kWp und kWh: Bedeutung für PV-Anlagen
Die Einheiten Kilowattstunde (kWh) und Kilowattpeak (kWp) sind entscheidende Maßeinheiten zur Messung des Ertrags einer PV-Anlage. Sie geben an, wie viel elektrische Energie in einem bestimmten Zeitraum erzeugt oder verbraucht wird. In diesem Artikel werden wir die Bedeutung von kWh sowie die Leistungsmessung in Kilowattpeak (kWp) und deren Umrechnung in kWh eingehend erläutern.
Kilowattstunde (kWh): Maß des Ertrags einer PV-Anlage
Was bedeutet kWh?
Die Abkürzung „kWh“ steht für „Kilowattstunde“. Die kWh beschreibt die Menge an Energie, die von einem elektrischen System mit einer Leistung von einem Kilowatt (kW) in einer Stunde verbraucht oder erzeugt wird.
Das elektrische System kann dabei zum Beispiel dein Haushalt oder auch eine PV-Anlage sein. Deshalb findest du die Einheit kWh auf deiner Stromrechnung sowie in den Berechnungen unseres zolar Online-Konfigurators zum Gewinn deiner PV-Anlage.
Die kWh ist eine Zusammensetzung aus zwei grundlegenderen Maßeinheiten:
- kW: die Einheit Watt (W) oder kW (1.000 W sind 1 kW) beschreibt die Leistung, eines elektrischen Systems. Hier geht es also darum, ob die Energie stark oder schwach ist. Beispielsweise gibt es Solarmodule mit 300 W oder 400 W Leistung.
- Stunde: Die „Stunde” in kWh dient dazu den Energieverbrauch bzw. die Energieerzeugung verschiedenster elektrischer Geräte vergleichbar zu machen, indem die Menge immer über denselben Zeitraum gemessen wird.
Den Unterschied zwischen kW und kWh kannst du dir anhand eines Wasserhahns klar machen:
- Die Leistung in kW beschreibt die Stärke des Wasserstrahls.
- Die Menge in kWh misst wie viel Wasser nach einer Stunde aus dem Wasserhahn geflossen ist.
Bezogen auf PV-Anlagen bedeutet das: Mit 1 kWh Solarstrom kannst du:
- 1 elektrisches Gerät mit einer Leistung von 1 kW
- 1 Stunde lang betreiben.
Wie viel ist eine kWh Strom?
Damit du eine Vorstellung davon erhältst, wie viel 1 kWh Strom sind, haben wir ein paar Alltagsbeispiele für dich zusammengetragen:
- Beleuchtung: Mit 1 kWh Strom kannst du eine moderne LED-Lampe mit einer Leistung von 10 W bzw. 0,01 kW für 100 Stunden betreiben (1 kWh / 0,01 kW = 100 Stunden). Angenommen du lässt die LED täglich 4 Stunden eingeschaltet, würde sie in 25 Tagen 1 kWh Strom verbrauchen.
- Kochen: Ein durchschnittlicher elektrischer Herd hat eine Leistung von 8 kW. Mit 1 kWh Strom kannst du daher 0,12 Stunden oder 7 Minuten bei voller Leistung kochen (1 kWh / 8,5 kW = 0,12 Stunden).
- Wäsche waschen: Eine durchschnittliche Waschmaschine hat ca. 2.400 W oder 2,4 kW. Das bedeutet, du kannst mit 1 kWh 0,42 Stunden oder 25 Minuten bei voller Leistung waschen (1 kWh / 2,4 kW = 0,42 Stunden).
