Email-Benachrichtigung bei neuen Artikeln im Blog

Wenn Sie unsere Blogs regelmäßig lesen möchten, können Sie neue Beiträge automatisch per E-Mail erhalten.
Klicken Sie einfach auf einen der beiden Links um den jeweiligen Blog zu abonnieren. Die Zustellung der Mails erfolgt über Google Feedburner.

Blogartikel des pvBuero Blog

Die Verwirrung um das Watt-Peak

Aug 14

Erstellt von:
14.08.2009 10:30  RssIcon

In der Photovoltaikbranche hat sich seit vielen Jahren die Einheit Wp (sprich Watt Peak) etabliert, die die elektrische Leistung eines Solarmoduls oder einer Solarzelle bei einer definierten Einstrahlung, einer definierten Zelltemperatur und einer bestimmten spektralen Zusammensetzung des Lichtes beschreibt (man nennt das STC). Dass zum Erzielen einer bestimmten elektrischen Leistung natürlich eine bestimmte Modulfläche notwendig ist und dass die Größe der Modulfläche die z.B. zu einer elektrischen Leistung von 100Wp führt sehr stark von der betrachteten Technologie (Dünnschicht, monokristallin, polykristallin) abhängt ist für den Fachmann eine Selbstverständlichkeit. Technische Laien sind von diesen Zusammenhängen jedoch oft mehr verwirrt als erhellt.

 

Wenn ein Architekt über die Integration von Photovoltaik in seinen Gebäudeentwurf nachdenkt interessieren ihn in der Regel folgende Fragen. Wieviel Strom kann ich auf einer Fläche von z.B. 100m² erzeugen, wieviel kostet die Anlage und - bei Architekten besonders wichtig, - wie sehen die Elemente aus ?

 

Was nutzt ihm die Aussage, dass man auf dieser Fläche mit kristallinen Modulen auf dieser Fläche ca. 12,5kWp installieren kann, dass es mit Dünnschichtmodulen auf Siliziumbasis nur ca. 6kWp werden und das man mit CdTd Modulem vielleicht 8kWp werden ?

 

Noch verwirrender wird die Sache anschließend, wenn behauptet wird ein CdTd Modul bringe ja in bestimmten Einbausituationen nicht nur 900kWh/kWp wie ein kristallines Module sondern sogar 980kWh/kWp.

 

Das Rätsel, um die für den jeweiligen Anwendungsfall beste Wahl eines Solarmodules bzw. einer bestimmten Solartechnologie verkompliziert sich dann noch ein weiteres mal, wenn die unterschiedlichen Systempreise für die jeweilige Technologie offenbar werden.

 

Klar, der Profi sagt “Das ist doch alles kein Problem”, ein wenig hier umgerechnet und dort simuliert und schon liegt die richtige Entscheidung glasklar auf der Hand.

 

Dass die Profibotschaft nur in den seltensten Fällen in allen Details beim technischen Laien ankommt wird erkennbar, wenn man sich nur mal die immer wieder ähnlich gestellten Fragen im Photovoltaikforum anschaut. Aus meiner beruflichen Praxis könnte ich eine endlose Anzahl von Fällen berichten, wo potenzielle Photovoltaikkunden nicht im geringsten verstanden hatten, dass ein Solarmodul mit einer Leistung von 210 Wp nicht notwendigerweise “besser” sein muss als ein Modul mit 180Wp. Und es gibt nach wie vor viele, die der Meinung sind ein Dünnschichtmodul (welcher Technologie auch immer) sei auf einem Ost/West Dach die “bessere” Wahl im Sinne von: “Es erzeugt mehr Strom”.  Oder Aussagen wie: “Kristalline Module ständert man auf, Dünnschichtmodule kann man auch bei flach geneigten Dächern dachparallel montieren”. Die Begründung lautet dann oft: “Die bringen da mehr” und der Kunde ist sich oft überhaupt nicht darüber im Klaren, dass die Erträge nur in kWh/kWp größer sind aber in keinster Weise in kWh pro m² Dachfläche.

 

Es drängt sich die Frage auf ob dieses Verwirrspiel eigentlich gewollt ist oder ob die gesamte Branche nicht davon profitieren könnte hier etwas mehr Transparenz und Verständlichkeit zu organisieren.

