Die für die PV-Anlage benötigte Dachfläche ergibt sich aus der geplanten Anlagengröße bzw. dem erwarteten Jahresertrag an Solarenergie. Um diesen Ertrag zu ermitteln, kann folgende Formel angewendet werden: Etwa 5 bis 6 Quadratmeter kristalline Modulfläche auf einem Steil- oder Schrägdach erzeugen ein kWp. Ein kWp erzeugt in Deutschland durchschnittlich 800 bis 1.000 Kilowattstunden. Das heißt also: 5 bis 6 Quadratmeter Fläche ergeben zwischen 800 und 1.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr. Bei einer geringen Sonneneinstrahlung oder einer suboptimalen Ausrichtung der Anlage kann der Ertrag auch deutlich geringer ausfallen. Auf einem Flachdach müssen hingegen 7 Quadratmeter oder mehr pro kWp Leistung eingeplant werden.
Online-Rechner zur Dachflächenberechnung
In beiden Fällen handelt es sich um Durchschnittswerte, die je nach Berechnungsmodell auch anders ausfallen können. Sie schwanken zwischen 5 bis 10 Quadratmetern bzw. 7 bis 12 Quadratmetern und 700 bis 1.100 kWh. Im Internet werden zahlreiche Rechner angeboten, mit denen die benötigte Dachfläche und die sich daraus ergebende Anlagengröße einfach ermittelt werden kann. Am besten ist, die Ergebnisse mehrerer Rechner für das eigene Projekt miteinander zu vergleichen. Weichen sie sehr stark voneinander ab, sollte das Ergebnis mit einem Installationsfachbetrieb diskutiert werden.
Standort und Ausrichtung der Anlage
Wie hoch der spezifische Jahresertrag tatsächlich ist, hängt zusätzlich vom Standort der Anlage und deren Ausrichtung (Himmelsrichtung, Winkel) ab. Optimal ist eine südliche oder südwestliche Dachausrichtung mit einer Dachneigung von 30 Grad, da hier besonders viel Sonneneinstrahlung auftrifft und demnach auch der Ertrag der PV-Anlage deutlich gesteigert werden kann. Dennoch bedeutet dies nicht automatisch, dass alle anderen Dachausrichtungen nicht infrage kommen. Gerade bei vorhandenen oder drohenden Verschattungen kann es besser sein, ein weiter westlich oder östlich ausgerichtetes Dach vorzuziehen, um den besten Ertrag zu erreichen. Wer zudem verstärkt auf Eigenverbrauch setzt, kann durchaus profitieren, wenn mehrere Himmelsrichtungen mit der eigenen PV-Anlage abgedeckt sind.
Die vorhandene Dachausrichtung kann über Google Earth, die Windrose auf dem Bauplan, mit einem Kompass oder einem Dachausrichtungsrechner ermittelt werden.
Flächenberechnung
Die tatsächlich benötigte Dachfläche ergibt sich nun aus dem erwarteten Jahresertrag, dem vom eingesetzten Modul abhängigen Wirkungsgrad und der Art der Aufständerung (Flachdachaufständerung/Steildach).
- Auf einem Steildach kann man die Module dicht nebeneinander montieren und nutzt damit nahezu die ganze Grundfläche aus.
- Bei Flachdächern muss man die Module aufständern, dabei müssen die Module einen gewissen Abstand zueinander haben, damit sie sich nicht gegenseitig abschatten. Deshalb nimmt die Moduldichte etwa um den Faktor 0,7 ab.
Faustformel
Bei der Flächenberechnung je nach eingesetztem Modultyp hilft eine Faustformel: Für dieselbe Leistung wird bei Dünnschichtmodulen aus amorphen Solarzellen etwa das Doppelte der Fläche für kristalline Solarzellen benötigt. Ebenso wird für dieselbe Leistung auf einem Flachdach bei gleicher Ausrichtung etwa die eineinhalbfache Fläche wie bei einem Steildach benötigt.
Berechnung für Dachfläche
Für 5.000 kWh (Verbrauch eines Einfamilienhauses) benötigt man
- auf einem Steildach 25 Quadratmeter (Formel: 5000kWh/(1000kWh/kWp*0,2kWp/m2*1),
- auf einem Flachdach etwa 36 Quadratmeter (Formel: 5000kWh/(1000kWh/kWp*0,2kWp/m2*0,7).
Freiflächenanlage
Aufgrund ihrer optimalen Ausrichtung erzielen aufgeständerte Freiflächenanlagen bis zu 30 % höhere Erträge als Dachanlagen. Pro Jahr lassen sich 400.000 bis 500.000 Kilowattstunden (kWh) Strom pro Hektar Fläche erzeugen. Eine 750 kWp-PV-Freiflächenanlage produziert im Jahr 600.000 bis 800.000 Kilowattstunden Strom. Mit einer Nutzungsdauer von 30 bis 40 Jahren sind Freiflächenanlagen sehr langlebig, da über die Jahre kein mechanischer Verschleiß entsteht.
Wer in einer ländlichen Gegend über ein ausreichend großes Grundstück mit entsprechender Ausrichtung verfügt, sollte daher in jedem Fall durchrechnen, ob sich der gewünschte Ertrag nicht auch mit einer kleineren aufgeständerten Freiflächenanlage erzielen lässt.
Berechnung für Freifläche
Für 5.000kWh (Verbrauch eines Einfamilienhauses) benötigt man auf einer Freifläche rund 19 Quadratmeter (Formel: 5000kWh/(1000kWh/kWp*0,2kWp/m2*1,3).
Der Ertrag einer PV-Anlage an der Fassade (Kaltfassade) ist bei gleichem Flächenverbrauch um etwa 20 bis 40 % geringer als bei einer auf dem Dach installierten Anlage. Das liegt daran, dass der Einfallswinkel der Sonne nicht ideal ist. Im besten Fall sollte die Sonnenstrahlung möglichst lange im rechten Winkel auf die Module treff...
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