Erklärte Leistung und Leistung von Solarmodulen

Die Nennleistung eines Solarmoduls gibt an, wie viel Strom es unter idealen Laborbedingungen liefert. Bei realen Installationen hängt die tatsächliche Wattleistung des Solarmoduls von externen Faktoren wie Sonnenschein und Umgebungstemperatur ab.

Die vom Modulhersteller angegebene Nennleistung in Watt kann Ihnen eine Vorstellung davon geben, wie viel Strom Sie voraussichtlich erzeugen werden. In diesem Artikel erklären wir vom Guides Home Team die Wattzahl von Solarmodulen, wie Sie die Anzahl der Solarmodule ermitteln, die Sie für die Stromversorgung Ihres Hauses benötigen, und was Sie voraussichtlich zahlen werden.

Bei den Sonneneinstrahlungsbedingungen eines bestimmten Standorts erzeugen Solarmodule mit einer höheren Nennleistung mehr Kilowattstunden (kWh) Strom pro Jahr als Module mit einer niedrigeren Leistung. Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie viel Energie Solarmodule an Ihrem Standort produzieren können, können Sie den Global Solar Atlas der Weltbank nutzen.

Wie Sie im Atlas sehen können, genießen westliche Staaten wie Kalifornien und Arizona viel mehr jährliche Sonnenstunden als nordöstliche Staaten wie New York und Massachusetts. Allerdings herrschen in den gesamten USA günstige Bedingungen für Solarmodule

Vorausgesetzt, Sie haben einen Standort mit ausreichend Sonnenschein und ohne Schatten, kann jedes Kilowatt Solarkapazität mehr als 1.400 kWh pro Jahr erzeugen. Die folgende Tabelle fasst zusammen, wie viel Sie mit unterschiedlichen Systemkapazitäten erwirtschaften können:

Mit einem höheren PVOUT-Wert erhöhen sich die Werte in der Tabelle oben entsprechend. Wenn Sie beispielsweise an einem sonnigen Ort leben, an dem der Global Solar Atlas 1.700 kWh/kWp anzeigt, würde eine 6-kW-Anlage 10.200 kWh/Jahr liefern.

Die Stromabgabe von Photovoltaikmodulen hängt von der direkten Sonneneinstrahlung ab, die auf ihre Oberfläche trifft. Aus diesem Grund ist die Produktivität von Solarmodulen an sonnigen Standorten höher und bei bewölktem Wetter oder an Orten, an denen die umliegenden Gebäude übermäßigen Schatten spenden, geringer. Bei identischen Sonneneinstrahlungs- und Temperaturbedingungen hängt die Energieausbeute von Solarmodulen von deren Effizienz ab.

Lassen Sie uns die Hauptfaktoren besprechen, die die von Solarmodulen erzeugte Strommenge bestimmen.

Der Wirkungsgrad von Solarmodulen kann zwischen weniger als 10 % und mehr als 20 % liegen. Der Effizienzwert ist einfach die Menge an Sonnenlicht, die in Strom umgewandelt wird, wenn das Panel unter idealen Bedingungen in einem Labor getestet wird. Ab 2023 liegen die effizientesten Solarmodule auf dem Markt zwischen 20,60 % und 22,80 %, wobei SunPower-Module an der Spitze der Effizienzwertung stehen.

In tatsächlichen Installationen wird die Effizienz von Solarmodulen durch Faktoren wie Staubansammlung und hohe Temperaturen beeinflusst. Sie können Staubansammlungen vorbeugen, indem Sie Ihre Solarmodule ein- bis zweimal im Jahr reinigen lassen. Gegen hohe Temperaturen kann man nichts tun, und die Panels verlieren mit jedem Grad Celsius Temperaturanstieg 0,30 % bis 0,40 % ihrer Produktivität. Glücklicherweise ist dies ein vorübergehender Effekt, und die verlorene Effizienz wird wiederhergestellt, wenn die Panels abkühlen.

