kWp und kWh: Das bedeuten die Kennzahlen

kWp und kWh sind zwei der wichtigsten Kennzahlen, um Photovoltaikanlagen (PV) zu dimensionieren und ihre Leistung zu bewerten. Oftmals besteht jedoch Verwirrung darüber, was diese Metriken genau bedeuten und wofür sie verwendet werden.

In diesem Artikel werden kWp und kWh daher ausführlich erläutert. Es wird erklärt, was die Einheiten bedeuten, wie sie berechnet werden und welche typischen Werte für PV-Anlagen auf Wohnhäusern angenommen werden können.

Mit dem Verständnis von kWp und kWh lassen sich PV-Anlagen besser planen und beurteilen. Man kann die mögliche Leistung abschätzen und sicherstellen, dass die Anlage für den Eigenbedarf ausreichend dimensioniert ist. Zudem kann man anhand der Kennzahlen die tatsächliche Energieproduktion der Anlage überwachen.

Dieser Artikel soll Licht ins Dunkel bringen, was kWp und kWh genau sind. Am Ende sollten die Metriken klar sein und man sollte typische Größenordnungen für PV-Anlagen auf Einfamilienhäusern kennen.

Was ist kWh?

kWh steht für Kilowattstunde und ist die Einheit, mit der der Energieverbrauch und -ertrag gemessen wird.

Definition und Beispiele für kWh

• Eine kWh ist die Energiemenge, die ein Gerät mit einer Leistung von 1 Kilowatt (1000 Watt) in einer Stunde verbraucht.

• kWh wird verwendet, um den Stromverbrauch von Haushaltsgeräten wie Lampen, Fernseher, Computer usw. anzugeben.

• Auch die Energieproduktion von Solaranlagen wird in kWh angegeben. Zum Beispiel gibt eine 5 kWp Solaranlage ca. 5000 kWh pro Jahr.

• Der durchschnittliche Jahresstromverbrauch eines Haushalts liegt bei 3000 bis 5000 kWh.

Typischer kWh-Verbrauch

Der durchschnittliche jährliche Stromverbrauch eines deutschen Haushalts liegt bei etwa 3000 bis 5000 kWh. Dieser Wert variiert natürlich abhängig von der Haushaltsgröße, den genutzten Geräten und dem individuellen Nutzerverhalten.

Einige typische Verbrauchswerte für Haushaltsgeräte:

• Kühlschrank: 300 bis 500 kWh pro Jahr
• Gefriertruhe: 250 bis 350 kWh pro Jahr
• Geschirrspüler: 100 bis 300 kWh pro Jahr
• Waschmaschine: 150 bis 250 kWh pro Jahr
• Elektroherd: 500 bis 1200 kWh pro Jahr
• TV-Gerät: 80 bis 200 kWh pro Jahr
• Laptop: 20 bis 100 kWh pro Jahr
• Staubsauger: 50 bis 100 kWh pro Jahr
• Beleuchtung: 100 bis 300 kWh pro Jahr

Addiert man die wichtigsten Geräte zusammen, kommt man meist auf einen jährlichen Stromverbrauch zwischen 3000 und 5000 kWh für einen Durchschnittshaushalt mit 2-4 Personen. Größere Haushalte oder solche mit Pool, Sauna oder Wärmepumpe können auch über 10.000 kWh pro Jahr verbrauchen.

Beim Vergleich des eigenen Stromverbrauchs mit diesen Richtwerten sollte man beachten, dass sich der Verbrauch von Jahr zu Jahr unterscheiden kann, abhängig z.B. von der Anzahl an Bewohnern oder der Nutzungsintensität von Geräten.

Was kWp bedeutet

kWp steht für Kilowatt-Peak und bezeichnet die maximale Nennleistung einer Photovoltaikanlage unter Standard-Testbedingungen (STC).

