Photovoltaikanlage Dimensionierung

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Expertenrat: Je größer, desto besser

Die konkrete Planung einer PV-Anlage beginnt mit der Ermittlung ihrer optimalen Größe. Schließlich muss die Modulfläche groß genug sein, um wirtschaftlich zu arbeiten – aber auch nicht größer als im Budget vorgesehen. Eine Frage, die sich jeder Betreiber stellt: Wie groß soll meine Photovoltaikanlage ausgelegt sein? Wir zeigen die Faktoren für die richtige Dimensionierung der Anlage auf. Vorweg gleich ein Rat: Folgen Sie der Empfehlung der Experten und kalkulieren Sie nicht zu knapp. Für eine lohnende Solaranlage gilt: Je größer, desto besser!

Solaranlage auf Hausdach © electriceye, stock.adobe.com
Solaranlage auf Hausdach © electriceye, stock.adobe.com
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Bedarf und Nutzungsverhalten

Anlagenbetreiber sind natürlich bestrebt, mit dem Ertrag ihrer PV-Anlage den gesamten Strombedarf der Hausbewohner zu decken. Wie viel tatsächlich genutzt werden kann, hängt aber von der zeitlichen Übereinstimmung mit dem Verbrauch ab. In einem Erwerbstätigen-Haushalt liegt der Eigenverbrauchsanteil erfahrungsgemäß bei ca. 30–40%. Berufstätige sind in der Regel tagsüber abwesend und benötigen die Solarenergie erst am Abend, wenn die Anlage weniger davon produziert. Die Folge: Der Großteil des Stroms, nämlich ca. 60–70%, wird ins öffentliche Netz eingespeist. Das Verhältnis dreht sich um, wenn ein Stromspeicher zum Einsatz kommt. Bei klugem Energiemanagement steigt der Autarkiegrad auf bis zu 70 %.

Netzbezug und Autarkiegrad ohne Solaranlage, nur mit Solaranlage und mit Solaranlage + Stromspeicher

Auslegung bei normalem Strombedarf

Der durchschnittliche Verbrauch eines Singlehaushalts liegt bei 1.500 Kilowattstunden pro Jahr. Eine vierköpfige Familie benötigt rund 4.500 kWh. Dieser Bedarf könnte rein rechnerisch mit einer Photovoltaikanlage von 4 bis 5 Kilowatt-Peak gedeckt werden. Wenn die Globalstrahlung ausreichend, die PV-Anlage optimal ausgerichtet und unverschattet wäre – und die ganze Energie auch sofort verbraucht würde.

Tipp: Immer auch an die Zukunft denken! Gerade bei jungen Paaren kann der Strombedarf bald deutlich anwachsen.
Photovoltaik Anlagengröße: Planen Sie für die Zukunft
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Bedarf eines Haushalts mit Elektroauto, Wärmepumpe und Klimaanlage

Bei einem durchschnittlichen E-Fahrzeug mit einem Stromverbrauch von 15 kWh pro 100 km und einer ebenfalls durchschnittlichen jährlichen Fahrleistung von 13.000 km beträgt der Jahresenergiebedarf fürs Auto rund 2.000 kWh. Stimmen die Standortbedingungen, ergibt dies ein Plus von ca. 2 kWp für die Auslegung der Fotovoltaikanlage. Wie der Strombedarf eines E-Fahrzeugs exakt berechnet wird, erfahren interessierte Autofahrer in unserem Beitrag Photovoltaikanlage fürs Elektroauto.

E-Auto und PV-Anlage: Optimal aufeinander abgestimmte Komponenten liefern das beste Ergebnis
E-Auto und PV-Anlage: Optimal aufeinander abgestimmte Komponenten liefern das beste Ergebnis

Eine Wärmepumpe erzeugt Wärme mit Strom. Eine Angabe zum Energiebedarf kann weniger pauschal beantwortet werden wie fürs Elektroauto. Es kommt nämlich sehr darauf an, welche Wärmepumpentechnik zum Einsatz kommt: eine stromintensive Luftwärme-, eine vergleichsweise sparsame Erdwärme- oder eine besonders effiziente Grundwasser-Wärmepumpe. Am Beispiel eines Einfamilienhauses mit 120 m² Wohnfläche und einem Jahresverbrauch von 100 kWh/m² ergibt sich ein Wärmebedarf von 12.000 kWh p.a. – und ein Jahresstromverbrauch zwischen ca. 2.400 und 4.300 kWh. Wieder ausgehend von guten Standortbedingungen bedeutet dies ein Modulausbau von im Mittel 3,5 kWp.

