Photovoltaik-Ertragsberechnung

Wie hängen Globalstrahlung, Dachschräge, Ausrichtung, Moduleffizienz zusammen? Und welcher Jahresertrag ist zu erwarten? Mit diesem einfachen Online-Tool lässt sich eine grobe Abschätzung geben. Zu berücksichtigen ist natürlich noch die Abschattung, die in diese Rechnung nicht einfließt. Ein wichtiger Faktor ist auch, wie effizient die Module bei geringer Einstrahlung sind, also ob der Wirkundgrad linear bleibt. Infos zur Globalstrahlung liefern der Global Solar Atlas und der Deutsche Wetterdienst DWD mit den Jahreskarten.

Globalstrahlung (DNI)	KWh/m²
Breitengrad ^*	°
Dachschräge ^*	°
Abweichung von Süd ^*	°
Modul-Wirkungsgrad	%
Modul-Fläche	m²
Modul-Leistung	Wp
Verluste (Wechselrichter, Kabel, Abschattung)	%
Anlagengröße	KW
Eigenverbrauch	%
Strompreis	c/KWh
Einspeisevergütung	c/KWh

Modulfläche pro KWp	m²
Strahlungsenergie pro Modulfläche bei opt. Ausrichtung (GTI opta):	KWh/m²/a
Gesamtfläche Module:	m²
Strahlungsenergie pro Modulfläche bei spez. Ausrichtung:	KWh/m²/a
Stromproduktion pro Modulfläche bei spez. Ausrichtung:	KWh/m²/a
Optimale Neigung nach Süd ^*	°
Neigungs-Effizienz ^*	%
Jahresertrag	KWh
Eigenverbrauch	KWh
Ersparnis durch Eigenverbrauch	€
Einspeisevergütung	€
Summe	€
Summe 20 Jahre	€

^* = Diese Werte sind nur grob angenähert und gelten für mittlere Breitengrade. Genauere Infos liefert der Global Solar Atlas (s.o.). Vorausgesetzt werden zudem realistische Modulleistungen für Fläche und Wirkungsgrad. Auf der Ausgabenseite spielen neben den Installationskosten auch Versicherung, Haftpflicht, Wartung, Finanzierung und Versteuerung eine Rolle.

Speicher oder nicht?

Speicher steigern den Eigenverbrauch und die Autarkie: Viele bieten zumindest eine Steckdose an. Wenn der Speicher bei getrenntem Netz von der PV-Anlage nachgeladen werden soll oder er das ganze Haus mit drei Phasen versorgen soll, ist aber ein deutlicher Aufpreis nötig - siehe Infos zu Notstrom und Ersatzstrom.

Finanziell rechnen sich Speicher im Privathaus ohne Förderung meist erst gegen Ende der Laufzeit von 20 Jahren, wenn sie so lange durchhalten. Speicher werden jedes Jahr billiger. Für eine spätere Nachrüstung ist aber evtl. ein neuer Wechselrichter erforderlich. Eine grobe Abschätzung kann man erhalten, wenn man den Eigenverbrauchs mit und ohne Speicher ansetzt und dann den Gesamtertrag vergleicht. Viele Faktoren spielen eine Rolle: Wann ist jemand zu Hause? Wann wird ggf. ein E-Auto geladen? Ist eine Wärmepumpe installiert?

In Sachen Klimawandel ist zu bedenken, dass die Herstellung typischer LiOn-Speicher CO2-Emissionen verursacht. Hinzu kommen weitere Umweltprobleme. Solange das Stromnetz die Energie aufnehmen kann, ist es sinnvoller, die Nachbarschaft mit dem eigenen PV-Strom zu versorgen, für den dann andernorts im Idealfall weniger Kohle oder Gas verbrannt wird.

Effizienter als der eigene LiOn-Speicher sind der großflächige Netzausbau, um den Speicherbedarf bei der Fluktuation von Wind und Sonne zu verringern, Großanlagen wie Pump- und Druckluftspeicher, das Lastmanagement. Auch die verlustreiche Umwandlung in "grünen" Wasserstoff macht unter bestimmten Bedingungen Sinn.

Weitere Erläuterungen

Es gibt viele Angaben und Karten zur Solareinstrahlung, die ganz unterschiedliche Dinge angeben. Eine gute Quelle ist der Global Solar Atlas. Hier gibt es folgende Unterscheidungen

Specific Photovoltaic Power Output (PVOUT)	Spezifischer PV-Anlagenertrag	KWh/KWp	Wieviel Energie produziert eine optimal ausgerichtete Anlage? Wichtig: Hier wird eine bestimmte Moduleffizienz vorausgesetzt, die ständig steigt. Vor einigen Jahren waren es noch 15%, heute sind es 20%.
Global Horizontal Irridiation (GHI)	Globalstrahlung	KWh/m²	Wieviel Strahlungsenergie trifft pro Bodenfläche auf? Wichtig: Ausgerichtete, also schräg stehende Module ernten die Strahlungsleistung einer Fläche, die wesentlich größer als ihre eigene ist. In Deutschland liegt der Faktor etwa bei 1.4. Je weitere man sich vom Äquator entfernt, umso mehr steigt dieser Wert. Insgesamt nimmt der Gesamtertrag optimal ausgerichteter PV-Anlagen (GTI) zu den Polen hin ab, da die Strahlen schräg in die Atmosphäre einfallen und dadurch gedämpft werden.
Direct normal irridiation (DNI)	Direkteinstrahlung	KWh/m²	ohne diffuses Streulicht
Global tilted irridiation at optimum angle (GTI)	Gesamtertrag optimal ausgerichteter PV-Anlagen	KWh/m²	inkl. Streulicht

Abkürzungen

KWp	Kilowatt-Peak	Installierte Leistung	Dies ist der maximale Leistung, die eine Anlage bzw. ein Modul erzeugt