Jetzt wo die Berechnung klar sein dürfte, findest du weitere Beispiel-Geräte und deren Betriebsdauer mit einer kWh Strom in dieser Tabelle:
| Gerät | Leistung | Betrieb mit 1 kWh Strom |
| Laptop | 30 W bzw. 0,03 kW | 33,3 Stunden |
| Kühlschrank | 130 W bzw. 0,13 kW | 7,7 Stunden |
| Smartphone | 20 W bzw. 0,02 kW | 50 Stunden |
| LCD-Fernseher | 100 W bzw. 0,1 kW | 10 Stunden |
| Elektrische Zahnbürste | 2 W bzw. 0,002 kW | 500 Stunden |
| Wärmepumpe | 4.250 W bzw. 4,25 kW | 0,24 Stunden bzw. 14 Minuten |
Übrigens: Der Preis für 1 kWh Strom variiert je nach Standort und Energieanbieter. Aktuell kostet 1 kWh Strom im deutschlandweiten Durchschnitt 35 Cent pro kWh. Dieser Preis wird auf deiner Stromrechnung angegeben.
Damit hätten wir geklärt, was eine kWh Strom ist. Was aber ist mit kWp gemeint – die Einheit, die dir im Zusammenhang mit der Leistung von PV-Anlagen begegnet?
Kilowatt Peak (kWp): Maß der Leistung einer PV-Anlage
Was bedeutet kWp?
Die Abkürzung „kWp“ steht für „Kilowattpeak“. Mit dieser Maßeinheit wird die maximale Leistung angegeben, die eine Photovoltaikanlage erzeugen kann.
Stell dir die Leistung einer PV-Anlage in kWp also als ihre Spitzenleistung bei günstigster Sonneneinstrahlung vor.
Es ist wichtig zu beachten, dass die tatsächliche Leistung einer PV-Anlage ständig - je nach Sonneneinstrahlung – variiert. Beispielsweise ist die Leistung derselben Anlage auf einem Dach in Bayern in der Regel höher als auf einem Dach in Niedersachsen. Und in Bayern ist die Leistung der Anlage im Sommer höher als im Winter.
Die Spitzenleistung der Anlage in kWp dient daher als Referenzpunkt, um die Leistung verschiedener PV-Anlagen zu vergleichen.
Den tatsächlichen Ertrag einer PV-Anlage auf deinem Dach hingegen, erfährst du über unseren zolar Online Konfigurator. Wie viel kWp an PV-Leistung du auf deinem Dach unterbringen kannst, errechnet unser Solarrechner auf Basis deiner Dachgröße:
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So werden die kWp einer PV-Anlage gemessen
Die Leistung einer PV-Anlage in kWp dient also dem Vergleich verschiedener Anlagen. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, muss die Leistung von allen PV-Herstellern unter den gleichen Bedingungen (Sonneneinstrahlung etc.) gemessen werden.
Diese Bedingungen sind unter dem Namen „Standardtestbedingungen“ bzw. „Standard Test Conditions“ (STC) festgeschrieben.
Nach STC wird die Leistung von Solarmodulen gemessen bei:
- einer Sonneneinstrahlung von 1.000 W pro Quadratmeter,
- einer Zelltemperatur von 25 Grad Celsius (also der Temperatur, die im Inneren der Solarmodulen herrscht),
- und einem Luftmassenverhältnis von 1,5. Das bedeutet, dass das Sonnenlicht unter STC einen Weg durch die Atmosphäre zurückgelegt hat, der 1,5-mal länger ist als der direkte Weg von der Sonne zur Erde.
Du kannst dir sicher vorstellen, dass eine Zelltemperatur von 25 Grad bei direkter Sonneneinstrahlung eine beträchtliche Untertreibung ist. Die STC arbeiten aber mit diesem Wert, da Messungen bei niedrigeren Temperaturen weniger fehleranfällig sind.
Trotzdem wurden die STC für diese unrealistische Annahme kritisiert und ein zweiter Test-Standard entwickelt: die Nominal Operating Cell Temperature (NOCT)
Gemäß NOCT wird die Spitzenleistung von PV-Modulen in kWp gemessen bei:
- einer Einstrahlungsleistung von 800 W pro Quadratmeter,
- einer Umgebungstemperatur von 20 Grad Celsius, und
- einer Windgeschwindigkeit von 1 Meter pro Sekunde.
