Wie viele PV-Module brauche ich?
Bei der Planung einer Photovoltaikanlage stellt sich oft die Frage: Wie viele PV-Module benötige ich, um genügend Energie für meinen Bedarf zu generieren und meine wirtschaftlichen Ziele, die mit der Investition in eine PV-Anlage verbunden sind, zu erreichen? Die Antwort hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Ihre wirtschaftlichen Ziele (Renditemaximierung in relativer oder absoluter Sicht), Ihr Eigenverbrauch, die Leistung der einzelnen Module und die geografischen sowie klimatischen Bedingungen Ihres Standorts. In diesem Artikel werden wir diese Faktoren näher beleuchten und Ihnen bei der Ermittlung der benötigten Modulanzahl für Ihren spezifischen Bedarf helfen.
1. Wie viel Photovoltaik brauche ich für ein Einfamilienhaus oder einen 4-5 Personenhaushalt?
Ein Einfamilienhaus benötigt im Durchschnitt 4’000 und 6’000 kWh, um den jährlichen Strombedarf einer vier- bis fünfköpfigen Familie zu decken. Für die Produktion von rd. 5’000 kWh wäre bereits eine Photovoltaikanlage mit einer Kapazität von 5 bis 7 kWp (Kilowatt Peak) mit einem Flächenbedarf von 30 bis 50 Quadratmetern ausreichend. Jedoch würde der Eigenverbrauch in absoluten und relativen Zahlen und der Autarkiegrad recht niedrig sein, da die Stromerzeugung einer so knapp dimensionierten PV-Anlage sich nur in den seltensten Fällen mit dem Strombedarf deckt. D.h. es würde zwar in Summe und über den Verlauf eines Jahres so viel produziert werden, wie verbraucht wird. Da Stromproduktion und Stromverbrauch jedoch bei Anlagen dieser relativen Größe meist zu unterschiedlichen Zeitpunkten anfallen, wäre der Strombezug aus dem Netz (vereinfacht gesagt in der kälteren Jahreshälfte) noch immer sehr hoch wobei es auch zu Stromexport (vereinfacht gesagt in der wärmen Jahreshälfte) kommen würde, wenn die PV-Anlage mehr produziert als verbraucht wird. Es lohnt sich also, sich etwas genauer mit der Frage zu befassen, wie viele Module benötigt werden.
1.1 2-Personen-Haushalt: 3’000 kWh Stromverbrauch
Auch bei der Frage, wie gross die PV-Anlage und die damit verbundene Menge an PV-Modulen für einen Haushalt 2-Personen-Haushalt sein soll, lohnt es sich mehrere Kriterien zu berücksichtigen. Für einen Haushalt mit zwei Personen, der jährlich etwa 3’000 kWh Strom verbraucht, wird nur in den seltensten Fällen eine PV-Anlage mit 3 kWp die Ideallösung sein, die zwar rd. 3’000 kWh produzieren könnte, aber in der Regel die Summe der Anforderungen an eine PV-Anlage (Unabhängigkeit, Maximierung des Eigenverbrauchs, wirtschaftliche Rendite) nicht erfüllen kann.
1.2 3-Personen-Haushalt: 4’000 kWh Stromverbrauch
Wie bei den vorangegangen Beispielen sind auch bei einem 3-Personen-Haushalt, der rd. 4’000 kWh jährlich Strom verbraucht, mehrere Faktoren zu berücksichtigen, wenn man die ideale Größe einer PV-Anlage dimensionieren möchte.
2. Wieviel kWh produziert eine typische PV-Anlage?
Die Energieproduktion einer Photovoltaik-Anlage hängt von verschiedenen Faktoren wie der installierten Leistung, der geografischen Lage und der Effizienz der Solarzellen ab. In der Nordwestschweiz beispielsweise kann eine PV-Anlage mit einer installierten Leistung von 12 kWp etwa 1’100 kWh pro kWp und Jahr produzieren. Basierend auf diesen Werten würde eine solche Anlage jährlich rund 13’200 kWh Strom erzeugen.
3. Wie viele Solarmodule brauche ich?
Um zu bestimmen, wie viele Solarmodule Sie benötigen, sollten Sie zunächst Ihr jährliches Energieziel in Kilowattstunden (kWh) festlegen. In der Nordwestschweiz produziert eine typische Photovoltaik-Anlage wie beschrieben etwa 1’100 kWh pro installiertem kWp pro Jahr.
Nehmen wir an, Sie möchten 10’000 kWh pro Jahr erzeugen. Sie benötigen dafür eine Anlage mit einer Leistung von etwa 9 kWp.
