Dimensionierung einer PV-Anlage: Mit diesen Faustformeln berechnest du die passende Größe für dein Dach

• Faustformeln berechnen nur die Mindestgröße deiner Photovoltaikanlage. Sie dienen als Orientierung, bevor du eine Detailplanung von einem Fachbetrieb wie 1KOMMA5° durchführen lässt.

• Generell gilt: Nutze möglichst die gesamte Dachfläche aus, um wirtschaftlich und langfristig aufgestellt zu sein.

• Monokristalline Solarmodule benötigen nur 5-7 m² Fläche, um 1 kWp zu erzielen. 

• Ein 4-Personen-Haushalt mit einem durchschnittlichen Jahresstromverbrauch von etwa 4.000 kWh benötigt eine Solaranlage mit 10 kWp Leistung. Das sind etwa 50 m2.

Das Ziel einer Photovoltaik-Anlage auf dem eigenen Dach ist, deine Stromkosten zu senken, unabhängiger vom Stromnetz zu werden und dank zukunftssicherer Technologie über Jahrzehnte hinweg in der Versorgung abgesichert zu sein.

Um diese Ziele effizient und wirtschaftlich erreichen zu können, benötigst du eine passgenaue Anlage, die auf deine Bedürfnisse und anhand der baulichen Gegebenheiten deines Hauses ausgelegt ist. Die optimale Größe deiner PV-Anlage ist folglich abhängig von diesen Faktoren:

• Dachgröße: Die vorhandenen Quadratmeter Dachfläche geben den Rahmen vor, wie viele Solarmodule maximal installiert werden können. 

• Bauliche Voraussetzungen: Kannst du frei über die Installation entscheiden oder gibt es z.B. Vorgaben zum Denkmalschutz? Prüfe, ob für den Standort deines Eigenheims Baugenehmigungen erforderlich sind.

• Strombedarf: Eine PV-Anlage ohne Speicher sollte mindestens 30 % deines Eigenbedarfs decken können. Nicht nur heute, sondern auch in der Zukunft. Beziehe deshalb schon jetzt mit ein, wie dein Strombedarf über die nächsten Jahrzehnte wachsen wird. 

• Sonneneinstrahlung: Die Leistung deiner PV-Anlage hängt davon ab, wie viel Sonneneinstrahlung sie tatsächlich erhält. Aus diesem Grund ist entscheidend, wie die Sonne im Jahresverlauf über dein Dach wandert und wo Verschattungen durch Bäume, Nebengebäude oder Standortbedingungen auftauchen. Ideal ist eine Südausrichtung, aber auch mit Ost- oder Westausrichtung sind über 80 Prozent Ertrag vom Optimum möglich.

• Neigung der Dachfläche: Auch die Neigung der Dachfläche bedingt, wie effizient die Solarmodule arbeiten können. Optimal für eine PV-Anlage ist eine Dachneigung von 35 Grad.

• Wirkungsgrad der PV-Module: Ein qualitativ hochwertiges Solarmodul ist auf der gleichen Fläche sehr viel effizienter als ein minderwertiges Modul. Achte auf hohe Wirkungsgrade und lange Garantien.

• Budget: Wie viel Geld du investieren kannst, ist ein weiterer Faktor, der die Planung beeinflusst.

Wie du bereits an den zahlreichen Faktoren gesehen hast, ist die optimale Planung einer PV-Anlage kleinteilig. Aber mit ein paar einfachen Rechnungen kannst du die Mindestgröße deiner Solaranlage herausfinden. Sie gibt an, ab wann deine Investition Sinn macht.

Grundsätzlich hast du zwei Möglichkeiten, wie du den auf deinem Haus produzierten Solarstrom nutzen kannst: Entweder du speist in das Netz ein und erhältst eine Einspeisevergütung oder du nutzt den Solarstrom selbst.

In der Vergangenheit hat aufgrund hoher Einspeisevergütungen und EEG-Umlage ein Modell Sinn gemacht, das auf die 100 % Einspeisung ausgelegt war. Mittlerweile ist das anders. Die Einspeisevergütung liegt derzeit (Stand Mai 2024) bei 8,11 Cent und wird weiter sinken. Heute ist es deshalb viel effizienter, den Solarstrom selbst zu nutzen. Ohne Speicher können PV-Anlagen etwa 30 % deines Bedarfs decken. Weil die Sonnenstunden aber in vielen Situationen mit dem Zeitpunkt des Bedarfs übereinstimmen, ist ein Batteriespeicher eine sinnvolle Ergänzung. 