Obwohl die STC nach wie vor weit verbreitet und wichtig sind, um verschiedene Solarmodule zu vergleichen, werden die NOCT immer häufiger als ergänzende Information verwendet, um die Leistung unter realen Bedingungen besser vorherzusagen.
Umrechnung von kWp in kWh
Um aus der maximalen Leistung einer PV-Anlage (in kWp) ihren jährlichen Ertrag (in kWh) zu berechnen, kannst du die Leistung mit dem Faktor 1.000 multiplizieren. Zum Beispiel:
- Anlagenleistung = 9 kWp
- Jährlicher Ertrag der Anlage = 9 kWp kWp x 1.000 kWh / kWp = 8.900 kWh
Bitte beachte: das ist nur eine Näherung des Ertrags. Eine genauere Berechnung des Ertrags in kWh an einem bestimmten Standort ergibt in der Regel ein leicht anderes Ergebnis.
Zum Beispiel beträgt der jährliche Ertrag derselben 9 kWp Anlage ohne Näherung / mit genauer Berechnung 9.088 kWh.
Du siehst: der Unterschied ist nicht allzu groß. Gleichzeitig ist die genaue Berechnung einigermaßen komplex, denn du brauchst für die Daten zu:
- der Anlagenleistung in kW,
- der Einstrahlungsstärke am Standort in Watt pro Quadratmeter,
- die Anlagengröße in Quadratmeter,
- der Einstrahlungsdauer in Stunden,
Den jährlichen Ertrag berechnest du dann über folgende Formel:
Ertrag der PV-Anlage (kWh) = Einstrahlungsleistung (W/m²) x Anlagengröße (m²) x Anlagenleistung (kW) x Einstrahlungsdauer (Stunden)
Wir empfehlen:
- Benutze den Faktor 1.000 kWh / kWp, um einmal schnell im Kopf den ungefähren jährlichen Ertrag einer PV-Anlage zu berechnen.
- Nutzen den zolar Online-Konfigurator, um dir den Ertrag genau berechnen zu lassen. Um ihn für dich einrichten zu können, brauchen unsere PV-Expert:innen nur ein paar Angaben zu deinem Haus:
Leistung (kWp) und Ertrag (kWh) verschiedener PV-Anlagen
Bitte beachte: der Ertrag einer PV-Anlage ohne Speicher ist genau derselbe wie der einer Anlage mit Speicher. Durch den Speicher ändert sich allerdings der Eigenverbrauch und damit die Amortisationszeit.
kwp und kWh: Oft gefragt
Eine 9 kWp PV-Anlage von zolar am Standort Nürnberg produziert durchschnittlich 25 kWh Strom pro Tag.
Eine 9 kWp PV-Anlage von zolar umfasst 20, also 2 Module pro kWp.
Mit einer 9 kWp PV-Anlage von zolar erreicht ein Einfamilienhaus mit einem Stromverbrauch von 4.000 kWh pro Jahr eine Unabhängigkeit von 52 Prozent. Mit derselben Anlage mit 9,6 kWh Speicher von zolar erreicht der Haushalt eine Unabhängigkeit von 86 Prozent.
Zusammenfassung
- Die Einheit kWh beschreibt die Menge an Energie, die von einem elektrischen System mit einer Leistung von einem Kilowatt (kW) in einer Stunde verbraucht oder erzeugt wird.
- Mit 1 kWh Strom kannst du ein elektrisches Gerät mit einer Leistung von 1 kW 1 Stunde lange betreiben.
- Mit der Maßeinheit kWp wird die maximale Leistung angegeben, die eine Photovoltaikanlage bei günstigster Sonneneinstrahlung erzeugen kann.
- Die Leistung in kWp dient als Referenzpunkt, um die Leistung verschiedener PV-Anlagen zu vergleichen.
- Um aus der maximalen Leistung einer PV-Anlage (in kWp) ihren jährlichen Ertrag (in kWh) zu schätzen, kannst du die Leistung mit dem Faktor 1.000 multiplizieren.
- Die genaue Berechnung des Ertrags nach Leistung ist komplexer; der zolar Online-Konfigurator führt sie für dich durch.