Moderne PV-Module haben eine Leistung zwischen 430 und 450 Watt. Für eine einfache Berechnung verwenden wir 450 Watt pro Modul, was 0.45 kWp entspricht. Um die benötigte Leistung zu erreichen, teilen Sie die Gesamtleistung der Anlage durch die Leistung eines Moduls.
Sie benötigen also etwa 20 Solarmodule mit einer Leistung von je 450 Watt, um jährlich etwa 10’000 kWh Strom zu erzeugen. Dies ist eine effiziente Methode, um Ihren Energiebedarf durch Solarenergie zu decken.
Wenn Sie die Option erwägen, Solarmodule mit einer höheren Leistung von 470 Watt zu nutzen, sollten Sie bedenken, dass diese zwar eine grössere Energiemenge pro Modul produzieren können, jedoch auch meist deutlich teurer pro kWp sind.
4. Wie bestimme ich die optimale Grösse einer PV-Anlage?
Die Entscheidung über die Grösse einer Photovoltaikanlage wird massgeblich von Ihrem individuellen Ziel beeinflusst, wie unabhängig Sie vom öffentlichen Stromnetz sein möchten und welche finanziellen Ziele Sie mit einer PV-Anlage verfolgen. Wer nach maximaler Autarkie strebt, kommt um eine grosszügige Dimensionierung der Anlage kaum herum.
4.1 Wie unabhängig möchte ich vom Stromnetz sein?
Der gewünschte Grad an Autarkie beeinflusst direkt die Grösse der Anlage. Wenn Ihr Ziel eine maximale Unabhängigkeit ist, empfiehlt es sich, die Anlage so gross wie möglich zu dimensionieren. Dadurch können Sie den Grossteil oder sogar Ihren gesamten Energiebedarf selbst decken, was Sie weniger abhängig von externen Stromversorgungen macht. Je grösser die Anlage, desto höher ist Ihre Selbstversorgung und desto unabhängiger sind Sie vom öffentlichen Stromnetz.
4.2 Sollte ich immer die maximale Dachfläche ausnutzen?
Ob Sie die maximale Dachfläche für eine Photovoltaik-Anlage ausnutzen sollten, hängt von Ihren spezifischen Zielen ab. Wenn Sie Ihre Autarkie maximieren möchten, könnte es sinnvoll sein, so viel Dachfläche wie möglich zu nutzen. Auch wenn es Ihnen um die Wirtschaftlichkeit geht, zeigt die Berechnung oft, dass die Rendite mit zunehmender Grösse der Anlage steigt. Dies liegt daran, dass zusätzliche Module meist günstiger sind als die ersten installierten Module. Jedoch ist zu berücksichtigen, dass die größten Ersparnisse mit einer PV-Anlage oft durch die Deckung des Eigenverbrauchs realisiert werden können und je grösser die Anlage ist, umso mehr Strom ins Netz eingespeist werden muss (siehe hierzu auch das folgende Kapitel).
Die Kosteneffizienz bei grösseren Anlagen kann durch verschiedene Faktoren erklärt werden: Wechselrichter werden mit steigender Leistung unterproportional teurer, was bedeutet, dass die Kosten pro kW mit zunehmender Anlagengrösse sinken. Auch die Gerüstkosten pro installiertem kWp fallen geringer aus, da oft nur ein Gerüstturm benötigt wird. Laut den SUVA-Vorschriften in der Schweiz muss bei der Installation auf einer Dachfläche das gesamte Dach gesichert werden, unabhängig von der belegten Fläche. Zudem steigen die Elektrikerkosten bei grösseren Anlagen meist nicht wesentlich, da auf der AC-Seite nur geringfügige zusätzliche Arbeiten anfallen und die Arbeiten auf der DC-Seite überschaubar bleiben.
4.3 Kann ich mit eingespeistem PV-Strom eine positive Rendite erwirtschaften?
Ob Sie mit eingespeistem PV-Strom eine positive Rendite erwirtschaften können, hängt wesentlich von der Grösse Ihrer Anlage und der Vergütung / kWh, die Sie mit der Einspeisung realisieren können, ab. Generell gilt, dass die durchschnittlichen Kosten pro kWp mit zunehmender Anlagengrösse sinken. In Verbindung mit den jeweiligen Einspeisetarifen ist es daher sehr wahrscheinlich, dass eine grössere Anlage eine höhere Rendite erzielt. Diese Skaleneffekte führen dazu, dass sich die Investition in eine grössere PV-Anlage finanziell lohnen kann, vor allem wenn der Einspeisetarif attraktiv ist. Sollten Sie über ausreichend finanzielle Mittel verfügen, lohnt sich in der Regel die Investition in eine grosse Anlagen.
