Planungsgrundsätze
Photovoltaikanlage richtig planen: Die optimale Größe
Eine Photovoltaikanlage ist wie ein Maßanzug. Sie muss die örtlichen Gegebenheiten berücksichtigen und zum Nutzer passen. Bereits bei der Planung müssen zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden: die Dachfläche, -ausrichtung- und -neigung, die Globalstrahlung und Verschattung sowie Ihren eigenen Stromverbrauch. Hier erfahren Sie mehr über die wichtigsten Planungsgrundsätze.
Das Dach möglichst voll belegen
Um es vorwegzunehmen: Solarfachleute empfehlen heutzutage, das Dach maximal mit PV-Modulen zu belegen. Denn es ist zu erwarten, dass der private Strombedarf durch Elektroautos und Wärmepumpen in Zukunft deutlich zunehmen wird. Außerdem sind größere Solaranlagen wirtschaftlicher als kleine PV-Anlagen, wie eine Studie der HTW Berlin von 2019 zur Dimensionierung von PV-Anlagen belegt. Denn die Kosten pro kWp sinken mit zunehmender Anlagengröße. Und auch im Hinblick auf Klimaschutz gilt die Devise: Viel hilft viel. Die erst kürzlich beschlossenen höheren Vergütungssätze für die Einspeisung des Solarstroms ins öffentliche Netz machen die Investition künftig auch noch attraktiver.
Maximale Dachfläche ermitteln
Die maximale Größe Ihrer PV-Anlage wird durch die verfügbare und geeignete Dachfläche begrenzt. Bestimmen Sie dafür die Länge und die Höhe der Dachfläche(n) und ziehen Sie Flächen für Dachfenster, Gauben, Antennen und verschattete Bereiche ab. Hilfreich ist hierbei ein Bauplan Ihres Hauses. Ist dieser nicht verfügbar, fertigen Sie sich idealerweise selbst eine Zeichnung Ihres Daches.
Tipp: Mit der Sales App der MVV kann Ihr Berater direkt im Vor-Ort-Termin mit Ihnen gemeinsam Ihre PV-Anlage konfigurieren. Dank der Einbindung von Fotos kann die Dachbelegung mit PV-Modulen visualisiert werden. So sehen Sie bereits in der Angebotsphase, wie Ihr Dach mit PV-Anlage aussehen wird und wie viele Module auf Ihr Dach passen.
Modulleistung bestimmt die erforderliche Fläche der Solaranlage
Neben der nutzbaren Dachfläche ist die Leistung der PV-Module entscheidend für die PV-Anlagengröße. Die Größe der beispielsweise von der MVV angebotenen PV-Module beträgt ca. 175 x 110 cm. Das entspricht etwa 2 m² Fläche pro Modul. Pro installiertem Watt Peak erntet man in Deutschland ungefähr 1 kWh Sonnenstrom über das Jahr hinweg.
Um 10.000 kWh Solarstrom zu erzeugen, müssen Sie also eine 10 kWp Anlage installieren. Bei einer Modulleistung von 380 Watt bis 410 Watt benötigen Sie für 1 kWp installierte Leistung demnach etwa 2,5 PV-Module und damit 5 m² Fläche. Eine 6 kWp Anlage ist dementsprechend ca. 30 m² groß. Und eine 10 kWp Anlage benötigt 50 m² Dachfläche für 24-25 Module. Umgekehrt betrachtet: Ist Ihr Dach 60 m² groß, so können Sie darauf eine PV-Anlage mit 12 kWp Leistung installieren.
Zwischenfazit
Wenn Sie 10.000 kWh pro Jahr benötigen, brauchen Sie also eine 10 kWp-Anlage. Das entspricht hochgerechnet rund 25 Module beziehungsweise 50 Quadratmeter Dachfläche.
Strombedarf ermitteln und für die Zukunft hochrechnen
Nicht jeder verfügt über das nötige Budget für die Maximalbelegung seines Daches. In diesem Fall sollten Sie Ihre PV-Anlage verbrauchsoptimiert planen, so dass Sie möglichst unabhängig vom öffentlichen Stromnetz sind und gleichzeitig möglichst viel Ihres selbsterzeugten Solarstroms auch selbst nutzen können. Dabei kommt es auf die individuelle Situation an, insbesondere auf den Jahresstromverbrauch in Ihrem Haushalt.
Ein durchschnittlicher 4-Personenhaushalt verbraucht pro Jahr etwa 4.000 bis 5.000 Kilowattstunden (kWh). Denken Sie aber nicht nur an Ihren aktuellen Verbrauch. Planen Sie in nächster Zeit die Anschaffung eines E-Autos, sollten Sie bei einer durchschnittlichen Fahrleistung von 12.000 km etwa 2.000 kWh Stromverbrauch im Jahr dazurechnen. Auch wenn Sie Ihre Öl- oder Gasheizung durch eine Wärmepumpe ersetzen wollen, sollten Sie diesen Strombedarf bereits bei der Planung Ihrer PV-Anlage einkalkulieren. Je nach Bauart der Wärmepumpe und Wärmebedarf Ihres Haushaltes werden dafür nochmals 2.500 – 5.500 kWh Strom benötigt.