Eine Kilowattstunde Solarstrom vom eigenen Hausdach kostet bei guter Dachausrichtung ab 5 Cent/kWh. Dem gegenüber steht Strom aus dem öffentlichen Netz. Dieser hat im ersten Halbjahr 2024 in Deutschland etwa 42 Cent pro kWh gekostet. Diese Differenz zeigt, dass es sinnvoll ist, deinen Autarkiegrad zu erhöhen und den Eigenverbrauch zu steigern. Die Lösung? Eine Anlage mit Stromspeicher. Mit einem Batteriespeicher kannst du den Eigenverbrauch deines erzeugten Solarstroms auf ca. 70% steigern. Nur noch etwa 30 % deines Strombedarfs musst du dann als teuren Netzstrom beziehen. 

Eine vollständige Unabhängigkeit vom Strommarkt ist aktuell noch nicht wirtschaftlich. Die Investitionskosten für derartig dimensionierte Solaranlagen und Stromspeicher amortisieren sich nicht innerhalb der zugrunde gelegten Nutzungsdauer von 20 Jahren. Die oben genannten 70 % Eigenverbrauch sind eine realistische und wirtschaftlich sinnvolle Größenordnung, die du anstreben solltest.

Experten wie die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW) empfehlen mittlerweile, möglichst die gesamte verfügbare Dachfläche auszunutzen (Quelle: htw, Sinnvolle Dimensionierung von Photovoltaikanlagen für Prosumer, März 2019). 

Die Vorteile einer größeren PV-Anlage sind:

• Größere Solaranlagen sind pro Kilowatt Leistung günstiger.

• Mit einer größeren PV-Anlage inklusive Speicher kannst du mehr Strom erzeugen und deinen Eigenverbrauch erhöhen. So sinkt der Anteil an teurem Netzstrom und damit auch deine Kosten für den Strombezug. 

• Größere Anlagen helfen in dunklen Monaten, ausreichend Strom zu produzieren.

• Größere Photovoltaikanlagen gleichen Bedingungen aus, bei denen die Sonneneinstrahlung nicht perfekt auf die Solarzellen trifft.

• Stromverbräuche nehmen durch die zunehmende Elektrifizierung des Haushalts stetig weiter zu. Eine größere Anlage ist auf zukünftige Änderungen in deinem Energie-Set-Up vorbereitet. Wenn du beispielsweise deinen Verbrenner gegen ein E-Auto austauschst, eine Klimaanlage einbaust oder dein Haus mithilfe einer Wärmepumpe heizen möchtest. Denke mögliche Veränderungen bereits heute mit, um dir eine spätere Aufstockung deiner PV-Anlage zu sparen.

Gut zu wissen: Auch Gesetzesänderungen machen es dir heute einfacher, größere Solaranlagen auf dein privates Einfamilienhaus zu bauen. Eine Gewerbeanmeldung ist erst ab 30 kWp nötig. In der Vergangenheit lag diese Grenze für Hausbesitzer bei 10 kWp. 

Tipp: Wer jetzt investiert, profitiert von Steuerbefreiungen für Solaranlagen. Beispielsweise fällt die Mehrwertsteuer von 19% weg und drückt so deine Anschaffungskosten.

In der Theorie ja, in der Praxis ist das sehr unwahrscheinlich. Gibt es eine sehr große Differenz zwischen Stromverbrauch und Produktion, wird der überschüssige Strom ins Netz eingespeist. Da du über die Einspeisevergütung jedoch meist weniger Geld bekommst, als die Produktion des Solarstroms gekostet hat, lohnt sich eine konstante Einspeisung von sehr viel Strom nicht mehr. Dieses Szenario ist allerdings höchst unwahrscheinlich, da Dachflächen von Eigenheimen eine natürliche Grenze bilden. Zudem helfen Stromspeicher und Energiemanagement-Systeme, das Verhältnis von Eigenverbrauch, Einspeisung und Zukauf zu deinen Gunsten zu steuern.

Die perfekte Größe und Ausgestaltung deiner PV-Anlage im Detail zu planen ist ein Job für den Profi. Lass dich gerne von 1KOMMA5° beraten.

Um gut vorbereitet in ein Beratungsgespräch gehen zu können, lohnt eine grobe Berechnung deiner Anforderungen dennoch. Sie hilft dir, eine Größenordnung einzuschätzen und die richtigen Fragen zu stellen.

Im besten Fall musst du nur einen Blick auf den Bauplan deines Hauses werfen und findest dort eine Angabe zur Dachfläche. Sollte dies nicht der Fall sein kannst du dein Dach anhand der Dachziegel vermessen:

1. Miss mit einem Zollstock die Breite und Höhe eines verbauten Dachziegels auf deinem Dach. Beachte: Vermesse nur den sichtbaren Teil, die Überlappung mit dem nächsten Dachziegel kannst du ignorieren. Multipliziere die Breite und Höhe. Jetzt kennst du die Fläche eines einzelnen Ziegels.