 

Warum z.B. führt man nicht als verbindliche Angabe auf jedem Solarmoduldatenblatt die spezifische Leistung in Wp/m² ein ? Dadurch wird sofort klar ob es sich bei dem 210Wp Modul um eines mit den Maßen 1mx1,68m handelt (60 Stck. 6” Zellen) oder um eines mit den Maßen 0,8mx1,6m (72 Stck. 5” Hochleistungszellen). Warum muss sich der Kunde solche Zahlen erst selbst ausrechnen und sich dann noch bei Fachleuten Rückversichern ob er keinen Fehler gemacht hat ? Natürlich würde bei einem Dünnschichtmodul dann sofort sichtbar, dass es eventuell nur 90Wp/m² bringt im Vergleich zu einem kristallinen Modul mit 135Wp/m². Wenn der m² dann aber auch nur die Hälfte kostet, fällt die Wahl unter Umständen trotzdem auf die Dünnschicht. Der Kunde “weiß” dann aber was er tut.

 

Und die Energieerträge: Was nutzt eine Angabe in kWh/kWp ?  Einfache Antwort: Gar nichts.

 

Wenn zwei Modulhersteller exakt identische Module produzieren, sagen wir 165 Wp (72 Zellen 5”) mit den Maßen 0,8mx1,6m bleibt es anschließend dem Modulhersteller überlassen wie er die Module labelt. Der eine verkauft das Modul als 170Wp Modul (bei einer Leistungstoleranz von +-3% ist das kein Problem) und der andere Hersteller verkauft das exakt gleiche Modul als 160Wp Modul.

 

Nun werden jeweils 10 der Module auf absolut vergleichbaren Dächern (gleiche Neigung, gleicher Standort und gleiche Ausrichtung) montiert, einmal 1,7kWp und einmal 1,6 kWp.  Beide Anlagen bringen exakt den gleichen Ertrag (es sind ja auch die exakt gleichen Module) nämlich 1500kWh. Die Anlage, die mit 1,7 kWp verkauft wurde erzielt aber 882kWh/kWp die andere, die mit 1,6kWp verkauft wurde erzielt 937 kWh/kWp. Kann man nun allen Ernstes behaupten die zweite Anlage sei besser ?? Die beliebte Argumentation ist dann, die 1,6kWp Anlage sei ja auch billiger gewesen. Das ist “vielleicht” richtig. Wenn beide zum gleichen Preis pro Wp angeboten wurden. Physikalisch gesehen ist das natürlich blanker Unsinn. Die beiden Anlagen bestehen aus den physikalisch gleichen Modulen und haben auch exakt die gleiche Strommenge erzeugt. Dass die eine besser erscheint als die andere ist lediglich der Verkaufsstrategie des jeweiligen Herstellers geschuldet.

 

Die Frage, die sich daraus ableitet ist so einfach wie naheliegend: Warum vergleicht man Energieerträge von Solarstromanlagen nicht in kWh/m² (wobei m² hier m²-Modulfläche meint). Dann hätten wir im obigen Beispiel zweimal das absolut identische Resultat: 1500kWh/(10x0,8x1,6) = 117kWh/m². Wenn für die Anlagen ein unterschiedlicher Preis gezahlt wurde, wird sofort sichtbar welche Wahl die Bessere war.

 

Damit könnte man dann auch alle verschiedenen Modultypen direkt vergleichen und der simplen Frage: Wieviel Strom kann ich auf 1m² erzeugen  ? eine simple Antwort geben:

 

Mit CdTd z.B. 100 kWh/m², mit polykristallinen Modulen z.B. 128kWh/m², mit monokristallinen Modulen z.B. 138 kWh/m² und mit Hochleistungsmodulen z.B. 171 kWh/m².

 

Und es mag ja durchaus sein, dass sich der Unterschied zwischen den einzelnen Technologien abhängig von der Einbaulage der Module (Neigungswinkel und Ausrichtung) etwas verschiebt und zwischen CdTd und polykristallinen Modulen bei einem flach geneigten Ostdach dann keine 28kWh/m² mehr liegen sondern nur noch 20kWh/m² aber nur durch die gemeinsame Bezugsfläche m² kann ein transparenter Vergleich überhaupt hergestellt werden.

 

Wenn man nun auch noch den Preis der einzelnen Technologien vergleichen möchte kann man aus den beiden Werten “Preis pro m²-Modulfäche” und kWh pro m² Modulfläche einen Preis pro kWh Strom errechnen. Bei dieser Berechnung sollte man allerdings berücksichtigen, dass die Anlage nicht nur für ein Jahr sondern in der Regel für mindestens 25 Jahre Strom erzeugt.

 

Beispiel1:

Eine Anlage mit CdTd Modulen bringe – nach der gängigen Betrachtung – 1000 kWh/kWp. Um ein kWp zu installieren benötigt man bei CdTd 10m². Die Anlage bringt demnach 100kWh/m². Die Anlage koste – nach der gängigen Betrachtung – 2500.-€/kWp. Man könnte aber auch sagen, Sie koste 250.-€/m². Wenn sie 25 Jahre arbeitet erzeugt sie eine Strommenge 2500kWh/m² und kostet 250.-€/m². Der Strompreis für den erzeugten Strom beträgt somit 250.-€/2500kWh =  10 Cent/kWh.

