Kapazität und Leistung bei Stromspeichern und Photovoltaik-Anlagen richtig unterscheiden

Was ist der Unterschied zwischen Kilowatt und Kilowattstunde?

Auch wenn sich Kilowatt und Kilowattstunde ähnlich anhören, beschreiben sie zwei verschiedene Dinge. Es ist wichtig, diesen Unterschied zu verstehen, damit die Planung der PV-Anlage plus Stromspeicher nachvollziehbar und zielgerichtet abläuft.
 

Wofür steht Kilowatt?

Die physikalische Größe Kilowatt (kW) gibt die elektrische Leistung eines Gerätes an. Der Zusatz „Kilo“ im Namen steht für die Zahl 1000. Ein Kilowatt sind also 1000 Watt.
 

Was ist eine Kilowattstunde?

Die Einheit Kilowattstunde (kWh) beschreibt die Kapazität und damit z. B. das Fassungsvolumen eines Stromspeichers. Einfach formuliert: Wie viel rauskommt, verrät die Leistung. Wie viel reinpasst, die Kapazität. 

Mithilfe eines Beispiels lässt sich dies gut verdeutlichen. Wir nehmen eine Flasche Wasser zur Hand. Die Menge Wasser, die überhaupt in die Flasche hineingeht, beschreibt die Kapazität in der Einheit Kilowattstunden (kWh). Die Leistung in Kilowatt (kW) gibt an, wie viel Wasser auf einmal durch den Flaschenhals eingefüllt oder ausgegossen werden könnte. Je größer die Öffnung, desto mehr Wasser kann in die Flasche rein oder raus. Je kleiner die Öffnung, desto länger dauert dieser Prozess.
 

Kapazität und Leistung bei PV-Anlagen und Stromspeichern – Worauf kommt es an?

Anders als bei Haushaltsgeräten wie z. B. bei einer Waschmaschine oder Staubsaugern wird bei Photovoltaikanlagen und Stromspeichern die Leistung in den Vordergrund gestellt. Angaben in Kilowatt zeigen daher auch nicht die Energie an, die sie benötigen. Sie zeigen, wie viel sie selbst generieren können. Wenn ein Stromspeicher z. B. 3,5 kW Leistung hat, beschreibt dies die Menge an Energie, die er gleichzeitig abgeben bzw. aufnehmen kann. Gleiches gilt für die PV-Module.
 

Was ist Kilowattpeak und wie wirkt es sich auf die PV-Anlage aus?

Die Angabe Kilowatt Peak (kWp) bezeichnet die maximale Leistung einer PV-Anlage. Diese wird auch Nennleistung genannt. Es handelt sich bei Nennleistung oder Kilowatt Peak um die Spitzenleistung, die eine Solaranlage unter optimalen Bedingungen erbringen kann. Aber aufgepasst: Optimale Bedingungen gibt es nur im Labor. In der Realität wird dieser Wert selten erreicht.

Die tatsächliche Stromproduktion einer Photovoltaikanlage schwankt ständig. Äußere Einflüsse wie die Sonneneinstrahlung, Verschattung, Temperatur, Ausrichtung und Neigungswinkel des Daches beeinflussen die Produktion von Solarenergie. Doch wer denkt, dass nur bei Sonnenschein Solarstrom gewonnen werden kann, irrt. Die ausgereifte Technik der PV-Module beinhaltet heute oftmals Leistungsoptimierer, welche die Effizienz erhöhen.

Wie viel Kilowatt Peak (kWp) eine PV-Anlage aufweisen sollte, wird durch den individuellen Strombedarf errechnet. Jedes zusätzliche Modul bedeutet auch mehr Solarenergie. Die wichtigste Frage ist daher: Wie viel Strom soll durch Photovoltaik gewonnen werden?
 

Wie Nennleistung einer PV-Anlage berechnen?

Die gewünschte Nennleistung einer Solaranlage berechnet sich wie folgt:
Ein Haushalt, der eine Nennleistung von 7 kWp erreichen möchte und PV-Module mit je 250 Watt kauft, müsste davon 28 Stück auf dem Dach installieren. An einem schönen Sommertag kann eine solche Anlage ca. 6,5 kW Solarenergie generieren. Damit kann man z. B. Wäsche waschen (800 Watt Durchschnittswert), Staubsaugen (1,6 kW) und Fernsehen (50 Watt). Zusammen wären das gerade mal 2,45 kW, die restliche Energie würde also in den Speicher fließen. Wenn dieser vollständig aufgeladen ist, wird der überschüssige Strom ins Netz eingespeist, so lange er nicht weiter selbst verbraucht wird.

Wie groß sollten PV-Anlage und Stromspeicher sein?

Um eine Solaranlage optimal planen und benutzen zu können, ist es wichtig, die richtige Dimensionierung zu finden. Dabei kommt es nicht nur auf den realen Verbrauch im Haushalt an. Auch bauliche Gegebenheiten und der prognostizierte Ertrag spielen eine wichtige Rolle. Je nachdem, wie hoch Verbrauch und Ertrag sein werden, wird dann die Frage nach der Größe des Batteriespeichers geklärt.

Ein Beispiel: Eine PV-Anlage mit 7 kWp soll einen Haushalt möglichst autark mit Solarstrom versorgen. Dafür ist es wichtig, einen Stromspeicher mit genügend Kapazität zu wählen. Nur so kann der Strom im eigenen Haus gehalten und in den Abend- und Nachtstunden zur Verfügung gestellt werden. Der Stromspeicher sollte dafür nicht merklich kleiner als die tägliche Stromproduktion der Photovoltaikanlage sein.