2. Zähle, wie viele Dachziegel dein Dach hoch und breit ist. Multipliziere auch diese Werte, um die Gesamtzahl der Ziegel zu erhalten. Beachte: Gauben, Schornstein und Dachfenster müssen herausgerechnet werden.

3. Um die Gesamtfläche des Daches zu berechnen, multipliziere schließlich die Werte aus Schritt 1 und 2.

• Wenn du schließlich abgleichen möchtest, wie viele PV-Module auf dein Dach passen, vergiss nicht, dass ein wenig Abstand zu den Dachrändern eingeplant ist. Die Dachfläche ist also nicht 1 zu 1 mit der Modulfläche gleichzusetzen.

Sonderfall Flachdach: Bei Flachdächern berechnet sich die verfügbare Fläche für Module anders, da hier die Neigungswinkel der Ständer eine Rolle spielen. Lass dich für die Installation einer Photovoltaikanlage auf dem Flachdach auf jeden Fall von Solarexperten wie 1KOMMA5° beraten.

Der Bund der Energieverbraucher hat eine Formel entwickelt, um den Stromverbrauch im eigenen Haushalt berechnen zu können.

Ein durchschnittlicher 4-Personen-Haushalt hat einen Jahresstromverbrauch von etwa 4.000 bis 4.500 kWh.

Die Leistung der Solaranlage - auch PV-Anlagenertrag genannt - spiegelt das typische Verhältnis zwischen Anlagengröße und zu erwartender Stromproduktion wider. Je nach Standort, Sonneneinstrahlung und Ausrichtung der PV-Anlage schwankt der Ertrag. Für Deutschland kann mit einem Durchschnittswert von 1.000 kWh/kWp gerechnet werden. Das bedeutet, pro installiertem kWp werden jährlich 1.000 kWh Solarstrom erzeugt.

• Gut zu wissen: Die elektrische Leistung (Nennleistung) einer Photovoltaik-Anlage wird in Kilowatt-Peak (kWp) angegeben. Das ist die Spitzenleistung bzw. maximale Leistung der Solarmodule unter standardisierten Laborbedingungen. So können verschiedene Module verglichen werden.

Strebt man mit der Photovoltaikanlage einen Eigenverbrauch von 60-80 % an, wird der Strombedarf mit dem Faktor 2,5 multipliziert. Dieser Wert wird anschließend durch die durchschnittliche Leistung von 1.000 kWh/kWp dividiert.

Für eine 4-köpfige Familie mit einem jährlichen Strombedarf von 4.000 kWh bedeutet das:

4.000 x 2,5 / 1000 = 10 kWp

Diese Familie benötigt eine PV-Anlage mit einer Leistung von 10 Kilowatt-Peak. Doch wie groß ist am Ende eine Anlage, die 10 kWp Solarstrom erzeugt? Das hängt auch von der Größe und Qualität der PV-Module ab.

Der Zusammenhang ist simpel. Je leistungsstärker die PV-Module, desto mehr Ertrag bekommst du pro Quadratmeter. Gerade bei kleinen Dachflächen ist dieses Verhältnis entscheidend, um maximale Effizienz zu erreichen.

Die meisten marktüblichen Module haben etwa eine Größe von 2 Quadratmetern. Im Normalfall liegt ihre Leistung pro Modul zwischen 50 Wp und 450 Wp. Das sind 0,05 kWp bzw. 0,45 kWp.

Monokristalline Solarmodule haben den höchsten Wirkungsgrad (20 - 22 %). Sie benötigen nur 5-7 m² Fläche, um 1 kWp zu erzielen. Das sind 2 bis 3 Module.

In der Beispielrechnung von oben bedeutet das:

Für 10 kWp Leistung braucht es mindestens 50 m2 Dachfläche. Oder umgekehrt: Auf 50 m2 Dachfläche kann eine PV-Anlage aus etwa 25 PV-Modulen installiert werden, die 10 kWp Leistung erbringt. 

Tipp: Nicht nur eine hohe Leistung ist ausschlaggebend für qualitativ hohe Photovoltaikmodule, auch eine lange Lebensdauer. Achte bei Anbietern auf lange Garantiebedingungen. 

Im Sinne der Wirtschaftlichkeit, Unabhängigkeit und auch für den Klimaschutz ist die Entscheidung klar: Passe deine PV Anlagenleistung und Speichergröße an deinen (künftigen) Jahresstromverbrauch an. Wenn es das Budget erlaubt, nutze deine gesamte Dachfläche für Solarenergie und setze auf Solarzellen mit einem hohen Wirkungsgrad. Bei guten Rahmenbedingungen rechnet sich eine Solaranlage innerhalb weniger Jahre.