5. Wie viel Photovoltaik brauche ich für ein Einfamilienhaus mit Speicher?
Die benötigte Photovoltaik-Leistung hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die bereits angesprochenen Punkte Autarkie und finanzielle Mittel, wobei stets die Frage geklärt werden soll, wie viel vom eigenen Strombedarf mit der PV-Anlage gedeckt werden soll und dabei der Umstand berücksichtigt werden muss, dass Stromproduktion und Stromverbrauch meist nicht deckungsgleich sind. Ein hilfreiches und bei der richtigen Dimensionierung sehr wirtschaftliches Mittel, um die Diskrepanz zwischen Stromproduktion und Stromverbrauch zu verringern, ist der Einsatz eines Speichers. So kann der Einsatz eines Speicher dazu beitragen, dass die Anlage kleiner dimensioniert werden kann, um alle gesteckten Ziele zu erreichen oder bei Projekten, bei denen eine größere Belegung aufgrund der vorliegenden Gegebenheiten nicht möglich ist, dennoch zu einem hohen Autarkiegrad führen.
6. Aktueller Stromverbrauch
Der aktuelle Stromverbrauch ist bei der Entscheidung für eine Photovoltaikanlage durchaus relevant, da er eine Grundlage für die Dimensionierung der Anlage bietet. Allerdings ist er nicht der alleinige Massstab. Letztlich ist es wichtig, eine Balance zwischen aktuellen Verbrauchsdaten und langfristigen Energiezielen zu finden.
7. Grösse der Dachfläche
Die Grösse Ihrer Dachfläche spielt eine wesentliche Rolle bei der Planung und Installation einer Solaranlage. Es ist wichtig, dass Ihr Hausdach ausreichend Platz bietet, um die Anzahl der Solarmodule aufzunehmen, die notwendig sind, um Ihren jährlichen Energiebedarf zu decken. Dabei sollten Sie auch die physischen Dimensionen und die Anordnung der Module berücksichtigen, um sicherzustellen, dass sie effizient installiert werden können. Eine gründliche Bewertung der verfügbaren Dachfläche hilft dabei, eine Vorstellung davon zu bekommen, wie viele Module platziert werden können, ohne dass Überlappungen oder ungenutzte Bereiche entstehen.
8. Standort der PV-Anlage
Der Standort einer Photovoltaikanlage ist heute dank der fortschrittlichen Technologie und günstigeren Modulpreisen nicht mehr so entscheidend wie früher. In der Schweiz, wo die Sonneneinstrahlung generell sehr gut ist, können auch Standorte mit weniger idealen Bedingungen oft ausreichend Strom produzieren. Die Einstrahlung ist meistens ausreichend, um effiziente Energieerzeugung zu gewährleisten. Somit kann die Wahl des Standorts meist flexibler gehandhabt werden, ohne grosse Einbussen in der Leistung der Anlage befürchten zu müssen.
9. Neigung und Ausrichtung der Dachfläche
Die Neigung und Ausrichtung der Dachfläche sind wichtige Faktoren für die Effizienz von Photovoltaikanlagen, doch die Flexibilität bei der Wahl des Installationsortes hat sich aufgrund der gesunkenen Systempreise deutlich verbessert. Traditionell wurden vor allem Süddächer bevorzugt, da sie die maximale Sonneneinstrahlung bieten. Heute lohnt es sich jedoch, auch Norddächer sowie Nordost-, Nordwest-, Ost- und Westausrichtungen in Betracht zu ziehen. Dies ist zum Einen auf die gesunkenen Modulpreise und die dadurch gestiegende Wirtschaftlichkeit zurückzuführen. Zum Anderen wird durch das heutzutage meist primäre Ziel, den Eigenverbrauch zu maximieren, versucht, Stromproduktion und Stromverbrauch anzugleichen, was mit einer PV-Anlage, die an den Tagesrandzeiten vermehrt Strom produziert, besser funktioniert, als mit einer PV-Anlage, die ihr Maximum der Stromproduktion zur Mittagszeit hat. So bringt eine PV-Anlage, die den Strombedarf in den Morgenstunden in denen die Bewohner eines Haushalts daheim sind (bswp. für Warmwasseraufbereitung oder Geschirrspüler) mehr als eine erhöhte Stromproduktion zur Mittagszeit, wenn niemand sich im Haushalt aufhält. Das gleiche gilt für die Nachmittags und Abendstunden. Daher ist es sinnvoll, alle verfügbaren Dachflächen in die Planung einzubeziehen, um das Potenzial Ihrer Modulfläche voll auszuschöpfen.
