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Photovoltaik Ertrag




Der Ertrag einer Photovoltaikanlage richtet sich nach verschiedenen Faktoren: Dem Wirkungsgrad der Photovoltaikmodule, der Sonnenstrahlung, der Neigung und der Himmelsrichtung der Photovoltaikmodule, der Verschattung, dem Wechselrichter und der Qualität der Module.

Sonnenstrahlung

Ein wichtiger Faktor zur Bestimmung des Photovoltaikertrags ist die Ausrichtung der Photovoltaikanlage. Um zu einer optimalen Ausnutzung der einfallenden Sonnenstrahlen zu kommen, ist die Ausrichtung der Himmelsrichtung entscheidend. Die besten Energieerträge werden erzielt, wenn die Photovoltaikanlage nach Süden ausgerichtet ist.

Kann die Anlage aus bautechnischen Gründen nicht nach Süden ausgerichtet werden, so ist dies unbedenklich, solange die Abweichung nicht mehr als 30 Grad beträgt. Der Energieertrag ist zudem dann am größten, wenn die Sonnenlichtstrahlen in einem rechten Winkel auf die Photovoltaikanlage fallen. Der Sonnenstand zum Horizont schwankt in Europa zwischen 60 und 65 Grad im Sommer und liegt bei 13 bis 18 Grad im Winter. Die Ausrichtung der Photovoltaikanlage in einem Winkel von 28 bis 30 Grad ist daher ideal, sollte jedoch nicht unter 20 Grad oder über 60 Grad liegen.

Verschattung

Darüber hinaus sollte die Fläche, auf der die Photovoltaikanlage angebracht werden soll, möglichst wenig von Schatten beeinflusst werden, wie zum Beispiel durch Antennen, Gebäude, Bäume oder Kamine. Dies kann zu einer Verminderung des Solarstromertrags führen. Mit einem Sonnenbahnindikator kann man mögliche Beschattungen am Standort einer Photovoltaikanlage feststellen.

Es wird zum Beispiel geprüft, ob Bäume oder umstehende Gebäude Schatten auf die Anlage werfen. Der optimale Ort für die Installation einer Photovoltaikanlage ist dort, wo es zu keiner Verschattung kommt, oder eine Verschattung nur früh morgens oder spät abends stattfindet. Eine Photovoltaikanlage, die auf einem Westdach montiert ist, sollte zum Beispiel nicht nachmittags verschattet werden.

Qualität und Wirkungsgrad der Module und Wechselrichter

Der Ertrag einer Photovoltaikanlage richtete sich auch nach den verwendeten Photovoltaikzelltypen. Hier unterscheidet man zwischen monokristallinen, polykristallinen und amorphen oder Dünnschichtzellen. Monokristalline Photovoltaikzellen sind in der Herstellung am teuersten und Dünnschichtzellen am preiswertesten. Dies hat vor allem mit der Beschaffenheit des Siliziums zu tun, das für die Herstellung der Photovoltaikzellen verwendet wird. Die Beschaffenheit des verwendeten Siliziums wirkt sich auch auf den Wirkungsgrad der verschiedenen Zelltypen aus. Monokristalline Photovoltaikzellen haben einen Wirkungsgrad von etwa 12 Prozent. Der Wirkungsgrad von polykristallinen Zellen liegt bei 10 Prozent.

Dünnschichtzellen haben einen Wirkungsgrad, der mit etwa fünf bis acht Prozent deutlich unter dem von monokristallinen und polykristallinen Zellen liegt. Darum ist der Platzbedarf von Dünnschichtzellen auch größer als bei monokristallinen und polykristallinen Photovoltaikzellen, um den gleichen Energieertrag zu erzielen.

Auch ist die Leistung einer Photovoltaikzelle temperaturabhängig. Je höher die Eigentemperatur der Solarzelle ist, desto niedriger ist ihr Wirkungsgrad. Ausgehend von einer Normtemperatur von 25 °C, sinkt der Wirkungsgrad je ansteigendem Grad Celsius um etwa 25 Prozent. Bei einer Eigentemperatur der Photovoltaikzelle im Sommer von 60°C sinkt der Wirkungsgrad der Photovoltaikzellen von etwa 12 auf 10 Prozent. Schließlich stoßen alle Materialien an Grenzen der maximalen Stromausbeute.

Bei kristallinem Silizium liegt der maximale Wirkungsgrad bei 28 Prozent. Der Wechselrichter verbraucht bei der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom etwa vier bis acht Prozent der erzeugten Solar-Energiemenge. Das bedeutet, der Wechselrichter erzielt einen Wirkungsgrad von 92 bis 96 Prozent. Der Umwandlungsgrad von Gleichstrom in Wechselstrom ist jedoch nicht gleichbleibend. So wird er zum Beispiel vom Wetter beeinflusst. Bei bewölktem Himmel arbeitet der Wechselrichter weniger effizient als bei klarem Himmel. Dies wirkt sich auch auf den Wirkungsgrad des Wechselrichters aus.


       

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