Wie viel Fläche braucht man für 1 kWp?

Wie viel Fläche braucht man für 1 kWp?
Die grundlegende Faustformel zur Beantwortung dieser Frage lautet:

Auf Satteldächern sind für 1 kWp Leistung rund 10 m² Fläche nötig.
Auf Flachdächern können für 1 kWp Leistung 30 m² Fläche erforderlich sein.
Pro kWp der installierten Leistung erzeugt die Anlage ~800 - 950 kWh Strom/Jahr.
Was ist ein kWp?

Das Kürzel steht "Kilowattpeak" und kennzeichnet die Leistung, die ein Solarmodul unter Idealbedingungen erzeugt. Auf diese verweist der Zusatz „peak“ = Gipfel oder Spitze. Diese Idealbedingungen werden selten erreicht. Die Bezeichnung kWp ist in physikalischer Hinsicht auch nicht normgerecht, hat sich aber für die verständliche Kennzeichnung von Solarmodulen etabliert. Die Idealbedingungen sind gleichzeitig die Standard-Testbedingungen für Solarzellen. Zu diesen gehören

eine Zellentemperatur von 25 °C,
ein Sonnenlichtspektrum von 1,5 nach AM (Messeinheit) und
eine Bestrahlungsstärke von 1.000 W/m².
Woraus ergibt sich die benötigte Fläche beim Satteldach?

Auf Satteldächern (Schrägdächern) errechnet sich die benötigte Fläche für ein kWp = 1 kW fest installierte Solarleistung aus den Modulflächen. Wenn ein Modul beispielsweise 158 x 80,8 cm groß wäre (eine der Standardgrößen), betrüge die Modulfläche knapp 1,28 m². Sollte das Modul nun 185 Wp (Wattpeak) leisten (ein häufiger Wert), würden für 1 kWp Leistung ~5,4 Module benötigt (1.000 Watt : 185 Watt). Angefangene Module (also 0,4 Module) gibt es aber nicht, also sind sechs Solarmodule nötig, die etwas mehr als 1 kWp installierte Leistung bedeuten, allerdings die Idealleistung, nämlich 1 kWp, kaum erreichen. Wenn wir die Fläche eines Solarmoduls mit seinen 185 Wattpeak Leistung und 1,28 m² Fläche mit 6 multiplizieren, kommen wir auf 7,68 m² Fläche und erhalten dafür 1,11 kWp installierte Leistung. Interpoliert auf 1 kWp wären es 9 m² benötigter Fläche. Das ist eine sehr genaue Angabe. In der Praxis sprechen die Hersteller von 8 – 10 m² benötigter Fläche (dehnen also den Bereich um 9 m² mathematisch etwas aus) und empfehlen die Kalkulation mit der Obergrenze von 10 m². Das hat den Hintergrund, dass die meisten Käufer von Solaranlagen das kWp mit dem tatsächlichen kW gleichsetzen, was aber nicht stimmt – kWp ist ein Wert für Idealbedingungen. Menschen möchten aber irgendwie kalkulieren. Sie fragen sich: Wie viel Fläche meines Daches muss ich mit Solarmodulen bestücken, um ausreichend viel Strom zu produzieren? Oder: Wie viel Strom lässt sich auf meinem Dach mit Solarmodulen produzieren? Von den Herstellern erhalten sie jedoch nur die kWp-Angabe, denn diese wurde unter Testbedingungen ermittelt. Wie effizient ein Solarmodul tatsächlich arbeitet, hängt auch von der Verschattung durch Bäume, vom Sonnenlicht in der Region, vom genauen Winkel der Module und von ihrer Ausrichtung nach Süden bis Südosten oder Südwesten ab. Diese Bedingungen für den individuellen Einzelfall kann der Anbieter der Solarmodule nicht kennen. Er empfiehlt also, auf einem Satteldach mit der Obergrenze von 10 m²/kWp zu kalkulieren.

Warum ist auf einem Flachdach die dreifache Fläche nötig?

Solarmodule fangen das Sonnenlicht in einem bestimmten Winkel zur Sonneneinstrahlung am besten ein. Wenn sie flach liegen, ist das eine sehr suboptimale Position. Auch Solarmodule auf Freiflächen werden nie gelegt, sondern schräg aufgestellt. Die schräge Aufstellung auf einem Flachdach unterlässt man, diese Module wären ein gigantischer Windfang. Wenn sie aber liegen, sinkt die Effizienz etwa auf ein Drittel. Daher werden auch nur wenige Flachdächer mit Solarmodulen bestückt.