Die Einheit kWp gibt an, welche Spitzenleistung eine PV-Anlage erbringen kann, wenn die Rahmenbedingungen optimal sind. Das bedeutet:

• Einstrahlung von 1000 Watt pro Quadratmeter
• Modultemperatur von 25°C
• Luftmasse von 1,5

Unter diesen Standardtestbedingungen wird die maximale Leistung der Solarmodule bestimmt. Beispielsweise hat ein Modul mit einer Nennleistung von 300 Watt unter STC eine Leistung von 300 kWp.

In der Praxis erreicht eine PV-Anlage selten ihre maximale kWp Leistung, da die realen Bedingungen meist schlechter sind als unter Testbedingungen. Trotzdem ist die kWp Leistung ein wichtiger Wert, um PV-Anlagen miteinander zu vergleichen und die Modulanzahl für die gewünschte Gesamtleistung zu bestimmen.

Die Formel lautet:

kWp = Anzahl der Module x Nennleistung eines Moduls in kWp

Bei der Planung einer PV-Anlage ist kWp daher eine zentrale Kenngröße.

Berechnung von kWp

Die Leistung einer PV-Anlage wird in kWp (Kilowatt-Peak) angegeben. kWp gibt die maximale Nennleistung der Anlage unter Standard Testbedingungen an.

Um die kWp einer PV-Anlage zu berechnen, muss man Folgendes wissen:

• Anzahl der PV-Module
• Nennleistung der einzelnen Module in Watt (Wp)

Dann wird die Gesamtleistung durch folgende Formel berechnet:

Formel:

kWp = Anzahl Module x Nennleistung pro Modul 

Beispiel:
Eine PV-Anlage mit 20 Modulen, die jeweils eine Nennleistung von 300 Watt haben, hätte folgende kWp:

kWp = 20 Module x 300 Wp pro Modul
     = 6000 Wp
     = 6 kWp

Die kWp gibt also die summierte Nennleistung aller PV-Module unter Standardbedingungen an. Je mehr Module mit hoher Nennleistung installiert sind, desto höher ist die kWp der Anlage. Die tatsächliche Energieausbeute in kWh hängt dann noch von anderen Faktoren ab.

Typische kWp-Werte

Die kWp-Leistung einer Solaranlage hängt von verschiedenen Faktoren ab wie verfügbarem Dachfläche, Energieverbrauch und Budget. Für Einfamilienhäuser liegt die typische Anlagengröße im Bereich von 5 bis 15 kWp.

• 5 kWp - Kleine Anlagengröße für Einfamilienhäuser mit geringem Strombedarf. Dies entspricht etwa 15-20 Solarmodule.

• 8-10 kWp - Mittlere und gebräuchliche Anlagengröße für die meisten Einfamilienhäuser. Entspricht ca. 25-30 Solarmodulen.

• 12-15 kWp - Größere Anlagen für Einfamilienhäuser mit hohem Strombedarf oder Elektroautos. Umfasst 35-45 Module.

• 20+ kWp - Sehr große Anlagengrößen, die jedoch auf Einfamilienhäusern kaum vorkommen. Eher für Mehrfamilienhäuser, Betriebe etc.

Eine gute Faustregel ist, dass etwa 1 kWp auf 10-15 m2 Dachfläche entfallen. Bei der Wahl der optimalen Anlagengröße sollte der Eigenverbrauchsanteil möglichst hoch sein, um den Ertrag zu maximieren.

Jährlicher Ertrag in kWh

Der jährliche Ertrag einer PV-Anlage wird in kWh angegeben. Er hängt von verschiedenen Faktoren ab, aber die Systemgröße in kWp ist der wichtigste Faktor.

• Kleinere Anlagen bis 5 kWp liefern typischerweise 3.000 - 4.000 kWh pro Jahr.

• Mittlere Anlagen von 5-10 kWp erreichen 5.000 - 8.000 kWh Jahresertrag.

• Größere Anlagen über 10 kWp können 9.000 - 12.000 kWh pro Jahr erzeugen.

