Solarmodul-Rechner

Was ist ein Solarmodul-Rechner?

Ein Solarmodul-Rechner ist ein Planungswerkzeug, das Ihren Strombedarf in eine konkrete Photovoltaik-Anlage (PV) umsetzt: die Gesamtgröße der Anlage in Kilowatt, die Anzahl der einzelnen Module, die Sie installieren müssten, und ungefähr, wie viel Dachfläche sie einnehmen. Statt zu raten, geben Sie ein, wie viel Energie Sie verbrauchen, wie sonnig Ihr Standort ist und welche Moduldaten Sie in Betracht ziehen – und der Rechner dimensioniert die Anlage für Sie.

Das ist wichtig, weil eine zu kleine Anlage einen Teil Ihrer Rechnung ungedeckt lässt, während eine zu große Geld für Module und Wechselrichterkapazität verschwendet, die Sie nie nutzen. Die richtige Größe zu treffen ist der erste Schritt jedes Dach-Solarprojekts.

Wie funktioniert der Rechner?

Die Berechnung beruht auf einer einfachen Idee: Jedes Kilowatt installierter Module erzeugt eine vorhersehbare Energiemenge pro Tag, und Sie brauchen genug Kilowatt, um Ihren Tagesbedarf zu decken.

Zunächst wird Ihr Verbrauch auf einen durchschnittlichen täglichen Energiebedarf reduziert. Wenn Sie einen Monatswert eingeben, wird er durch die durchschnittliche Anzahl der Tage eines Monats geteilt:

Die Energie, die ein einzelnes Kilowatt Module pro Tag liefert, hängt von zwei Dingen ab: den Spitzensonnenstunden an Ihrem Standort (die äquivalente Anzahl Stunden pro Tag mit voller Sonneneinstrahlung von 1000 W/m²) und dem Leistungsverhältnis (ein Minderungsfaktor, der reale Verluste durch Wärme, Verkabelung, Wechselrichter und Verschmutzung erfasst). Die erforderliche Anlagengröße in Kilowatt ist daher:

wobei $E_{\text{day}}$ der Tagesbedarf in kWh, $H_{\text{sun}}$ die Spitzensonnenstunden pro Tag und $r$ das Leistungsverhältnis ist.

Kennt man die Nennleistung eines Moduls, $W_{\text{panel}}$ (in Watt), ist die Anzahl der Module die Anlagengröße in Watt geteilt durch die Modulleistung, aufgerundet auf ein ganzes Modul:

Wenn Sie schließlich die physische Fläche eines Moduls, $A_{\text{panel}}$, angeben, schätzt der Rechner die von der Anlage belegte Dachfläche:

Die Eingaben verstehen

• Spitzensonnenstunden verdichten einen ganzen Tag wechselnden Lichts auf die äquivalente Stundenzahl bei der Standard-Einstrahlung von 1000 W/m². Sonnige Regionen niedriger Breiten können im Mittel 5–6 Stunden erreichen, während bewölkte nördliche Klimazonen 3 oder weniger sehen.

• Das Leistungsverhältnis ist der Anteil der Nennleistung der Module, der tatsächlich an Ihrem Zähler ankommt. Typische reale Anlagen liegen bei etwa 0,7–0,8; dieser Rechner verwendet standardmäßig 0,75. Ein niedrigeres Verhältnis bedeutet, dass für denselben Bedarf mehr Module nötig sind.

• Die Modulleistung ist die Nennleistung eines Moduls unter Standard-Testbedingungen. Moderne Wohnmodule liegen üblicherweise zwischen 300 W und 450 W.

Beispiel 1: ein Tagesbedarf

Angenommen, ein Haushalt verbraucht 30 kWh pro Tag, der Standort erreicht im Mittel 5 Spitzensonnenstunden, und Sie planen 400-W-Module mit einem Leistungsverhältnis von 0,75. Jedes Modul misst 1,95 m².

Die Anlagengröße ist:

Die Anzahl der Module ist:

Und die Dachfläche ist:

Eine 8-kW-Anlage aus zwanzig 400-W-Modulen, die etwa 39 m² Dach belegt, deckt also den Bedarf.

Beispiel 2: eine Monatsrechnung

Nehmen wir nun an, Sie kennen nur Ihren monatlichen Verbrauch von 900 kWh, an einem Standort mit 4 Spitzensonnenstunden, mit 350-W-Modulen bei einem Leistungsverhältnis von 0,75.

Zunächst in einen Tagesbedarf umrechnen:

Die Anlagengröße wird:

Und die Anzahl der Module wird aufgerundet:

Weniger Spitzensonnenstunden und kleinere Module erhöhen die Anlage bei ähnlichem Jahresverbrauch auf 29 Module.

Praktische Hinweise

• Das Ergebnis ist eine Planungsschätzung, kein technischer Entwurf. Dachausrichtung, Neigung, Verschattung und saisonale Schwankungen verändern den realen Ertrag, betrachten Sie die Modulanzahl also als Ausgangspunkt.

• Das Aufrunden der Modulanzahl stellt sicher, dass die Anlage den Zielbedarf deckt (und sich nicht nur annähert); das letzte Modul fügt meist einen kleinen Überschuss hinzu.

• Wenn Sie nur einen Teil Ihrer Rechnung decken möchten, multiplizieren Sie den eingegebenen Verbrauch vor der Berechnung mit diesem Anteil.

• Ein konservativeres Leistungsverhältnis ist in heißen Klimazonen oder bei Anlagen mit langen Kabelwegen ratsam, da beides die gelieferte Energie verringert.