kWp und kWh: Unterschied, Umrechnung, Bedeutung

Kilowattstunde (kWh) und Kilowatt-Peak (kWp) sind zentrale Begriffe für Photovoltaik. Wer eine PV-Anlage plant oder nutzt, sollte den Unterschied zwischen diesen verstehen. Was die einzelnen Einheiten bedeuten und wie man sie umrechnet, erläutern wir in diesem Beitrag. 

Das Wichtigste zuerst

• Eine Kilowattstunde (kWh) misst die Energiemenge, die eine Solaranlage momentan verbraucht oder erzeugt.
• Kilowatt-Peak (kWp) gibt die Nennleistung einer PV-Anlage unter idealen Bedingungen an.
• In Deutschland erzeugen PV-Anlagen durchschnittlich pro kWp etwa 1.000 pro Jahr.
• Das Verhältnis zwischen Nennleistung (kWp) und erzeugtem Ertrag (kWh) wird durch Standort, Ausrichtung und Neigung, Verschattung sowie Wartung und Reinigung der PV-Anlage beeinflusst.

Was bedeutet Kilowattstunde (kWh)? 

Eine Kilowattstunde (kWh) ist eine Einheit für Energie. In der Photovoltaik nutzt man diese zur Angabe des jährlich erzeugten Stromertrags einer Solaranlage. Sie gibt an, wie viel Energie in kWh Sie im Haushalt verbrauchen oder ins Netz einspeisen. Diese Energiemengen können Sie am Photovoltaik-Zähler ablesen.

Was bedeutet Kilowatt-Peak (kWp)?

Kilowatt-Peak (kWp) beschreibt die maximale Leistung einer Photovoltaikanlage unter standardisierten Testbedingungen (STC). Sie gibt die Nennleistung von Solarmodulen unter optimalen Bedingungen an. Im Gegensatz zur kWh bezieht sich kWp auf die theoretische Spitzenleistung. 

STC (Standard-Testbedingungen) sind festgelegte Bedingungen zur Messung der Leistung von Solarmodulen. Diese Werte dienen als Vergleichsmaßstab. Sie werden jedoch unter idealen Bedingungen ermittelt, die im Alltag selten auftreten:

• Sonneneinstrahlung: 1.000 W/m²
• Zellentemperatur: 25°C
• Luftmasse: 1,5

Die NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) liefert hingegen realistischere Werte. Sie wird unter typischen Betriebsbedingungen berechnet. Zum Beispiel findet die Messung bei geringerer Sonneneinstrahlung und höheren Zelltemperaturen statt:

• Sonneneinstrahlung: 800 W/m²
• Umgebungstemperatur: 20°C
• Windgeschwindigkeit: 1 m/s
• Zellentemperatur: ca. 45°C 

Wie rechne ich kWh in kWp um? 

Die Umrechnung von kWp in kWh funktioniert in Deutschland mit dem Wert 1.000. Pro kWp PV-Anlagen-Leistung wird etwa ein Ertrag von 1.000 Kilowattstunden (kWh) Solarstrom im Jahr erzielt. Eine 10 kWp PV-Anlage erzeugt demnach einen Ertrag von 10.000 kWh im Jahr.

So produziert eine PV-Anlage mit 10 kWp Leistung jährlich etwa 10.000 kWh Solarstrom. 

Damit decken Sie allerdings keinen Strombedarf von 10.000 kWh pro Jahr. Mit einer PV-Anlage können Sie nämlich maximal 25 bis 35% des erzeugten Stroms direkt im Haushalt nutzen. Der Grund dafür ist, dass eine PV-Anlage den meisten Strom tagsüber produziert. Haushalte verbrauchen jedoch den meisten Strom während der Morgen- und Abendstunden.

Die Photovoltaik erzeugt also überschüssig Strom und speist es in das öffentliche Stromnetz ein. Wenn Sie den Eigenverbrauch erhöhen wollen, müssen Sie zum Beispiel den Stromverbrauch auf die Mittagszeit verlegen oder einen PV-Speicher installieren.

Welche Faktoren beeinflussen das Verhältnis?

Verschiedene Faktoren beeinflussen das Verhältnis zwischen kWp und kWh, unter anderem:

• Standort: Der geografische Standort hat einen großen Einfluss auf den Ertrag einer PV-Anlage. Beispielsweise erzielt eine PV-Anlage in Norddeutschland durchschnittlich etwa 900 kWh pro kWp im Jahr. Im Süden des Landes kann der Ertrag jedoch bis zu 1.300 kWh pro kWp erreichen, da die Sonneneinstrahlung dort stärker und häufiger ist.
• Ausrichtung der Solarmodule: Die optimale Ausrichtung der Solarmodule ist entscheidend für den Ertrag. Nach Süden ausgerichtete PV-Anlagen erzielen in der Regel die höchsten Erträge. Sie fangen die meiste Sonnenenergie über den Tag hinweg ein. Abweichungen nach Osten oder Westen verringern den Ertrag.
• Neigungswinkel der Solarmodule: Der Neigungswinkel der Module beeinflusst ebenfalls den Ertrag. In Deutschland liegt der optimale Neigungswinkel bei etwa 30 bis 35 Grad. Ein flacher oder zu steiler Winkel senkt den Ertrag, weil die Lichteinstrahlung nicht ideal ist und die Solarzellen dadurch weniger Strom erzeugen.
• Verschattung: Schatten auf den Solarmodulen, verursacht durch Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse, reduzieren die Stromerzeugung deutlich. Bereits kleine Verschattungen verringern den Gesamtertrag der PV-Anlage erheblich. Die Solarmodule sind meistens in einer Reihe miteinander verbunden, sodass die Verschattung eines Solarmoduls die Leistung aller Module in der Reihe verringert.
• Temperatur: Eine zu hohe Temperatur wirkt sich negativ auf die Leistung von Solarmodulen aus. Zwar benötigen die Solarzellen Sonnenlicht, dennoch verlieren sie mit zunehmender Temperatur an Leistung. Aus diesem Grund produzieren PV-Anlagen bei kühlerem Wetter, aber guter Sonneneinstrahlung, oft mehr Energie als an sehr heißen Tagen.
• Wartung und Reinigung: Regelmäßige Wartung ist wichtig, damit die Solaranlage optimal funktioniert und den besten Ertrag liefert. Zum Beispiel senken Verschmutzungen wie Staub, Laub oder Vogelkot den Ertrag der Anlage deutlich. Solche Probleme werden während der Wartung erkannt und bereinigt.
• Technische Ausstattung: Die Qualität der Solarmodule und der Wechselrichter hat ebenfalls einen Einfluss auf den Ertrag. Hochwertige Module mit einem besseren Wirkungsgrad liefern mehr kWh pro installiertem kWp. 
• Alter der Anlage: Mit der Zeit verlieren Solarmodule leicht an Effizienz. Die Degradation liegt bei etwa 0,3% pro Jahr. Nach etwa 20 bis 30 Jahren liegt der Leistungsverlust bei etwa 10 bis 20%. Eine ältere Anlage wird also weniger kWh pro kWp erzeugen als eine neue.
• Fachgerechte Installation: Eine falsche Installation verringert die PV-Leistung und kann im schlimmsten Fall zum Ausfall der gesamten Photovoltaikanlage führen. Vertrauen sie daher nur auf qualifizierte Installateure mit Referenzen. Füllen Sie das untere Formular aus und wir helfen Ihnen, einen professionellen Fachbetrieb für Photovoltaik zu finden.