Typischer Jahresertrag in kWh für verschiedene Anlagengrößen:

• 3 kWp Anlage: ca. 3.500 kWh
• 5 kWp Anlage: ca. 5.500 kWh
• 8 kWp Anlage: ca. 8.000 kWh
• 10 kWp Anlage: ca. 10.000 kWh
• 15 kWp Anlage: ca. 13.500 kWh

Wie viel Strom eine Anlage erzeugt, hängt neben der Größe auch von Standort, Ausrichtung, Wetter und weiteren Faktoren ab. Die angegebenen Werte sind Richtwerte für Deutschland. Mit zunehmender Anlagengröße steigt der Ertrag überproportional an.

Faktoren für kWh Ertrag

Der tatsächliche jährliche Energieertrag einer PV-Anlage in kWh hängt von verschiedenen Faktoren ab:

• Standort und Wetter: Die Solarstrahlung ist abhängig von geografischer Breite, lokalen Wetterbedingungen und Verschattungen. Süd-Deutschland hat mehr Sonnenstunden als Nord-Deutschland.

• Ausrichtung und Neigungswinkel: Die Module sollten optimal nach Süden ausgerichtet sein. Der Neigungswinkel sollte der geografischen Breite entsprechen (ca. 30-50° in Deutschland).

• Modul-Effizienz: Effizientere Module mit höheren Wirkungsgraden erzielen mehr Ertrag. Mono- und polykristalline Module haben ca. 15-22% Wirkungsgrad.

• Wechselrichter-Effizienz: Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Module in Wechselstrom um. Je effizienter der Wechselrichter, desto weniger Verluste.

• Verschattungen: Verschattungen durch Bäume, Gebäude oder Schornsteine verringern den Ertrag der Anlage. Eine freie Ausrichtung ist optimal.

• Anlagengröße: Größere Anlagen haben eine höhere kWp-Leistung und erzielen entsprechend mehr kWh-Ertrag pro Jahr.

• Anlagenalter: Der Energieertrag sinkt mit zunehmendem Alter der Module um ca. 0,5-1% pro Jahr.

Durch die Wahl des Standorts und der Komponenten lässt sich der kWh-Ertrag optimieren. Eine Simulation hilft die Erträge abzuschätzen.

Beispielrechnung kWp & kWh

Schauen wir uns ein konkretes Beispiel für die Berechnung von kWp und den erwarteten kWh Ertrag an.

Angenommen, ein Einfamilienhaus installiert eine 6 kWp Solaranlage. Dies entspricht typischerweise 16-20 Solarmodule mit einer Leistung von 300-375 Wp pro Modul.

Für eine 6 kWp Anlage würde man also beispielsweise folgende Konfiguration wählen:

• 16 Module mit je 375 Wp Leistung
• 16 * 375 Wp = 6000 Wp = 6 kWp

Der erwartete Jahresertrag dieser 6 kWp Anlage lässt sich wie folgt abschätzen:

In Deutschland kann man grob von 1000 kWh Ertrag pro kWp Nennleistung ausgehen. Für eine 6 kWp Anlage bedeutet das:

• 6 kWp * 1000 kWh/kWp = 6000 kWh erwarteter Jahresertrag

Dieser Ertrag von 6000 kWh entspricht in etwa dem durchschnittlichen Stromverbrauch eines 3-4 Personen Haushalts in Deutschland.

Mit einer 6 kWp Solaranlage könnte ein solcher Haushalt also einen großen Teil seines Strombedarfs selbst decken und wäre deutlich unabhängiger vom Stromnetz und steigenden Strompreisen.

Vor- und Nachteile von kWp & kWh

kWp und kWh haben jeweils ihre Vor- und Nachteile als Metriken für PV-Anlagen.

Vorteile von kWp

• Einfache Berechnung der maximalen Leistung anhand von Panelanzahl und Nennleistung
• Guter Indikator für die Größe und Kosten einer Anlage
• Unabhängig von Standort und Wetter, da theoretischer Maximalwert

Nachteile von kWp

• Sagt nichts über den realen Ertrag der Anlage aus
• Berücksichtigt keine Effizienzverluste im System
• Kann bei Laien zu falschen Erwartungen führen

Vorteile von kWh

• Realistische Angabe des Ertrags und Nutzens einer Anlage
• Berücksichtigt Standort, Wetter und Effizienz
• Gut verständliche Einheit für Stromverbrauch

Nachteile von kWh

• Schwer genau vorherzusagen, da von vielen Faktoren abhängig
• Schwieriger zu berechnen und zu vergleichen zwischen Anlagen
• Weniger aussagekräftig für Größe und Kosten der Anlage

Sowohl kWp als auch kWh haben also ihre Berechtigung als Metriken. Ideal ist eine Betrachtung beider Werte, um die Stärken zu nutzen und die Schwächen auszugleichen. kWp gibt Auskunft über die installierte Leistung, kWh über die praktische Nutzung.

