Kleines PV-Lexikon: kWp, Performance-Ratio & weitere Begriffe erklärt
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Kurz beantwortet: Photovoltaik (PV) wandelt Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um – über Solarzellen aus dotiertem Silizium, die zu Modulen verschaltet werden. Dieses kleine Lexikon erklärt außerdem die 7 wichtigsten Fachbegriffe, die auf meinen Rechnern verwendet werden: kWp, kWh/kWp, Performance-Ratio, Globalstrahlung, Degradation, Amortisation und Eigenverbrauchsanteil.
Begriffe von A bis Z
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Amortisation
Der Zeitpunkt, ab dem die eingesparten bzw. erhaltenen Stromkosten die Anschaffungskosten der Anlage übersteigen – die Anlage hat sich dann „bezahlt gemacht“.
Kommt vor in: Amortisationsrechner
Degradation
Die schleichende, dauerhafte Abnahme der Modulleistung mit dem Alter der Anlage – zu unterscheiden von wetterbedingten Ertragsschwankungen, die sich von Jahr zu Jahr wieder ausgleichen. Meine eigene Anlage verliert nach 21 Betriebsjahren real nur −0,18 %/Jahr.
Kommt vor in: Degradationsrechner
Eigenverbrauchsanteil
Der Anteil des erzeugten Solarstroms, der direkt im Haushalt verbraucht wird, statt ungenutzt ins Netz eingespeist zu werden. Je höher, desto mehr Stromkosten spart die Anlage.
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Globalstrahlung
Die gesamte Sonneneinstrahlung – direktes und diffuses Licht – auf eine Fläche, gemessen in kWh pro Quadratmeter. Schwankt mit Wetter, Jahreszeit und Standort und ist die Berechnungsgrundlage der Performance-Ratio.
Kommt vor in: Performance-Ratio-Rechner
kWh/kWp (spezifischer Ertrag)
Der Jahresertrag geteilt durch die Anlagenleistung. Damit lassen sich Anlagen unterschiedlicher Größe fair vergleichen – unabhängig davon, ob 2 oder 10 kWp verbaut sind.
Kommt vor in: Ertragsvergleich-Rechner, Balkonkraftwerk-Ertragsvergleich
kWp (Kilowatt-Peak)
Die Nennleistung der Module unter genormten Testbedingungen (1.000 W/m² Einstrahlung, 25 °C Zelltemperatur). Meine Hauptanlage hat 2,52 kWp, mein Balkonkraftwerk 0,6 kWp.
Kommt vor in: Performance-Ratio-Rechner, Ertragsvergleich-Rechner, Degradationsrechner, Balkonkraftwerk-Ertragsvergleich
Performance-Ratio (PR)
Das Verhältnis von tatsächlichem zu theoretisch möglichem Ertrag, in Prozent. Zeigt, wie effizient eine Anlage arbeitet – unabhängig vom Wetter. Realistisch sind meist 75–90 %.
Kommt vor in: Performance-Ratio-Rechner
Was bedeutet Photovoltaik (PV)?
Photovoltaik (PV) ist die Umwandlung von Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie. Dazu werden Solarzellen verwendet, welche meistens aus Silizium hergestellt werden. Diese einzelnen Zellen werden dann zu Modulen zusammengeschaltet, woraus sich der Begriff der Photovoltaikmodule ergibt.
Die Stromproduktion von Anlagen kann, beispielsweise bei einem Photovoltaikrechner, grob mit 800 bis 1.000 erzeugten Kilowattstunden pro Kilowatt Nennleistung angesetzt werden. Dies variiert je nach Standort, den Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel der Umgebungstemperatur, und weiteren örtlichen Gegebenheiten. Diese Faustregel deckt sich gut mit der Praxis: Meine eigene 2,52-kWp-Anlage liefert seit 2005 im Jahresschnitt real oft über 1.000 kWh pro kWp, wie meine Ertragsdaten zeigen.
Ein PV-Modul mit einem Quadratmeter kann innerhalb eines Jahres zwischen 100 bis 125 Kilowattstunden umweltfreundlichen Strom erzeugen.
Oft werden PV-Anlagen auch gemeinhin als Solaranlagen bezeichnet, was jedoch nicht ganz richtig ist. Die Solartechnik umfasst auch noch andere Anwendungsgebiete, wie z. B. die Solarthermie.
- Faustregel: 800 bis 1.000 kWh Ertrag pro installiertem kWp und Jahr
- Rund 100 bis 125 kWh Ertrag pro Quadratmeter Modulfläche und Jahr
- Realer Alterungstrend meiner Anlage nach 21 Jahren: nur −0,18 %/Jahr
- Der Gleichstrom aus der Zelle wird vom Wechselrichter in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt
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Die Funktionsweise von Photovoltaikzellen
PV-Zellen bestehen überwiegend aus hochreinem Silizium, welches zuvor in einem aufwendigen Verfahren von Verunreinigungen befreit wurde. Eine PV-Zelle besteht unter anderem aus zwei Siliziumschichten (n-Silizium und p-Silizium), welche bei der Herstellung unterschiedlich dotiert wurden. Dadurch wird es erst möglich, dass beim Auftreffen von Sonnenstrahlen (siehe Bild) eine elektrische Spannung entsteht. Der Gleichstrom wird dann über Kontakte abgegriffen und von einem Wechselrichter in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt.
Vom Silizium zur eigenen Anlage
Aus einzelnen Zellen wie oben beschrieben werden in der Praxis komplette Module verschaltet. Auf meiner Hauptanlage sind das acht ASE-Module mit je 315 Wp (2,52 kWp), in Betrieb seit 2003 – Details zu den verbauten Modulen und dem Wechselrichter finden Sie auf der Seite Meine Photovoltaikanlage. Auch mein kleines Balkonkraftwerk mit zwei 360-Watt-Modulen nutzt exakt dasselbe Funktionsprinzip, nur im Miniaturformat für Balkon oder Terrasse.
Ein häufiges Vorurteil ist, dass Solarzellen im Laufe der Zeit schnell an Leistung verlieren. Meine eigenen Messdaten aus 21 Betriebsjahren zeigen einen realen Alterungstrend von nur −0,18 % pro Jahr – deutlich weniger, als viele Hersteller-Garantien unterstellen. Die komplette Auswertung samt Methodik finden Sie auf der Seite Leistung nach 20 Jahren.
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