 

Beispiel2

Eine Anlage mit polykristallinen Modulen bringe – nach der gängigen Betrachtung – 950 kWh/kWp. Um ein kWp zu installieren benötigt man bei polykristallinen Modulen ca. 7,4m². Die Anlage bringt demnach 128kWh/m² (950kWh/kWp/7,4m²). Die Anlage koste – nach der gängigen Betrachtung – 3000.-€/kWp. Man könnte aber auch sagen, sie koste 405.-€/m². Der Strompreis für den erzeugten Strom beträgt somit 405.-€/(128kWh/m²*25Jahre) = 12,6 Cent/kWh.

 

Man könnte das Ergebnis des Beispiels oben in zwei simplen Sätzen zusammenfassen: Den 28%igen Mehrertrag den man mit dem polykristallinen Modul erzielen kann bezahlt man mit 2,6 Cent pro kWh. Will man den Strom so billig wie möglich erzeugen wählt man Variante 1, möchte man 28% mehr Strom zu einem Aufpreis von 2,6 Cent/kWh erzeugen wählt man Variante 2.

 

So einfach kann es gehen…

 

Der Vorteil: Was Wp bedeutet wissen nur Fachleute, was m² sind weiß jedes Kind.

 

Und weshalb gibt es überhaupt die Größe Wp ?  Für den Betrieb einer Photovoltaikanlage ist diese Größe vollkommen irrelevant. Da die Sonneneinstrahlung ständig schwankt hat die Augenblicksleistung mit dem Wp Wert ohnehin nichts zu tun. Zur Ermittlung des Energieertrags einer Anlage und zur Berechnung Ihrer Wirtschaftlichkeit ist die Größe ebenfalls entbehrlich. Hier kann man wie oben gezeigt ebenso gut die geernteten kWh auf die Fläche der Module beziehen statt auf deren Peakleistung. Die Größe Wp ist lediglich für den Planer der Anlage wichtig, der die Kabelquerschnitte und die Wechselrichter dimensionieren muss. Hier ist es natürlich wichtig zu wissen welche maximale Leistung erreicht werden kann um die Geräte entsprechend auszulegen.

Derzeit 11 Kommentare


Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Genial!
supervielen dank
Dieser Artikel hat mir gezeigt auf was ich achten muss.
alles andere in den diversen foren ist doch wischiwaschi.
was ich noch nicht verstanden habe.
Warum ist es so wichtig dass der Wechselrichter?
Und gibts für die auch so ne ja ich sach mal simple genial einfache Antwort?

Danke schon mal

Von Manfred am   24.09.2009 15:25
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Endlich mal jemand der den Gordischen Knoten kWp durchschlägt.

Glückwunsch zur genial einfachen Lösung.

Von Erhard am   08.01.2010 12:19
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

In einem Fall wäre die Watt-peak Angabe der 2 technisch gleichen Module jedoch von Bedeutung: wenn ich die 30kW meines Hausanschlusses ausreizen möchte und der Stromversorger(abnehmer) nicht mehr zuläßt. Dann sind die Module mit den angegeben 160 Watt im Vorteil, denn es zählt die addierte Modulleistung und nicht die tatsächlich erzeugte Leistung.
Ansonsten stimme ich hier voll zu!

sonnige Grüße
Janny

Von Janny am   08.01.2010 22:44
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Einen kleinen Nachteil hat die Rechnung!

Wenn ich eine vorhandene Dachfläche, von sagen wir mal zur einfachen Rechnung 740m², habe, die ich optimal ausnutzen möchte.....

Nach obiger Rechnung bekomme ich bei CdTe eine Leistung von 74.000kWh pro Jahr. Bei einem m²-Preis von 250€/m² bezahle ich 185.000€.
Nach 25 Jahren habe ich eine Gesamtleistung von 74.000kWh*25Jahre=1.850.000kWh zu einem Preis von 185.000€ = 10ct/kWh

Wenn ich dann aber bei gleicher Fläche mit dem polykristallinen Modul rechne:

128kWh/m² = 94.720kWh pro Jahr*25 Jahre = 2.368.000kWh zu einem Preis von 405€/m², also 299.700€ für 740m² ergibt sich daraus ein ein Preis von 2.368.000kWh/299.700€ = 7,9ct/kWh

Vorausgesetzt ich habe das Geld, für welche Anlage würde ich mich dann wohl entscheiden???