Zusammenfassung und Fazit zu kWp und kWh für PV

kWh und kWp sind die wichtigsten Kennzahlen um die Leistung von Photovoltaikanlagen zu bewerten.

kWp steht für Kilowatt peak und gibt die maximale Nennleistung der PV-Anlage unter Standardtestbedingungen an. Es ist abhängig von der Anzahl und Leistung der installierten PV-Module.

kWh steht für Kilowattstunde und ist eine Einheit für den Energieertrag. kWh gibt an, wie viel Energie die PV-Anlage tatsächlich erzeugt. Der Ertrag hängt von vielen Faktoren wie Wetter und Ausrichtung ab.

Für Hauseigentümer ist es wichtig, die kWp der geplanten Anlage mit dem prognostizierten kWh Ertrag abzugleichen. Nur so lässt sich abschätzen, ob die Anlage den Eigenverbrauch optimal decken kann.

Die Faustregel lautet, dass pro installiertem kWp rund 800 bis 1.200 kWh pro Jahr erzeugt werden. Für ein Einfamilienhaus reicht in der Regel eine Anlage mit 5-10 kWp um den Basisstrombedarf abzudecken.

Mit den Kennzahlen kWp und kWh lässt sich die PV-Anlage gut planen und im Betrieb überwachen. kWp gibt Auskunft über die installierte Leistung und kWh zeigt an, ob der Ertrag mit der Planung übereinstimmt. Beide zusammen ermöglichen es die Performance der PV-Anlage zu beurteilen.

Häufige Fragen

Was ist eine gute kWp-Größe für mein Haus?

Die optimale kWp-Größe hängt von Faktoren wie verfügbarer Dachfläche, Stromverbrauch und Budget ab. Typische Werte für Einfamilienhäuser liegen zwischen 5-15 kWp. Je größer die Anlage, desto mehr Strom kann erzeugt werden. Allerdings steigen auch die Kosten mit zunehmender kWp. Es empfiehlt sich, den eigenen Verbrauch und mögliche Einspeisevergütung zu analysieren, um die ideale Anlagengröße zu bestimmen.

Wie viele kWh wird meine PV-Anlage produzieren?

Mit einer 5 kWp Anlage sind ca. 5000 kWh pro Jahr zu erwarten. Bei größeren Anlagen bis 15 kWp liegt der Ertrag bei 8000-15000 kWh. Entscheidend sind Standort, Ausrichtung und Neigung der Module sowie lokale Wetterbedingungen. Eine Simulation hilft, die prognostizierte kWh-Produktion abzuschätzen.

Welche Geräte kann man mit 1 kWh 1 Stunde lang betreiben?

Mit 1 kWh kann man üblicherweise Leuchten, Fernseher, Computer oder Küchengeräte etwa eine Stunde lang betreiben. Der exakte Verbrauch hängt von der Leistungsaufnahme des Geräts ab. Auf dem Typenschild findet man die Angabe der Leistung in Watt. Durch Division mit 1000 erhält man den ungefähren Stromverbrauch pro Stunde in kWh.

Wie berechne ich die kWp meiner Anlage?

Die kWp ergibt sich aus der Anzahl der Solarmodule multipliziert mit der Nennleistung eines einzelnen Moduls. Beispiel: Bei 20 Modulen mit je 300 Watt Nennleistung beträgt die kWp 20 * 300 = 6000 Watt oder 6 kWp. So lässt sich die max. Leistung der Anlage einfach berechnen.