Leistung Solarmodule: Nennleistung (Watt peak) verstehen & umrechnen

• Wie viel Leistung hat ein Solarmodul? Die Spitzen-Leistung eines Solarmoduls wird in Kilowatt peak (Abkürzung: kW_p) bzw. Watt peak (W_p) angegeben und variiert je nach Typ und Größe des Moduls. Durchschnittlich haben heutige Solarmodule für den Privatgebrauch eine Leistung von 350 bis 450 Watt peak.
• Was bedeutet Watt Peak? Die Angabe Watt Peak oder W_p ist die maximale Leistung eines Solarmoduls unter idealen Laborbedingungen. Angelehnt an die Maximalwerte anderer elektrischer Geräte, spricht man hier auch von der Nennleistung eines PV-Moduls.
• Was heißt kW_p? Auf Einfamilienhäusern übersteigt die Gesamtleistung einer PV-Anlage in der Regel die 1000 Watt, man spricht also häufig von mehreren kW_p (Kilowatt Peak). 1 kW_p entspricht dabei 1.000 W_p.
• Solarmodul Leistung pro m²: Die Standard-Testbedingungen für W_p beinhalten eine Sonneneinstrahlung von 1000 Watt pro m² bei einer Modultemperatur von 25 °C. Watt Peak wird verwendet, um die Leistungsfähigkeit von Solarzellen und -modulen zu bewerten und zu vergleichen.
• kW_p in kWh umrechnen: Überschlägig kann man in Deutschland pro 1 kW_p einen Ertrag von rund 1.000 Kilowattstunden (kWh) im Jahr berechnen. Im Ergebnis heißt das: Eine Photovoltaik-Anlage mit 10 kW_p Leistung würde im Jahr rund 10.000 kWh Strom erzeugen.
• Modul Leistung berechnen Formel: Um die Leistung eines Solarmoduls zu berechnen, nutzen Sie die Formel Leistungsdichte = Gesamtleistung / Fläche. Bei einer Fläche von ungefähr 1,7 m² und einer Gesamtleistung von 400 Watt Peak, ergibt sich eine Leistungsdichte von 235 Watt Peak oder 0,235 kW_p pro m².
• PV Module Leistung 500 Watt: Solarmodule über 500 Watt sind mittlerweile von verschiedenen Herstellern entwickelt worden. Beispielsweise JA Solar 500 Watt, Jinko Solar 600 Watt und Tongwei 800 Watt. Diese Entwicklungen sind qualitativ umstrittene Seltenheiten und liegen deutlich über dem durchschnittlichen Modul-Höchstwert von 450 Watt.
• Leistung bei Bewölkung: Die Sonneneinstrahlung wird durch Wolken stark gesenkt. Etwa 10 – 30 % des Ertrags sind bei bewölktem Himmel möglich. Moderne Module mit bifazialen Eigenschaften können den Prozentwert leicht erhöhen. Bei einem Modul mit 400 Watt Leistung bedeutet das bei 20 % Ertrag bei Bewölkung: Reduzierte Leistung = 400 Watt x 0,20 = 80 Watt.

Gemessen wird die elektrische Leistung von Solarmodulen typischerweise in Watt (W). Die von den Solarmodulen abgegebene elektrische Leistung wird dabei in Watt Peak (kWp) angegeben.

Watt Peak (Wp) ist der Wert, den ein Solarmodul unter idealen Einsatzbedingungen erreichen kann. Die Peakleistung ist somit die Spitzenleistung eines Solarmoduls. Sie wird unter definierten Testbedingungen (STC) ermittelt und schaffen so eine Vergleichbarkeit von verschiedenen Solarmdoulen.

Einige Hersteller bezeichnen die Peakleistung von Solaranlagen auch als Nennleistung und geben diese mit PNenn an. Trotz gleicher Peak-Leistung können Solarmodule im praktischen Einsatz aus unterschiedlichen Gründen differierende Leistungswerte aufweisen.

Die Messung der Leistungsfähigkeit von Solaranlagen erfolgt unter Standardbedingungen bzw. Testbedingungen (STC) denen folgende Parameter zugrunde liegen:

• Eine Umgebungstemperatur für die Solarzellen von 25 Grad Celsius
• Eine Sonneneinstrahlung bzw. Bestrahlungsstärke von 1000 Watt/m2
• Ein Sonnenlichtspektrum gemäß AM* von 1,5

Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass höhere Einstrahlungen zu höheren Leistungswerten bei den Modulen führen, wohingegen niedrigere Einstrahlungen auch niedrigere Leistungswerte zur Folge haben. Dagegen ist es bei den Temperaturen umgekehrt. Höhere Temperaturen führen zu niedrigeren Leistungswerten, niedrigere Temperaturen dagegen zu höheren.

In konkreten Zahlen ausgedrückt: Erwärmt sich ein herkömmliches 330 W-Modul mit einem Temperaturkoeffizienten von -0,5% von 25 auf 26 Grad Celsius, reduziert sich die Leistung um 1,65 Watt. Bei einem Temperaturanstieg auf 60 Grad, sind es 57,75 Watt. Die Modulleistung liegt dann nur noch bei 272 Watt.

Welche Leistung Solarmodule erbringen, wird natürlich auch durch die Art der Module selbst maßgeblich mitbestimmt. Einen Einfluss auf die Leistung üben dabei das Herstellungsverfahren und die verwendeten Trägermaterialien aus:

* Mit AM ist die Luftmasse gemeint. Sie ist in der Astronomie ein relatives Maß für die Länge des Weges, den das Licht eines Himmelskörpers durch die Erdatmosphäre bis zum Erdboden zurücklegt. Der Lichtweg beeinflusst die Streuung und Absorbtion des Lichts wie auch seine spektrale Zusammensetzung (vgl. de.wikipedia.org/wiki/Luftmassse)

** Um die Leistung eines Moduls unter realen Bedingungen zu messen, wird vielfach die Performance Ratio genutzt. Die Performance Ratio gibt an, wie viel Prozent der auftreffenden Solarenergie ein Modul unter Berücksichtigung seines Modul-Wirkungsgrades in Strom verwandelt. Das theoretische Maximum von 100 Prozent wird erreicht, wenn das Modul unter allen Einstrahlungsbedingungen denselben Wirkungsgrad hat wie unter Standardtestbedingungen (STC).