10. Wie viel Photovoltaik brauche ich für ein Einfamilienhaus mit Wärmepumpe?
Wie können Sie die optimale Grösse für Ihre PV-Anlage mit Wärmepumpe berechnen? Lassen Sie uns dies anhand eines geplanten Hauses praktisch durchgehen.
- Strombedarf ermitteln: Beginnen Sie damit, Ihren voraussichtlichen Strombedarf zu kalkulieren. a) Strombedarf der Wärmepumpe: Die benötigte Strommenge Ihrer Wärmepumpe variiert je nach Typ des Systems. b) Weiterer Stromverbrauch: Berücksichtigen Sie die Anzahl der Personen in Ihrem Haushalt sowie eventuelle Veränderungen in der Zukunft. Planen Sie den Kauf oder haben bereits ein E-Auto, wird dies Ihren Strombedarf zusätzlich erhöhen.
- Stromertrag berechnen: Der Stromertrag hängt von Faktoren wie der geografischen Lage, der Dachneigung und der Ausrichtung ab. Diese Daten können Sie in verschiedene kostenlose PV-Ertragsrechner eingeben, um Ihren potenziellen Ertrag zu schätzen.
- Gewünschten Autarkiegrad festlegen: Legen Sie fest, wie hoch der Anteil des Stromverbrauchs in etwa sein soll, der von Ihrer PV-Anlage gedeckt werden soll. Wenn Sie sich hier nicht sicher sind, legen Sie verschiedene Szenarien an, bspw. 50 %, 60 % oder 70 % und fahren Sie mit diesen Szenarien fort.
- Angebote einholen: Um die Wirtschaftlichkeit zu überprüfen, sollten Sie Angebote für unterschiedliche Grössen von PV-Anlagen (z.B. 9 kWp, 11 kWp und 13 kWp) von PV-Fachbetrieben oder Online-Anbietern einholen, die die oben ermittelten Autarkiegrade erreichen können. Fragen Sie auch nach verschiedenen Speichergrössen.
- Strompreis prüfen: Konsultieren Sie Ihre letzte Stromrechnung, um zu sehen, wie viel Sie derzeit pro kWh zahlen. Erkundigen Sie sich zudem, ob Ihr Versorger spezielle Tarife für Wärmepumpenstrom bietet.
- Abstimmung der Größe auf Ihr Budget: Je nachdem, ob Sie in absoluten Beträgen Ihre Rendite maximieren wollen und so sich für eine möglichst große Anlage entscheiden, oder ob Sie einen möglichst optimalen Anteil des Eigenbrauchs mit PV-Strom ersetzen wollen, setzen Sie sich Ihre wirtschaftlichen Zielgrößen.
Wirtschaftlichkeit prüfen: Es gibt zahlreiche Online-Plattformen, die Ihnen kostenlos helfen, die Wirtschaftlichkeit zu bewerten, auch kann Ihnen dabei Ihr PV-Fachbetrieb helfen.
Mit dieser Vorgehensweise können Sie eine fundierte Entscheidung für den Installationsumfang Ihrer Solaranlage mit Wärmepumpe treffen.
Fazit
Der Ausbau von Photovoltaikanlagen ist ein zentraler Baustein der Energiewende. Sie spielt eine entscheidende Rolle bei der nachhaltigen Energieversorgung Ihres Haushalts. Die Wahl der Grösse und die Anzahl der PV-Module sollte auf Ihren individuellen Strombedarf, Ihre wirtschaftlichen Ziele und Ihre Dachfläche abgestimmt sein, um eine optimale Energieausbeute unter optimierten wirtschaftlichen Rahmenbedingungen zu erreichen. Dabei ist es wichtig, eine Anlage zu wählen, die sowohl in den sonnenreichen Monaten effizient produziert als auch im Winter den Energiebedarf weitestgehend decken kann, um maximale Autarkie und Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Wie geschildert gibt es jedoch keine einfache Faustregel, um die optimale Grösse bzw. die richtige Menge der PV-Module zu bestimmen. Vielmehr müssen vor jeder Entscheidung zahlreiche Kriterien berücksichtigt und in Ihrer spezifischen Bedeutung für Ihr Vorhaben individuell in Ihrer Priorität bewertet werden.
Gerne helfen wir Ihnen dabei in einem persönlichen Gespräch.
Quellen
https://gruenes.haus/wie-viel-photovoltaik-brauche-ich/
https://www.nachhaltiges-zuhause.de/wieviel-pv-efh-waermepumpe
https://www.energieversum.de/wie-viel-photovoltaik-brauche-ich-fuer-ein-einfamilienhaus/