Wärmepumpen holen Energie aus Erde, Luft und Wasser
Wärmepumpen holen Energie aus Erde, Luft und Wasser

Ob eine Klimaanlage angesichts von Energieknappheit und Strompreisexplosion noch zeitgemäß ist, muss jeder Verbraucher für sich entscheiden. Auf jeden Fall ist für die elektrische Erfrischung ein tiefer Griff in die Tasche nötig. Es sei denn, die PV-Anlage auf dem Dach absorbiert Sonnenstrahlen zum Nulltarif. Diese zu nutzen, ist aber keineswegs gratis. Ein fest installiertes Splitgerät benötigt für einen 25 m² großen Raum pro Jahr ca. 270 kWh Strom, ein mobiles Kleingerät sogar 440 kWh (bei einer durchschnittlichen Laufzeit von 350 Stunden). Dieser Bedarf würde mit etwa 0,5 zusätzlichen Kilowattpeak zu Buche schlagen. Und: Anders als ein Auto oder eine Heizungsanlage ist eine Klimaanlage purer Luxus …

Zählt man alles zusammen, würde die oben angenommene 4,5-kWp-Anlage auf stattliche 10,5 Kilowatt-Peak anwachsen.

Empfehlung von VZ und HTW: Ausnutzen was geht

Eine von der Verbraucherzentrale NRW in Auftrag gegebene Studie kam 2019 zu folgendem Ergebnis: Es ist wesentlich wirtschaftlicher, die Größe der Anlage nicht allein nach der Höhe des Eigenbedarfs zu dimensionieren. Berechnungen der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin führten zur Empfehlung, die Dachfläche größtmöglich auszunutzen. (Quelle: htw, Sinnvolle Dimensionierung von Photovoltaikanlagen für Prosumer, März 2019) Erkenntnis hat sich mittlerweile herumgesprochen.

Fast immer gilt: Je größer die PV-Anlage desto besser
Fast immer gilt: Je größer die PV-Anlage desto besser
Hinweis: Die manchmal noch zu findende Einschränkung für Anlagen zwischen 10 und 12 kWp ist antiquiert. Deren schlechte Investitionsrendite beruhte auf der mittlerweile abgeschafften EEG-Umlage ab 10 kW.

Um PV-Interessenten die Umsetzung zu erleichtern, erfolgte ein umfassender Hürdenabbau: Im Januar 2023 wurde die unselige EEG-Umlage endgültig in die Geschichtsbücher verbannt. Außerdem gibt es seither für Kleinanlagen bis 30 kWp keine 70-Prozent-Regelung, keine Gewerbeanmeldung und keine Einkommensteuerpflicht mehr. Und noch zwei Schmankerln hat die Bundesregierung auf den Weg gebracht: Die Einspeisevergütung wurde angehoben und die Mehrwertsteuer auf den Kaufpreis ausgesetzt.

Das EEG23 verlieh PV-Anlagen Rückenwind
Hinweis: Die 30-Kilowatt-Grenze auf dem Dach oder an der Fassade eines normalen Einfamilienhauses zu überschreiten, ist praktisch unmöglich. Selbst dann, wenn auch das Gartenhaus, die Garage, eine Stellwand und eine freie Fläche im Garten hinzugenommen werden.

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Vorschlag für einen Vier-Personen-Haushalt

„Je größer, desto besser“ ist schnell gesagt. Nur leider sprechen weder die Verbraucherzentrale NRW noch die HTW eine definitive Empfehlung aus. Das ist auch schwierig, kommt es doch auf zu viele Faktoren an.

Die Grenze ist daher die verfügbare Dachfläche. Wie diese ermittelt wird, erfahren Sie im Beitrag Dachfläche und Dachneigung berechnen. Bitte denken Sie daran, von der Gesamtfläche die Flächen der Fenster, Gauben, Schornsteine u.Ä. abzuziehen und Verschattungsgefahren einzukalkulieren. Bereiche, die praktisch nie der Globalstrahlung ausgesetzt sind, sollten nicht mit Solarmodulen belegt werden. Im Ergebnis erhält man so die maximal mögliche Montagefläche für die Photovoltaikanlage.

Wie groß ist die nutzbare Dachfläche?
Wie groß ist die nutzbare Dachfläche?

Hinweis: Bei Flachdächern errechnet sich die Modulfläche völlig anders. Die Dachfläche ist nicht alleinig ausschlaggebend, weil die Module auf Ständer montiert werden. Da sich je nach Neigungswinkel andere Werte ergeben, sollte für die Vermessung auf jeden Fall ein Fachbetrieb zurate gezogen werden.

Wichtig zu wissen: Für die Installation herkömmlicher monokristalliner Photovoltaikmodule benötigen Sie je Kilowattpeak Anlagenleistung fünf bis sechs Quadratmeter Fläche. Bei der Planung kann eine Zeichnung helfen.

