Größe einer PV-Anlage

Die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaik-Anlage hängt von der richtigen Dimensionierung = Größe einer Photovoltaik-Anlage ab.
Bei guten Rahmenbedingungen rechnet sich eine PV-Anlagen innerhalb weniger Jahre. Die wichtigste Rolle spielt dabei der Eigenverbrauch, aber auch die Einspeisevergütung liefert zusätzliche Erträge aus der Überproduktion, solange die EEG-Förderung läuft (20 Jahre + Jahr der Installation).
Am wirtschaftlichsten ist eine PV-Anlage, die genau so viel Strom produziert wie man selbst verbraucht, da eine Überproduktion i.d.R. gerade so kostendeckend ist. Die Einspeisevergütung alleine reicht kaum, um die Installation einer Anlage zu bezahlen.

In den meisten Fällen ist aber ohnehin die zur Verfügung stehende Fläche der limitierende Faktor, wobei auch darauf geachtet werden sollte, dass sich die PV-Anlage ästhetisch ins Gesamtbild einfügt. Schönheit liegt zwar im Auge des Betrachters, aber unauffällige Anlagen dienen dem Werterhalt / der Wertsteigerung des Hauses.

Faustformel zur Größe einer PV-Anlage

Als Faustformel zur Größe einer PV-Anlage gilt:
Größe einer PV-Anlage = Jahresverbrauch / 1.000 * 2
Beispiel: Jahresverbrauch 3.500 kWh / 1.000 * 2 = 7,0 kWp
Bei einem Jahresverbrauch von 3.500 kWh wäre eine 7 kWp-PV-Anlage eine sinnvolle Größe.

Tendenziell steigender Stromverbrauch = größere PV-Anlage

Allerdings: Der Jahresverbrauch kann sich schnell ändern, z.B. wenn ein Elektroauto angeschafft werden soll, eine Wärmepumpe die alte Gas-/Ölheizung ersetzen soll, man vermehrt im Homeoffice arbeitet oder die Kinder ins Alter kommen, wo sie stundenlang am Computer spielen…

Die Aufstockung einer PV-Anlage ist nicht so ohne weiteres möglich, sondern ist häufig mit der Anschaffung eines neuen Wechselrichters verbunden. Auch eine eventuelle Nachrüstung eines Stromspeichers / Batterie ist nicht mit jedem Wechselrichter möglich und erfordern sogenannte „Hybrid-Wechselrichter“. Man sollte bereits bei der initialen Installation solche Entwicklungen berücksichtigen. und die Anlage lieber eine Nummer größer dimensionieren.

Benötigte Fläche für eine PV-Anlage

Als Faustformel zur benötigten Fläche einer PV-Anlage gilt: 5 bis 6 m² pro 1 kW-Peak (kWp)

Ein durchschnittliches Solar-Modul hat heutzutage die ca. – Maße von 1722 Höhe x 1134 Breite x 30 mm Dicke = 1,95 m² Fläche
Solarmodule mit mehr als zwei Quadratmetern Fläche benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung, weshalb die Module auf Hausdächern i.d.R. knapp darunter liegen. Der Monteur (Solarteur) = Installateur dankt es, da das Handling von den gut 20 kg schweren Modulen auf dem Dach ohnehin schon fordernd ist…
Die Module gibt es in unterschiedlichen Qualitätsstufen von 390 – 440 Watt-Peak (Wp) pro Modul, selten mehr.
Beim Herstellungsprozess werden alle Module nach festen Standards getestet und so die tatsächliche Leistungsfähigkeit ermittelt und nach 5-Watt-Schritten sortiert. Ein Modul mit einer getesten LeistungLeistung Die elektrische Arbeit (=Leistung) in 1 Sekunde, in Watt gemessen und mit dem Buchstaben "P" dargestellt. 1 Watt entspricht 1 Joule pro Sekunde, wobei Joule im internationalen Einheitssystem für Energie steht. 1 Watt ist jene Leistung, die nötig ist, um eine Arbeit von einem Joule eine Sekunde lang zu verrichten. 1 Joule [J] = 1 Wattsekunde [Ws] = 1 VAs = 1 N m = 1 kg m2 s−2. von 404 Watt-Peak wird als 400er verkauft, alles in der Range von 405-409 Watt-Peak dann als 405er, usw.
Es gibt auch kleinere Module, die dann aber weniger Leistung bringen und leistungsstärkere Module, die dann aber häufig größer sind.
VORSICHT: Alle Module über 2 m² benötigen eine gesonderte baurechtliche Zulassung und dürfen nicht einfach montiert werden!