Zwischenfazit
Mit Elektroauto und Wärmepumpe summiert sich der Jahresstromverbrauch eines 4-Personen-Haushalts schnell auf 10.000 kWh. Es empfiehlt sich, zumindest rein rechnerisch diesen Verbrauchswert mit einer PV-Anlage zu erzeugen. Die PV-Anlage sollte also in diesem Fall wenigstens 10 kWp Leistung haben.
Sonneneinstrahlung: Höhere Solarerträge im Süden
Zur einfacheren Berechnung geht man in Deutschland üblicherweise von einem durchschnittlichen Solarertrag von 1 kWh Sonnenstrom pro installiertem Watt Peak über das Jahr hinweg aus. Um 10.000 kWh Solarstrom zu erzeugen, müssen Sie also eine 10 kWp Anlage installieren. Die tatsächlich produzierbare Strommenge variiert jedoch von Region zu Region aufgrund der unterschiedlichen Sonneneinstrahlung – je nach Standort zwischen 900 und 1.300 kWh/m² pro Jahr. Insbesondere in Baden-Württemberg und Bayern ist sie im Vergleich zu anderen Bundesländern überdurchschnittlich hoch und erreicht Jahreswerte bis zu 1.325 kWh/m².
Der Ertrag Ihrer Anlage berechnet sich dann wie folgt:
Anlagenleistung (kWp) x regionale Sonneneinstrahlung (kWh/m²) = Stromertrag
Beispiel: Wohnen Sie in Mannheim (ca. 1.170 kWh/m² Sonneneinstrahlung im Jahr) und hat Ihre PV-Anlage eine Leistung von 8 kWp, können Sie mit einem jährlichen Stromertrag von etwa 9.360 kWh rechnen.
Übrigens: Konkrete Werte für Ihren Standort finden Sie in der Einstrahlungskarte vom Deutschen Wetterdienst sowie in den Solarkatastern der einzelnen Bundesländer. In den Solarkatastern können Sie nach einer konkreten Adresse suchen und finden hier bereits eine detaillierte Potenzialanalyse für Ihr Dach!
Weitere Einflussfaktoren: Dachausrichtung, Dachneigung und Verschattung
Daneben sind die Dachausrichtung sowie die Dachneigung entscheidend für den Solarertrag. Das Maximum Ihrer PV-Anlage wird erreicht, wenn die Sonnenstrahlen senkrecht auf die PV-Module auftreffen. Das ist der Fall, wenn das Dach nach Süden ausgerichtet ist, eine Neigung von 30 bis 40 Grad hat und auch nur im Sommer in der Mittagszeit. Allerdings steht die Sonne nicht auf einer Stelle, sondern ändert im Verlaufe des Tages und Jahres durch die Erddrehung ihren Stand. Zudem haben Dächer unterschiedliche Neigungswinkel und Ausrichtungen.
Aber auch auf einem Dach mit Ost- oder Westausrichtung, steileren oder flacheren Neigungen sind über 80 Prozent Ertrag vom Optimum möglich. Bei einem Flachdach etwa werden die Module optimal zur Sonne ausgerichtet und erreichen bis zu 87 Prozent des maximal möglichen Ertrags unter optimalen Bedingungen. Bei der Planung ist es ebenso wichtig, darauf zu achten, ob Bäume, Schornsteine, Gauben oder benachbarte Gebäude im Laufe des Tages zur Verschattung der PV-Anlage führen. Denn diese würden den Solarertrag entscheidend reduzieren. All diese Faktoren werden bereits im ersten Vor-Ort-Termin bei Ihnen berücksichtigt.
Ausführlicher beleuchten wir dieses Thema in unserem Ratgeber zum Thema Himmelsrichtung und Dachneigung.
Fazit: Zielsetzung und örtliche Gegebenheiten entscheiden über die Größe
Eine pauschale Empfehlung zur Größe Ihrer PV-Anlage zu machen, ist nicht möglich. Vielmehr hängt die optimale Anlagengröße von verschiedenen Faktoren ab, wie die nutzbare Fläche des Daches sowie seine Ausrichtung und Neigung, Ihren aktuellen und künftigen Haushaltsstromverbrauch, aber auch von Ihrem Budget und Ihrer generellen Zielsetzung. Möchten Sie einen möglichst hohen Eigenverbrauch erzielen, sich weitestgehend unabhängig vom öffentlichen Stromnetz machen, eine möglichst hohe Rendite Ihrer Investition erzielen oder aber das Optimum im Hinblick auf den Klimaschutz erreichen? Für die letzten drei Ziele gilt: Machen Sie Ihr Dach so voll wie möglich. Denn je größer die Solaranlage, desto niedriger sind die Kosten je kWp. Fehlt es Ihnen am nötigen Budget, planen Sie Ihre Anlage so, dass Sie einen möglichst hohen Eigenverbrauch erzielen.
Probieren Sie es doch einfach einmal aus und berechnen Sie Ihre PV-Anlage!
