Solarertrag berechnen

Lohnt sich die Investition in eine Solaranlage? Die Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage hängt von einigen Einflussfaktoren ab. Anhand weniger Angaben können Sie die Vergütung und den Solarertrag berechnen. Das kann eine wichtige Hilfe bei der Investitionsentscheidung sein. Wir zeigen, wie die Berechnung des Solarertrags gelingt – in nur vier Schritten. 

Das Ziel der Anschaffung einer Solaranlage besteht darin, die Investition zur Deckung des eigenen Energiebedarfs zu nutzen. Daher hängt die Größe der Solaranlage hauptsächlich von Ihrem persönlichen Stromverbrauch ab, den Sie in Ihrer letzten Stromrechnung finden können. Um den benötigten Ertrag der Solarenergie zu berechnen, gehen Sie wie folgt vor:

Ermitteln Sie Ihren durchschnittlichen Stromverbrauch (kWh) der letzten 5 Jahre (a). Die Formel hierfür lautet:

(Summe der Stromwerte der letzten 5 Jahre) / 5 (Jahre) = Durchschnittlicher Stromverbrauch pro Jahr (kWh/a)

In einem Einfamilienhaus wird der Stromverbrauch in der Regel bei etwa 4.000 kWh pro Jahr liegen, während er für dieselben Personen in einer Wohnung tendenziell niedriger ausfallen kann. Überprüfen Sie, ob Ihr Verbrauch in etwa bei dieser Größenordnung liegt. Achten Sie bei dieser Berechnung auch darauf, wie sich Ihr Stromverbrauch in den letzten Jahren entwickelt hat.

Falls Sie in Erwägung ziehen, zusätzliche elektrische Verbraucher wie ein Elektroauto oder eine Wärmepumpe anzuschaffen, sollten Sie den zu erwartenden Mehrverbrauch in Ihre Berechnungen einbeziehen.

Um die nötige Leistung der Solaranlage und damit den Solarertrag berechnen zu können, ist der jährliche Strombedarf durch die zu erwartende Sonnenenergie am Standort zu teilen.

Die Formel lautet also:

Benötigte Leistung (kW_p) = Jährlicher Strombedarf (kWh) / Jährliche Sonneneinstrahlung (kWh/kW_p)

In Deutschland ist die jährliche Sonnenscheindauer in den verschiedenen Regionen höchst unterschiedlich verteilt. Generell nimmt sie von Norden nach Süden zu, aber es gibt auch einige kleinere Besonderheiten. Zum Beispiel ist der zu erwartende Solarertrag in Küstennähe der Ostsee deutlich höher als in den nördlichen Landesteilen. Im Gegensatz dazu ist die Sonneneinstrahlung in Teilen des Ruhrgebiets und Westfalens eher niedrig. Langjährige Statistiken deuten darauf hin, dass ein Stromertrag zwischen 800 und 1.050 Kilowattstunden pro Kilowatt Nennleistung der Solaranlage je nach Standort zu erwarten ist.

In den sonnenreichen Jahren wurden an günstigen Standorten überraschend oft Werte über 1.200 Kilowattstunden erzielt. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob dies statistische Ausreißer sind oder ob sich langjährige Werte aufgrund der Entwicklung der Solarenergie und des Klimawandels verändern werden.

Um eine präzise Ertragsprognose für Ihre Solaranlage zu erstellen und den Solarertrag zu berechnen, ist es entscheidend, zunächst die jährliche Sonneneinstrahlung zu ermitteln. Für die genaue Berechnung empfiehlt sich die Verwendung des Datensatzes von PVGIS. Eine nützliche Übersicht und erste Berechnungsgrundlagen bietet die folgende Tabelle:

Für Nordrhein-Westfalen, wo die durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung etwa 1.000 kWh pro installiertem kW_p beträgt, ergibt sich die Berechnung wie folgt:

Benötigte Leistung (kW_p) = 4.000 kWh / 1.000 kWh/kW_p = 4 kW_p

Das bedeutet, dass Sie für Ihren jährlichen Strombedarf von 4.000 kWh eine Solaranlage mit einer Leistung von 4 kW_p benötigen würden. Natürlich ist dies eine grobe Schätzung, die Ihnen als Ausgangspunkt für die Planung Ihrer Solaranlage dient. Individuelle Faktoren und Standortbedingungen können den tatsächlichen Leistungsbedarf weiter beeinflussen.