Herleitung der benötigten Fläche für 1 kWp Solaranlage:
5 Module zu je 400 Watt-Peak benötigen eine Fläche von 5 x 1,95 m² = 9,75 m². Hinzu kommt ein ca 2 cm breiter Abstand zwischen den Modulen für die Fixierung der Module an der Unterkonstruktion, so dass wir ca 10 m² Fläche benötigen.
5 Module zu je 400 Watt-Peak bringen eine Leistung von 2 Kilowatt-Peak (kWp)
Für 2 kWp werden 10 m² Fläche benötigt = 5 m² für 1 kWp

Stromkosten

Die Stromversorger produzieren ihren Strom aus Kohle, Gas und (bis zuletzt) Kernkraft, aber auch aus regenerativen Energien wie Windkraft, Wasserkraft und Solaranlagen. Dieser Strom wird über das Stromnetz und den Hausanschluss zur Steckdose gebracht und – je nach Anbieter und Region – betragen die Stromkosten ca. 35-40 Cent/kWh.

Produziert man seinen eigenen Strom bspw. durch die PV-Anlage, so spart man jene Kosten, muss aber zunächst die Anfangsinvestition stemmen.

Produziert man mit seiner PV-Anlage sogar mehr Strom als man selbst verbraucht, kann der überschüssige Strom mit einer Batterie gespeichert werden oder er wird in das Stromnetz eingespeist. Für diese sogenannte „Überschuss-Einspeisung“ erhält man bei Anlagen bis 10 kWp einen Preis von 8,2 Cent/kWh (bei 10-40 kWp-Anlagen 7,1 Cent/kWh).

Im Einkauf ist für uns Strom also teurer als wir für den selbst produzierten Strom erhalten. Jede selbst produzierte und verbrauchte kWh Strom kann mit ca. 40 Cent gegen die Investitionskosten gerechnet werden. Je höher der selbst produzierte & verbrauchte Strom, desto schneller rechnet sich die PV-Anlage.

Um die PV-Anlage richtig zu dimensionieren, muss man also seinen Strom-Verbrauch analysieren.

Stromverbrauch

Ein Blick auf die Stromrechnung zeigt den Jahresstromverbrauch.

Wer die Jahresabrechnung nicht parat hat, kann sich an Durchschnittswerten des Versorgers Hamburg Energie orientieren (nicht allgemeingültige Stromverbräuche für 1- bis 4-Personen-Haushalte in kWh pro Jahr):
1-Personen-Haushalt: sehr niedrig 615 / niedrig 1230 / hoch 1845 / sehr hoch 1.978 kWh
2-Personen-Haushalt: sehr niedrig 1.032 / niedrig 2.064 / hoch 3.096 / sehr hoch 4.128 kWh
3-Personen-Haushalt: sehr niedrig 1.215 / niedrig 2430 / hoch 3.645 / sehr hoch 4.860 kWh
4-Personen-Haushalt: sehr niedrig 1.482 / niedrig 2.964 / hoch 4.446 / sehr hoch 5.928 kWh

Ein Haushalt mit 2 Erwachsenen, die tagsüber im Büro arbeiten, abends Sport machen und keine besonders verbrauchsintensiven Hobbys haben, verbraucht logischerweise weniger als ein Haushalt mit 2 Junggesellen im Homeoffice, die abends hochaufgelöst (RTX 4090 mit 450 Wh) PC-Games zocken und parallel Netflix-Serien (220-370 Wh) mit Beamer schauen und Pizza backen.

Aber es kann der Jahresstromverbrauch nicht einfach durch 365 geteilt werden, um den Verbrauch/Tag zu ermitteln: Im Sommer ist es länger hell und das gute Wetter zieht nach draußen. Im kalten Winter ist man viel drin, schaltet Licht an, kocht gut und backt Kekse oder schaut noch einen guten Film…

Auch besondere Verbraucher wie die Sauna (?) oder ein Elektro-Fahrzeug (?) zeichnen sich im Stromverbrauch ab und perspektivisch will auch die Luftwärmepumpe (?) mit versorgt werden. Es ist also sicher nicht verkehrt, die Anlage etwas größer auszulegen als der aktuelle Verbrauch ist. Tendenziell steigen die Stromverbräuche und die Einspeisevergütung deckt irgendwann auch die Investitionskosten.

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