Es gibt drei Haupttypen von Solarmodulen: monokristalline, polykristalline und Dünnschicht-Solarmodule. Hier erfahren Sie, was Sie über sie wissen müssen.

Dank ihrer hohen Effizienz erzielen monokristalline Module die höchste Kilowattstundenleistung pro abgedecktem Quadratfuß. Branchenexperten halten sie für die besten Solarmodule für Privathäuser, insbesondere wenn die Dachfläche begrenzt ist.

Sie können Solarmodule nach der Anzahl ihrer Photovoltaikzellen klassifizieren. Die meisten Panels haben entweder ein 60-Zellen-Design in einer 6×10-Anordnung oder ein 72-Zellen-Design in einer 6×12-Anordnung.

Einige Solarhersteller bieten mit 66 Zellen eine Zwischengröße und Bauform an. Einige Solarmarken verwenden Halbzellen mit einem höheren Wirkungsgrad, die Gesamtgröße des Solarmoduls ändert sich jedoch nicht. Sie haben 120, 132 oder 144 Halbzellen im gleichen Raum (statt 60, 66 oder 72 Vollzellen).

Um die von Solarmodulen erzeugte Energie zu steigern, stellen Sie sicher, dass sie das ganze Jahr über so lange wie möglich der Sonne ausgesetzt sind. Der Sonnenstand am Himmel ändert sich ständig und der ideale Neigungswinkel für Solarmodule hängt von Ihrem geografischen Standort ab. Je weiter nördlich Sie wohnen, desto tiefer steht die Sonne am Himmel. Das bedeutet, dass die Sonnenkollektoren stärker geneigt werden müssen, um die Anzahl der Stunden direkter Sonneneinstrahlung zu erhöhen.

Neben dem optimalen Neigungswinkel müssen Sie auch die Ausrichtung der Solarmodule berücksichtigen. In Ländern der nördlichen Hemisphäre wie den USA ist es sinnvoll, Ihre Panels nach Süden auszurichten, da von dieser Himmelshälfte mehr Sonnenlicht einfällt. In einigen Anwendungen sind jedoch nach Westen und Osten ausgerichtete Paneele sinnvoll:

Wie Sie im Global Solar Atlas sehen können, hängt die jährliche Sonnenscheindauer von Ihrem geografischen Standort ab. Wenn zwei 6-kW-Solarstromanlagen in verschiedenen Bundesstaaten installiert werden und eine davon im Jahr 30 % mehr Sonnenschein bekommt, erhöht sich auch die Energieproduktion um rund 30 %.

Die Anzahl der Solarmodule, die ein Haus benötigt, hängt von drei Faktoren ab: der Sonneneinstrahlung, dem Stromverbrauch des Hauses und der verwendeten Leistung des Moduls. Für eine genaue Berechnung und eine professionelle Planung sollten Sie sich an eines der am besten bewerteten Solarinstallationsunternehmen wenden.

Anhand der folgenden Informationen können Sie die Anzahl der benötigten Solarmodule abschätzen:

Nach Angaben der Energy Information Administration verbrauchen US-Häuser durchschnittlich 10.632 kWh/Jahr. Sie können im Global Solar Atlas nach Ihrem Standort suchen und klicken, um den PVOUT-Wert anzuzeigen. Wenn Sie beispielsweise 1.400 kWh/kWp erhalten, können Sie beide Werte dividieren, um eine geschätzte Kapazität von 7,6 kW (oder 7.600 W) zu erhalten.

Ab 2023 betragen die durchschnittlichen Kosten für Solarmodule in den USA2,85 $/Watt . Sie können damit rechnen, etwa zu bezahlen21.945 $ für eine 7,7-kW-Anlage. Dank des Inflation Reduction Act erhalten Sie jedoch eine Steuergutschrift für Solarenergie in Höhe von 30 %. Die Steuergutschrift beträgt in diesem Fall6.583,50 $und die Nettokosten Ihres Systems sinken auf15.361,50 $.

