kWp - Das Kilowatt Peak

Photovoltaikanlagen sind hoch im Trend. Doch wieso werden sie immerzu mit dieser neuen Einheit kWp angegeben? Und ist kWp das gleiche wie kWh? Bevor Sie sich eine Photovoltaikanlage anlegen, lohnt es sich, sich einmal umfassend über kWp zu informieren. Hier finden Sie den Weg zum Verständnis Ihrer Photovoltaikanlage.

Was bedeutet “Kilowatt Peak”?

Die offizielle Definition für Kilowatt Peak (kWp) ist, dass dies die maximale Leistung von Photovoltaikmodulen unter Standardbedingungen bezeichnet. Diese Messeinheit setzt sich aus der elektrischen Leistung (Kilowatt) und dem englischen Begriff für Spitze (Peak) zusammen. 

• Leistung: In der Physik wird Leistung als Energie pro Zeit definiert. Wenn es sich um elektrischen Strom handelt, dann wird die Leistung in Watt gemessen. Theoretisch könnte man also auch das “Watt Peak” angeben, das ist für den normalen/alltäglichen Gebrauch jedoch unüblich. Die Leistung ist hier hoch, also werden 1.000 Watt in ein Kilowatt umgerechnet. 

• Peak: Der Begriff bedeutet Spitze oder Gipfel und wird für die Bezeichnung eines erreichten oder erreichbaren Maximums verwendet. Im Falle des Kilowatt Peaks wird die elektrische Leistung von Photovoltaik-Anlagen berechnet.

Für Solarzellen bedeutet dies also die maximale Leistung unter genormten Bedingungen. Die tatsächliche maximale Leistung von Solarzellen liegt höher, doch im Normalbetrieb sind die Bedingungen nunmal nicht immer optimal. Daher ist eine Angabe des kWp-Wertes wichtig, um verschiedene Solarmodule vergleichen zu können. 

Wie wird das Kilowatt Peak berechnet?

Die Standardbedingungen welche als Grundlage zur Messung des Kilowatt Peaks dienen, sind wie folgt:

• 1000 W/m2 Einstrahlung

• 25 °C Zelltemperatur

• Air Mass 1,5

Air Mass betitelt die Luftmasse, der Begriff kommt ebenso wie Peak aus dem Englischen. Air Mass bezeichnet den Weg, den die Sonneneinstrahlung in der Atmosphäre durchquert, bevor sie auf der Erde, bzw. auf der Solarzelle eintrifft. Diese Maßeinheit kann also auch als Einfallswinkel verstanden werden. 1 bezeichnet einen direkten Einfall, 1,5 entspricht allerdings einem schrägen Winkel.

STC und NOCT bei der PV-Anlage

STC, die Abkürzung für die Standard-Testbedingungen (engl. Standard Test Conditions) beschreibt die zuvor beschriebenen Standards. Jedoch werden diese Bedingungen oft kritisiert, da sie immer noch praxisfern sind. Die Zelltemperatur liegt aufgrund der Einstrahlung häufig über den festgelegten 25 °C. Aufgrund dessen wurde der NOCT eingeführt. NOCT ist die Abkürzung für Normal Operating Cell Temperature und misst die Leistung eines Moduls bei einer Temperatur von 45 °C. Da der NOCT eine realistischere Messung der Leistung eines Solarmoduls ist, ist dieser meist ebenfalls auf den Datenblättern von Solarmodulen gelistet. 

Diese Unterscheidung ist wichtig, denn die Standardbedingungen herrschen selten gleichzeitig. Besonders Temperaturunterschiede der Solarzellen können eine große Auswirkung auf den Ertrag haben. Mit jedem Grad Temperaturanstieg sinkt der Wirkungsgrad der Photovoltaikmodule um 0,5 %. Im Hochsommer kann dies bedeuten, dass der Wirkungsgrad bei nur 80% der Nennleistung liegt, da dann die Module Temperaturen von über 65 °C erreichen können. 

Auch der Air Mass Wert verändert sich über das Jahr. In Mitteleuropa entspricht er im Sommer 1,5, jedoch kann bei einem tieferen Stand der Sonne über den Winter der Air Mass Wert auf 4 oder 5 kommen. Dann sinkt ebenfalls die Leistung der Solarstrahlung. 

Was wird gemessen?

Photovoltaikanlagen bestehen aus Solarzellen, diese sind auf Siliziumbasis gefertigt. Pro Quadratmeter Solarzellen kann man eine Erzeugung von 100 kWh pro Jahr, bzw. 0,27 kWh pro Tag erwarten.

Eine durchschnittliche Photovoltaikanlage liegt in Deutschland bei 1000 kWh Leistung je 1 kWp installierter Photovoltaik-Leistung. Das entspricht einem Tagesertrag von etwa 2,7 kWh, jedoch gibt es allgemein leichte regionale Unterschiede. Im Süden kann der Ertrag durchaus etwas höher ausfallen, im Norden etwas geringer. Um ein Kilowattpeak zu produzieren, braucht man durchschnittlich zehn Quadratmeter Anlagenfläche. 

kWh und kWp - nicht das Gleiche

Kilowattstunde und Kilowatt Peak sind also nicht das Gleiche. Wenn Sie einen Verbrauch von 4.500 kWh haben, sollten Sie sich eine Photovoltaikanlage zulegen, die eine Leistung von 5 kWp hat, denn 4,5 kWp würden nicht ausreichen. Die folgende Tabelle gibt dazu einen Überblick:

Die Leistung einer Photovoltaikanlage entspricht nicht immer dem tatsächlichen Ertrag. Bedenken Sie dies stets, wenn Sie in eine Anlage investieren. Pro kWp werden circa 1.000 Kilowatt Strom erzeugt - oder sollten es zumindest. Faktoren wie die Umgebungstemperatur, Schatten und Licht, Wetter Bedingungen und ähnliches beeinflussen, ob die Anlage Ihren Peak (kWp) erreicht.

Wie viel kWp braucht man?

Je nach Interesse kann man die Angabe des kWp dazu verwenden, um den tatsächlichen Ertrag abzuschätzen. Wenn man zum Beispiel ein Einfamilienhaus mit einer Photovoltaikanlage ausstatten möchte, die den Stromverbrauch decken soll, ist der Referenzwert knapp unter 10 kWp. Oft ist eine etwas größer angelegte Photovoltaikanlage wirtschaftlicher, da bei Ertragsminderung weniger Strom aus dem Netz dazugekauft werden muss. Besonders wenn Sie ein E-Auto besitzen oder anschaffen wollen, ist eine größere Anlage sinnvoll, da so auch die Ladekapazitäten gedeckt werden können. 

Fazit

Photovoltaikanlagen bieten einen wichtigen Beitrag zu einem Energiemix im Rahmen der Energiewende. Photovoltaikanlagen haben eine lange Lebensdauer, sind von fossilen Brennstoffen unabhängig und können flexibel in das Versorgungsnetz eingebunden werden. Mit dem Kilowatt Peak können Verbraucher:innen besser abschätzen, welche Leistung die Anlage tatsächlich erbringt und wie viel Kosten sie dadurch bei ihrer Stromrechnung sparen können. 

Tipp: Stimmen Sie Ihren Stromspeicher auf die Leistung der Photovoltaikanlagen ab. So können 100% Ihres Ertrags gespeichert werden.