sonnige Grüße,

sunnygirl

Von sunnygirl am   10.01.2010 13:43
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Hallo Sunnygirl,

Für die kristalline Variante ergibt sich ein Strompreis von 299.700.-€/2.368.000kWh = 0,12.-€ und nicht 0,79.-€.
In der Rechnung oben wurden Zähler und Nenner vertauscht.
Es stellt sich also in dem genannten Beispiel die Frage ob man 94.720 kWh für 12 Cent oder nur 74.000kWh dafür aber für 10 Cent produzieren möchte. Eine Entscheidung, die man nicht mit "besser" oder "schlechter" bewerten kann. Der Eine möchte eine größere Rendite machen und entscheidet sich für die Dünnschichtvariante, der Andere möchte mehr Strom erzeugen und entscheidet sich für die kristalline Variante.

Gruß Matthias Diehl - pvbuero

Von Matthias Diehl am   10.01.2010 17:14
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Endlich eine technisch klare Darstellung zu Angaben von PV-Anlagen,die mehr bekanntgemacht werden müssten! Ebenso gut ist der Artikel "Aufstänerungsorgie" !

Von oktavius am   29.01.2010 11:04
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Die Berechnung nach m² halte ich auch für richtig. Alles andere ist wie Du schon gesagt hast, aufgrund der unterschiedlichen Modulmaße verwirrend. Ich habe auch immer auf Basis von m² und hier wird meine Vorgehensweise bestätigt! Danke.
GruußJjörg

Von Jörg am   18.09.2010 23:06
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Ich weiß nich, reicht es nicht, den Wrikungsgrad anzugeben?

Von patina am   13.07.2011 17:31
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Hallo Patina,
der Wirkungsgrad ist nichts anderes als die Leistung in W/m² (bei einer Einstrahlung von 1000W/m²).
Wenn ein Modul 145W/m² bringt hat es einen Wirkungsgrad von 14,5%.
Dann fängt allerdings wieder die Diskussion an, dass es Module mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit gibt, die trotz gleicher Leistung bei STC (Standard Test Bedingungen)- und damit gleichem Wirkungsgrad- unterschiedliche Erträge in kWh/m² liefern. Die einzig sinnvollen Rechengrößen bleiben aus meiner Sicht die Angabe des Jahresertrages und der Investitionskosten auf einer gegebenen Dachfläche. Damit lassen sich alle denkbaren Varianten miteinander vergleichen. Ganz ohne Wp und Wirkungsgrad.

Gruß pvbuero

Von Matthias Diehl am   20.09.2011 21:08
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Die Einheit kWh/m2 ist verwirrend, da eigentlich kWh/a/m2 gemeint ist, was im Endeffekt W/m2 sind, wenn man um die Zeit kuerzt.

Weiters kann es fuer konkrete Solarmodule keine bestimmte kWh/a/m2 geben, da dies von der Insolation des jeweiligen Ortes und dem Aufstellwinkel abhaengt. Es wird daher nie in einem Datenblatt, Werbung, allgemeinen Verkaufsangebot (ebay etc) die tatsaechlich erreichbaren kWh/a/m2 stehen. Dies kann man nur (von einem Experten) fuer den konkreten Fall schaetzen, was so natuerlich sinnvoll ist. Fuer diese Schaetzung braucht man wieder das Wp, das sinnvoller Weise im Datenblatt steht.

Natuerlich koennte man auch eine andere Groesse heranziehen, wie Leistung bei 60 C und 200 W Insolation, mit der man naeher am Jahresmittel in Mitteldeutschland ist. Dann beschweren sich aber vielleicht die Spanier, dass das eine irrefuehrende Angabe ist. 1000 W Insolation und 25 C lassen sich halt im Labor gut realisieren, denke ich, und ermoeglicht dadurch eine einfache/kostenguenstigere Charakterisierung der Solarmodule/zellen.

Von darsie am   22.06.2013 12:52
Gravatar

AW: Die Verwirrung um das Watt-Peak

Danke für den Artikel!

Von Kilian Rüfer am   26.08.2014 14:42

Ihr Name:
Gravatar Preview
Ihre E-Mail-Adresse:
(Optional) Geben Sie Ihre E-Mail-Adresse an, um ein Gravatar-Bild festzulegen.
Ihre Web-Site:
Überschrift:
Kommentar:
Sicherheitscode
CAPTCHA-Bild
Geben Sie die angegebenen Zeichen darunter ein.
Kommentar hinzufügen   abbrechen 

pvBueroBlog Suche

Loading

Service

Kurzberatung

Facebook

RSS FEEDs unserer Blogs

Für dieses Weblog wurden keine Kategorien eingerichtet.