |
337 |
Herbst |
Oktober, November, Dezember |
92 |
Winter |
Januar, Februar, März |
131 |
Wie hoch ist der Ertrag einer PV Anlage pro Quadratmeter?
Der Ertrag einer PV-Anlage pro Quadratmeter hängt von der Leistung der installierten PV-Module und den äußeren Gegebenheiten ab. Moderne PV-Module können eine Leistung von etwa 200 Watt Peak (Wp) pro Quadratmeter erzeugen. Das bedeutet, dass eine Modulfläche von 50 Quadratmetern bis zu 10 kWp erzeugen kann.
Weitere Faktoren, die den Ertrag pro Quadratmeter beeinflussen, sind:
- Standort: Die Sonneneinstrahlung variiert je nach Region, was sich direkt auf den Ertrag auswirkt.
- Ausrichtung und Neigungswinkel: Je senkrechter die Sonnenstrahlen auf die Module treffen, umso höher ist der Ertrag. Eine optimale Südausrichtung mit einem Neigungswinkel von etwa 30 Grad ist ideal, um die Sonneneinstrahlung das ganze Jahr über bestmöglich zu nutzen.
- Verschattung: Schatten von Bäumen, Gebäuden oder anderen Objekten reduzieren den Lichteinfall und somit den Ertrag. Abhilfe können Mikro-Wechselrichter schaffen.
- Modulqualität: Module mit höherem Wirkungsgrad erzeugen mehr Strom pro Quadratmeter.
- Wetterbedingungen: Sonnige Tage liefern höhere Erträge als bewölkte oder regnerische Tage.
Beispielrechnung:
Ein Solarmodul mit einer Nennleistung von 425 Wp (0,425 kWp) und einer Fläche von 1,95 m² erzeugt durchschnittlich 425 kWh pro Jahr. Der Ertrag pro Quadratmeter berechnet sich wie folgt:
425 kWh / 1,95 m² ≈ 218 kWh/m²
Somit erzeugt ein Quadratmeter Photovoltaik in diesem Beispiel ungefähr 218 kWh Strom pro Jahr.
Wie beeinflusst die Ausrichtung den PV Ertrag?
Die Ausrichtung des Daches hat einen erheblichen Einfluss auf den PV-Ertrag, da sie die Menge an Sonnenlicht beeinflusst, die auf die Solarmodule trifft.
Ausrichtung:
- Südausrichtung: In Deutschland ist eine Südausrichtung in den meisten Fällen optimal, da sie die Sonnenstrahlen den ganzen Tag über bestmöglich einfängt und somit die höchste Stromproduktion ermöglicht.
- Ost-West-Ausrichtung: Anlagen mit Ost- oder Westausrichtung erreichen etwa 80 % des maximal möglichen Ertrags im Vergleich zur Südausrichtung. Ost-West-Anlagen können aber den Eigenverbrauch (Autarkie) von Solarstrom erhöhen, da sie morgens und abends mehr Strom produzieren, wenn der Bedarf im Haushalt in der Regel höher ist.
- Nordausrichtung: Anlagen mit Nordausrichtung produzieren deutlich weniger Strom und sind daher in der Regel nicht empfehlenswert.
Welchen Einfluss haben Batteriespeicher auf den PV Ertrag?
Batteriespeicher steigern den Eigenverbrauch von Solarstrom und die Unabhängigkeit von externen Energieversorgern. Auch E-Autos können bei entsprechender Einrichtung als Speicher genutzt werden.
Vorteile von Batteriespeichern:
- Erhöhung des Eigenverbrauchs: Mit einem Batteriespeicher kann der tagsüber erzeugte Solarstrom gespeichert und dann genutzt werden, wenn er benötigt wird, z. B. abends oder nachts. Dies erhöht den Eigenverbrauch von durchschnittlich 30-35% ohne Speicher auf bis zu 60-80% mit Speicher.
- Unabhängigkeit vom Stromnetz: Durch die Nutzung eines Batteriespeichers wird die Abhängigkeit vom Stromnetz reduziert, da der selbst erzeugte Strom auch in den Abendstunden verfügbar ist, wenn die Sonne nicht scheint.
- Reduzierung der Stromkosten: Da ein höherer Eigenverbrauch den Bezug von teurem Netzstrom reduziert, können Speicherlösungen zu erheblichen Einsparungen bei den Stromkosten führen.
- Flexibilität und Versorgungssicherheit: Batteriespeicher ermöglichen eine flexiblere und zuverlässigere Stromversorgung, da der gespeicherte Strom bei Bedarf jederzeit abgerufen werden kann, auch bei Stromausfällen.
- dynamische Stromtarife: Batteriespeicher ermöglichen die effiziente Nutzung von dynamischen Stromtarifen: In Zeiten von Dunkelflauten kann ein HEMS vorzeitig Strom speichern und zu erhöhten Strompreisen Strom zur Verfügung stellen.
Amortisations dauer (Jahre) |
PV-Ertrag Tabelle: Eine detaillierte Übersicht
Die PV-Ertrag Tabelle bietet eine detaillierte Übersicht über den erwarteten Stromertrag einer Photovoltaikanlage. Sie zeigt den monatlichen und jährlichen Ertrag in Kilowattstunden (kWh) und gibt an, wie viel Strom die Anlage in einem bestimmten Zeitraum produzieren kann.
Die Tabelle ist ein wichtiges Werkzeug für die Planung und den Betrieb einer Photovoltaikanlage und hilft dabei, den erwarteten Stromertrag zu kalkulieren und den wirtschaftlichen Nutzen zu verstehen. Mit einer PV-Ertrag Tabelle können Sie die Leistung Ihrer Anlage über das Jahr hinweg verfolgen und sehen, wie sich verschiedene Faktoren wie Wetterbedingungen und Jahreszeiten auf den Ertrag auswirken.
Dies ermöglicht eine präzisere Planung und Optimierung Ihrer Photovoltaikanlage, um den maximalen Nutzen zu erzielen.
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