Für eine Solaranlage sind die idealen Dachbedingungen schnell erklärt. Das Dach sollte möglichst nach Süden ausgerichtet sein und eine Neigung zwischen 25 und 50 Grad haben. Zudem ist ein Standort mit hoher jährlicher Sonnenscheindauer von Vorteil. Solaranlagen sind auf direkte Sonneneinstrahlung angewiesen, aber sie erzielen immer noch gute Erträge, wenn die Sonne schräg einfällt. Daher rechnet sich eine Solaranlage oft auch auf Dächern, die von den idealen Bedingungen abweichen.

Ertrag je nach Neigungswinkel (horizontal) und Ausrichtung nach Süd (oben) bis nach West oder Ost (unten).

Wenn die Ausrichtung einer Solaranlage von der idealen Südausrichtung abweicht, sind geringfügige Leistungseinbußen zu erwarten. Eine südwestliche oder südöstliche Ausrichtung ist akzeptabel, da Solaranlagen auch hier wirtschaftlich betrieben werden können. Deutlichere Einbußen treten auf, wenn das Dach nahezu direkt nach Osten oder Westen zeigt. Ein wirtschaftlicher Betrieb ist zwar möglich, er erfordert jedoch eine gründliche Prüfung im Voraus. Dächer mit einer Abweichung von mehr als 90 Grad von der Südausrichtung sind jedoch grundsätzlich ungeeignet.

Die Dachneigung ist ein weiterer wichtiger Faktor. Eine Solaranlage erzielt optimale Leistung bei Dachneigungen zwischen 25 und 50 Grad, solange die Dachausrichtung zwischen Südost und Südwest liegt. Größere oder kleinere Neigungen führen zu moderaten Verlusten. Besonders ungünstig ist eine zu steile Dachneigung in Verbindung mit einer erheblichen Abweichung von der Südausrichtung.

Um die Dachfläche (A) unter Berücksichtigung einer Annahme von 30 Grad für die Dachneigung und einer 30 Grad Südabweichung zu berechnen, verwenden Sie die folgende Formel:

A = Benötigte Leistung (kW_p) / ((tan(30°) / tan(30°)) * Sonnenstunden pro Tag)

Angenommen, der Neigungswinkel beträgt 30 Grad, und die durchschnittlichen Sonnenstunden pro Tag sind etwa 4 Stunden, hieße das: A = 4 kW_p / ((tan(30°) / tan(30°)) * 4 Stunden/Tag) = 4 Quadratmeter

Nun benötigen Sie etwa 16 Quadratmeter Dachfläche, auch unter Berücksichtigung einer Annahme von 30 Grad für die Dachneigung.

Die Berechnung des jährlichen Ertrags ist ein entscheidender Schritt, um die Wirtschaftlichkeit Ihrer Solaranlage zu bestimmen. Dieser Wert gibt an, wie viel Strom Ihre Anlage voraussichtlich pro Jahr erzeugen wird.

Die Berechnung erfolgt mit der folgenden Formel:

Jährlicher Ertrag (kWh) = Benötigte Leistung (kW_p) × Jährliche Sonneneinstrahlung (kWh/kW_p)

Setzen Sie die Werte ein: Jährlicher Ertrag (kWh) = 4 kW_p × 1.000 kWh/kW_p = 4.000 kWh

Ihre 4 kW_p Solaranlage mit einer Dachneigung von 30 Grad würde voraussichtlich etwa 4.000 kWh Strom pro Jahr erzeugen. Also theoretisch den gesamten Jahresbedarf aus Schritt 1 decken. Dieser Wert ist eine grobe Schätzung und kann von individuellen Faktoren beeinflusst werden, aber er gibt Ihnen eine Vorstellung davon, wie viel Energie Sie aus Ihrer Solaranlage gewinnen können. Dies ist ein wichtiger Schritt bei der Entscheidung für eine Solaranlage, da er Ihnen hilft, die potenziellen Einsparungen und die Rentabilität Ihrer Investition besser zu verstehen.

Tipp: Bei der Planung der passenden Solaranlage sollten Sie zur Unterstützung auf Fachbetriebe in Ihrer Region zurückgreifen und Ihre Solarertrag-Berechnung überprüfen lassen.