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Der Photovoltaik-Blog
kWp: Was genau ist kWp und was ist der Unterschied zwischen kWp, kWn und kWh?
Was ist kWp? Wenn von erneuerbaren Energien und insbesondere von Solaranlagen die Rede ist, stößt man häufig auf Abkürzungen, Begriffe und Fachausdrücke wie kWp, kWn und kWh, die viele Menschen nicht verstehen oder nicht zu unterscheiden wissen. Aber was genau bedeuten diese Abkürzungen und wie unterscheiden sie sich voneinander? Dieser Artikel bietet eine klare Erklärung dieser wichtigen Begriffe.
Einsparungen und Kosten von Solaranlagen
kWp steht für „Kilowatt Peak“ und beschreibt die Spitzenleistung einer Photovoltaikanlage unter standardisierten Testbedingungen (STC – Standard Test Conditions). Diese Testbedingungen sind:
- Bestrahlungsstärke: 1.000 Watt pro Quadratmeter (W/m²)
- Zelltemperatur: 25 Grad Celsius
- Luftmasse: 1,5 (dies entspricht einem klaren Himmel und einem spezifischen Sonnenstand)
Die Angabe in kWp dient dazu, die maximale Leistung der Solarmodule unter idealen Bedingungen zu vergleichen. In der Praxis wird diese Spitzenleistung jedoch selten erreicht, da reale Bedingungen wie Bewölkung, Staub, Verschattung oder abweichende Temperaturen die Leistung beeinflussen.
• Was bedeutet das "Peak" (P)?
Kilowatt-Peak (kWp) ist ein besonderes Maß, das ausschließlich zur Messung der Leistung von Photovoltaikanlagen verwendet wird. Normalerweise wird elektrische Leistung in Watt gemessen, wobei 1.000 Watt ein Kilowatt ergeben. Der Zusatz „Peak“ dient der Vergleichbarkeit der Leistung verschiedener Photovoltaikmodule unter standardisierten Bedingungen. So stellen die sogenannten Standard-Testbedingungen (STC) sicher, dass Module mit derselben angegebenen Leistung auch gleichwertig sind. Die Leistung eines Photovoltaikmoduls wird dabei in Moduldatenblättern ausgewiesen.
• Standard-Testbedingungen (STC)
Die Standard-Testbedingungen sind einheitliche Betriebsbedingungen, unter denen die Leistung der Module gemessen wird:
- Einstrahlung von 1.000 W/m²: Eine Sonneneinstrahlung von 1.000 Watt pro Quadratmeter in Modulebene.
- Luftmasse (AM) von 1,5: Dies entspricht einem spezifischen Zenitwinkel der Sonne, bei dem die globale Bestrahlungsstärke 1.000 W/m² beträgt.
- Zelltemperatur von 25 °C: Eine festgelegte Betriebstemperatur der Solarmodule.
NOCT – realistischere Bedingungen
Da die realen Betriebsbedingungen oft stark von den STC abweichen, wurde der Normal Operating Cell Temperature (NOCT)-Standard entwickelt. NOCT berücksichtigt, dass sich Module bei einer Einstrahlung von 1.000 W/m² auf weit über 25 Grad Celsius erhitzen. Daher werden für NOCT folgende Bedingungen angenommen:
- Bestrahlungsstärke von 800 W/m²
- Modultemperatur von 45 Grad Celsius
Diese Werte bieten realistischere Anhaltspunkte für die Leistung eines Solarmoduls im Alltag.
Was ist kWn und kWh?
Sowohl kWn als auch kWh geben die tatsächlich erzeugte Energie an, aber die beiden Begriffe sollten nicht miteinander verwechselt werden.
Was ist mit kWn gemeint?
Der Begriff kWn („kilowatt rating“) ist weniger gebräuchlich, wird aber manchmal verwendet, um die Nennleistung einer Anlage oder eines Systems zu bezeichnen.
Im Fall von PV-Anlagen bezieht er sich auf die maximale Leistung, die vom Wechselrichter umgewandelt und bereitgestellt werden kann. Diese Nennleistung kann sich auf bestimmte Betriebsbedingungen beziehen, die nicht unbedingt den Standardtestbedingungen entsprechen.
In einigen Fällen bezieht sich der Begriff kWn auch auf die Leistung, die ein System unter normalen Betriebsbedingungen langfristig und nachhaltig liefern kann, wie dies bei Solarwechselrichtern der Fall ist. Der Begriff ist jedoch nicht genormt, so dass es wichtig ist, die genaue Definition im jeweiligen Kontext zu klären.
Was ist mit kWh gemeint?
kWh steht für „Kilowattstunde“ und beschreibt eine Energieeinheit. Eine Kilowattstunde entspricht der Energiemenge, die ein Gerät mit einer Leistung von einem Kilowatt in einer Stunde verbraucht oder produziert. Beispiele:
- Eine Glühbirne mit 100 Watt, die 10 Stunden leuchtet, verbraucht 1 kWh (100 W x 10 h = 1.000 Wh = 1 kWh).
- Eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 5 kWp, die eine Stunde unter idealen Bedingungen arbeitet, erzeugt 5 kWh.
Das Verhältnis zwischen kWp, kWn und kWh
Unter idealen Bedingungen kann eine Photovoltaikanlage mit 1 kWp rund 1.000 kWh pro Jahr erzeugen. Das entspricht der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung in Deutschland.
Dies gilt jedoch nur, wenn die Anlagenbedingungen den Standard-Testbedingungen (STC) entsprechen, und das ist nicht der Fall, da es immer eine gewisse Bewölkung gibt, die Ausrichtung oder Neigung nicht geeignet ist, sich Schmutz (Staub, Blätter usw.) auf den PV-Modulen ansammelt usw.
Außerdem muss die von den Solarmodulen erzeugte Energie durch den Wechselrichter umgewandelt werden, der die Energie auf die „Nennleistung“ kWn begrenzt, die letztlich die Energie ist, die die Photovoltaikanlage als Ganzes erzeugt (kWh).
Typische Werte für kWp und kWh bei PV-Anlagen
Moderne Photovoltaikmodule haben Modulleistungen von etwa 450 bis 550 Wp. Eine typische Anlage auf einem Einfamilienhaus hat meist eine Leistung zwischen 5 und 15 kWp und besteht somit aus etwa 10 bis 30 Modulen. Der jährliche Ertrag solcher Anlagen liegt bei etwa 5.000 bis 15.000 kWh.
Beispiele:
- 1 kWh Strom reicht aus, um eine Waschmaschine zu betreiben oder für sieben Stunden Fernsehen.
- Eine Anlage mit 5 kWp kann jährlich etwa 5.000 kWh erzeugen, was den Strombedarf eines durchschnittlichen Haushalts decken kann.
Zusätzlich sind die geografische Lage und die Ausrichtung der Anlage entscheidende Faktoren. In süddeutschen Regionen mit höherer Sonneneinstrahlung kann der Ertrag höher ausfallen als in norddeutschen Gebieten. Auch die Dachneigung und mögliche Verschattungen beeinflussen die Stromproduktion erheblich.
kWp – kWn – kWh
Warum sind diese Begriffe wichtig?
Das Verständnis der Begriffe kWp, kWn und kWh ist essenziell, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage einschätzen zu können. Sie spielen eine Schlüsselrolle bei der Planung und Dimensionierung solcher Anlagen. Hier einige Gründe, warum sie so bedeutend sind:
- Vergleich von Modulen und Systemen: Mit kWp kann die maximale Leistung unterschiedlicher Module unter denselben Bedingungen objektiv verglichen werden. Dies hilft bei der Auswahl der besten Module für spezifische Anforderungen.
- Energiebedarf und Dimensionierung: Die kWh geben Auskunft darüber, wie viel Energie eine Anlage über einen bestimmten Zeitraum erzeugt. Dies ist besonders wichtig, um sicherzustellen, dass die erzeugte Energie dem Bedarf entspricht, sei es für den Eigenverbrauch oder für die Einspeisung ins Netz.
- Kosten-Nutzen-Analyse: Mit kWp und kWh lassen sich die Investitionskosten einer Anlage in Bezug auf ihren erwarteten Ertrag analysieren. So können Betreiber den Return on Investment (ROI) besser einschätzen.
- Planung von Speichern: Die Kenntnis der jährlichen kWh-Erzeugung ist entscheidend für die Auswahl und Dimensionierung eines geeigneten Stromspeichersystems, um eine maximale Nutzung des erzeugten Stroms zu gewährleisten.
- Nachhaltigkeit und Klimaschutz: Durch die Berechnung von kWh können die CO₂-Einsparungen und die Beiträge zur Energiewende quantifiziert werden. Dies unterstreicht die Bedeutung solcher Anlagen nicht nur aus ökonomischer, sondern auch aus ökologischer Sicht.
Zusammenfassung
- kWp: Spitzenleistung unter idealen Bedingungen
- kWn: Nominale oder nachhaltige Leistung (je nach Definition)
- kWh: Tatsächlich erzeugte oder verbrauchte Energie
Das Verständnis dieser Begriffe ist entscheidend, um Solaranlagen effektiv zu planen, zu betreiben und ihre Wirtschaftlichkeit zu bewerten. Egal ob für private oder gewerbliche Anwendungen – die richtige Dimensionierung und Nutzung einer Solaranlage sorgt nicht nur für Kosteneinsparungen, sondern auch für einen wertvollen Beitrag zum Klimaschutz.
FAQ - Häufig gestellte Fragen
Im Folgenden haben wir einige der Fragen aufgelistet, die uns unsere Kunden zu kWp oder kWh stellen:
- Was ist 1 kWp in kWh?
- Wie viel Strom produziert 1 kWp am Tag?
- Was bedeutet 8 kW Peak?
- Wie berechnet man die kWp?