Anlagengröße: Bei der Planung kann eine Zeichnung helfen
Anlagengröße: Bei der Planung kann eine Zeichnung helfen
Tipp: Bevor es an die Selbstmontage geht: Solarmodule können sowohl längs als auch quer ausgelegt werden. Je nach Abmessungen des Daches kann sich ein vorheriges Tüfteln lohnen. Die Aufgabe lautet: Wie passen dies meisten Module auf die Fläche?

Vielleicht nutzt Ihnen auch eine Faustformel: Einem 4-köpfigen Haushalt mit einem durchschnittlichen Jahresstromverbrauch von 5.000 kWh sei eine PV-Anlage mit 10 kWp Nennleistung empfohlen. Die Solarmodule dafür belegen 50 bis 60 Quadratmeter.

Tipp: Will man es genauer als mit Faustformeln wissen, können Photovoltaikrechner bzw. Simulationsprogramme zu Hilfe genommen werden. Diese berechnen auf der Grundlage der eingegebenen Rahmenparameter, ob ein wirtschaftlicher Betrieb mit den vorhandenen Möglichkeiten zu erwarten ist.
Solarmodule © Michel Angelo, stock.adobe.com
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Größere PV-Anlagen haben viele Vorteile

Ob das Elektroauto, eine Wärmepumpe, ein Klimagerät oder einfach nur der höhere Strombedarf unserer elektronischen Geräte – die Elektrifizierung der Haushalte und damit der Stromverbrauch steigt stetig. Natürlich geben Dachgröße und Budget die Obergrenze für die Auslegung vor. In die Kosten-Nutzen-Rechnung sollten jedoch auch die folgenden Vorteile einfließen:

TIPP

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  • Die Anschaffungskosten beinhalten neben den Solarmodulen einen Wechselrichter, Solarkabel einige andere Komponenten. Bei größeren Anlagen fällt deren größere Dimensionierung aber kaum ins Gewicht. Umgerechnet ist jedes Kilowatt Leistung bei größeren PV-Anlagen günstiger.
Anteile der Anschaffungskosten einer PV-Anlage
  • Je größer die PV-Anlage ausgelegt wird, desto geringer sind die Installationskosten pro Kilowatt. Auch eine spätere Nachrüstung erfordert daher einen tieferen Griff in die Tasche als eine größere Auslegung von vorneherein.
  • Nach mehreren Seiten ausgerichtete Solarzellen erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass die Sonnenstrahlen häufiger auftreffen. Bei modernen Neubauten zeigt das Dach häufig in alle vier Himmelsrichtungen. Warum also nicht die Segmente nach Osten, Süden und Westen mit PV-Modulen bestücken? Nur die Nordseite lohnt sich zu keiner Tages- und Jahreszeit.
Ideale Ausrichtung der Photovoltaikanlage für mehr Eigenverbrauch
  • Mehr Strom zu erzeugen ist meist die sinnvollste Lösung zur Erhöhung des Eigenverbrauchs. Reduziert sich der Bezug teuren Netzstroms, sinken die Energiekosten generell. Überschüsse werden immerhin mit einer kleinen Einspeisevergütung abgegolten.
Solarstrom: tagsüber produzieren, abends und nachts verbrauchen
  • Eine größere Anlage bringt gerade in den weniger sonnenverwöhnten Monaten des Winterhalbjahrs mehr Ertrag. Auch dies führt zu einer wünschenswerten Eigenverbrauchserhöhung.
Eine Photovoltaikanlage wird installiert © Marina Lohrbach, stock.adobe.com
PV-Anlage kaufen: Die sechs besten Tipps

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Perfekt in Kombination mit Stromspeicher

Am bequemsten ist es natürlich, den gesamten Ertrag ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen und vom Netzbetreiber eine Vergütung dafür zu erhalten. Deutlich attraktiver als der Bezug der läppischen Einspeisevergütung ist allerdings die Erhöhung der Eigenverbrauchsquote, also möglichst viel des selbst produzierten Solarstroms auch selbst zu verbrauchen. In einem gesonderten Beitrag haben wir einige Tipps zur Erhöhung des Eigenverbrauchs zusammengestellt.

Durch Stromspeicher ist eine hohe Eigenverbrauchsquote möglich

Mit einer Solarbatterie steigern Sie dieses Potenzial auf fast das Doppelte. Weiter oben haben wir schon gezeigt, dass sich der Autarkiegrad mit einem Stromspeicher von etwa 40 Prozent auf bis zu 70 Prozent erhöhen lässt. Das rechnet sich zwar nicht sofort, im Laufe der Jahre aber schon. Denn hier gibt es gute Nachrichten: Die Preise für Batteriespeicher fallen und fallen

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