Sonnenkollektoren erzeugen nicht gleichmäßig über den Tag verteilt Strom. Ihre Produktion nimmt morgens allmählich zu und erreicht gegen Mittag ihren Höhepunkt, bevor sie am Nachmittag abnimmt. Da viele Häuser tagsüber leer stehen, erzeugen Solaranlagen oft überschüssige Energie, die nicht sofort verbraucht wird. Hausbesitzer haben zwei Möglichkeiten, mit diesem überschüssigen Strom umzugehen, und jede hat ihre Vor- und Nachteile:

Ein Batteriesystem bietet Ihnen die Möglichkeit, Solarstrom zu speichern und jederzeit zu nutzen, auch nachts, wenn die Module nicht mehr produktiv sind. Für Solarbatterien gilt außerdem die 30-prozentige Steuergutschrift des Bundes. Zusätzliche Anreize erhalten Sie möglicherweise von Ihrer Kommunalverwaltung oder Ihrem Versorgungsunternehmen. Wenn Sie eine Solarbatterie kaufen, die netzunabhängig betrieben werden kann, können Sie diese bei Stromausfällen als Notstromsystem verwenden. Heimbatteriesysteme sind jedoch teuer, und siekann mehr als 10.000 US-Dollar hinzufügenzu Ihren Solarinstallationskosten.

Die Einspeisung überschüssigen Solarstroms in das Netz ist eine praktische Option, da Sie ungenutzten Strom gegen Gutschriften für die Stromrechnung eintauschen können. Allerdings ist der kWh-Preis, zu dem Sie Ihren Strom verkaufen, normalerweise niedriger als der Einzelhandelspreis, den Sie zahlen, was bedeutet, dass Sie nicht den vollen Wert jeder kWh sparen. Bundesstaaten haben unterschiedliche Rückkaufquoten, daher ist Ihr Standort wichtig. Und in vielen Bundesstaaten gibt es nicht einmal eine Net-Metering- oder Solarrückkaufrichtlinie, was bedeutet, dass Sie keine Gutschrift für die Einspeisung überschüssiger Energie ins Netz erhalten. Batteriespeicher ist in diesem Fall Ihre einzige Option.

Unter der Annahme günstiger Sonneneinstrahlung erzeugt ein 500-Watt-Modul etwa 2 kWh pro Tag und mehr als 700 kWh pro Jahr.

Dies hängt von der individuellen Wattleistung der von Ihnen gewählten Solarmodule ab. Teilen Sie einfach die erforderliche Gesamtkapazität durch die Leistung des Panels:

Solarmodule für Privathaushalte haben typische Nennleistungen von etwa 350–400 W. Unter günstigen Sonneneinstrahlungsbedingungen kann ein Modul dieser Wattzahl über 1,5 kWh Strom pro Tag erzeugen.

Nach Angaben der Energy Information Administration verbrauchen US-Haushalte durchschnittlich 10.632 kWh/Jahr. Bei ausreichender Sonneneinstrahlung erzeugt eine 2.000-Watt-Solaranlage mehr als 2.800 kWh/Jahr und deckt damit 26 % des Stromverbrauchs eines typischen Hauses; 2.800 kWh/Jahr entsprechen in etwa dem Jahresverbrauch einer drei Tonnen schweren Zentralklimaanlage.

Leonardo David ist Elektromechanik-Ingenieur, MBA, Energieberater und technischer Redakteur. Seine Beratungserfahrung im Bereich Energieeffizienz und Solarenergie umfasst Branchen wie Banken, Textilherstellung, Kunststoffverarbeitung, Pharmazie, Bildung, Lebensmittelverarbeitung, Immobilien und Einzelhandel. Seit 2015 schreibt er außerdem Artikel zu Energie- und Ingenieurthemen.