Die Größe eines Solarstromspeichers wird in der Einheit Kilowattstunden bzw. kWh angegeben. Ein Heimspeicher mit einer Kapazität von 8 kWh kann also acht Stunden lang eine Leistung von 1 Kilowatt abgeben oder speichern. In der Regel wird der Batteriespeicher so ausgelegt, dass sich ein Haushalt vom Abend bis zum Morgen mit gespeicherter Energie versorgen kann. Zwischen 6 kWh und 10 kWh sind für viele Haushalte die passende Größe. Wer große Verbraucher wie ein Elektroauto oder eine Wärmepumpe versorgen möchte, sollte dies in jedem Fall einkalkulieren.
 

Wie funktioniert Photovoltaik im Winter?

Viele Menschen, die sich für eine hauseigene PV-Anlage interessieren, stellen sich die Frage: Wie viel Strom produziert eine Photovoltaikanlage im Winter? Bringt Solarenergie in den kalten Monaten überhaupt etwas? Die klare Antwort lautet: Ja. Denn auch wenn im Winter deutlich weniger Sonnenstunden zur Verfügung stehen, arbeiten die PV-Module kontinuierlich weiter.

Fachleute unterscheiden zwischen der direkten Sonneneinstrahlung bei klarem Himmel und der sogenannten Diffusstrahlung. Diese Strahlung findet ihren Weg auch durch Wolken, Nebel oder Luftverschmutzungen. Selbst bei Regen kann eine moderne, effiziente PV-Anlage wie in unserem Beispiel noch 1 kW Leistung erzeugen, womit dann tagsüber die Batterie geladen werden kann. Hier gilt, je größer die Solarstrom-Anlage, umso mehr Energie kann sie bei schlechtem Wetter liefern.

Wenn eine PV-Anlage eine Stunde lang eine Leistung von 1 kW aufweist, hat sie eine Energiemenge von 1 Kilowattstunde erzeugt. Ein angeschlossener Stromspeicher wäre also auch bei schlechterem Wetter nach ein paar Stunden geladen. Vorausgesetzt natürlich, die Energie wird nicht direkt wieder verbraucht.
 

Rechnerische Größe der PV-Anlage wichtig für rechtlichen Rahmen

Die Größe der PV-Anlage ist rechtlich relevant in Bezug auf die sogenannte „Wirkleistungsbegrenzung“. Diese Regelung ist für PV-Anlagen, welche die hier im Artikel weiter unten vermeldeten Bedingungen erfüllen, ab dem 1. Januar 2023 sowie für einige bestimmte Anlagen auch bereits ab dem 14. September 2022 aufgehoben. Ziel der Gesetzesänderung ist, die nationale Einspeisung von Solarstrom zu steigern. Wir fassen einmal kurz zusammen, was es damit auf sich hat. 

Alle Photovoltaik-Anlagen durften bis zur Gesetzesänderung in Deutschland maximal 70 Prozent ihrer Nennleistung in das öffentliche Netz einspeisen. Diese „Wirkleistungsbegrenzung“ wurde vom Stromnetzbetreiber überwacht und vom Installateur/Fachpartner technisch eingerichtet. Hintergrund war, dass man die öffentlichen Netze vor einer Überlastung oder gar einem Zusammenbruch schützen wollte.  

Die Gesetzesänderung zur Wirkleistungsbegrenzung betrifft nun folgende PV-Anlagen. Bestandsanlagen bis einschließlich 7 kW können ab dem 1. Januar 2023 unbegrenzt ins Stromnetz einspeisen. Anlagen, welche eine Kapazität von 7 bis 25 kW haben, dürfen die Drosselung der Netzeinspeisung aufheben, sofern diese über ein intelligentes Messsystem (Smart Meter / iMSys) verfügen. Photovoltaikanlagen, welche nach dem 14. September 2022 in Betrieb genommen wurden sowie eine Leistung bis 25 kW aufweisen, sind rückwirkend bereits ab sofort von einer Drosselung ausgenommen. Ausführlichere Informationen zur Gesetzesänderung zur Wirkleistungsbegrenzung haben wir hier verlinkt. 

Weitere interessante Veränderungen bringen darüber hinaus die Anpassungen der EEG-Umlage mit sich. Bislang war außerdem die im Sommer 2014 eingeführte „Kleinanlagenregelung“ von zentraler Bedeutung: Haushalte mussten eine anteilige EEG-Umlage von 40% auf den selbst erzeugten und selbst verbrauchten Strom zahlen, wenn die eigene PV-Anlage den Grenzwert von 10 kWp überschritt (etwa 2,5 Cent/kWh). Diese auch als „Sonnensteuer“ in die Solargeschichte eingegangene Abgabe gibt es seit Verabschiedung einer Gesetzesänderung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes nicht mehr. Durch das EEG 2021 wurde die Grenze auf 30 kWp erweitert.

Im Juli 2022 wurde die EEG-Umlage schließlich abgeschafft. Der Eigenverbrauch von Solarstrom wird dadurch nicht mehr mit zusätzlichen Steuern belastet. Durch die daraus resultierende Möglichkeit, noch mehr eigenen Strom zu produzieren, gewinnen auch weitere Leistungen wie Elektroautos und/oder Wärmepumpen an Attraktivität.  

Zusammenfassung

• Die Kapazität eines Stromspeichers wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen, die Leistung in Kilowatt (kW) 

• Die Größe und damit maximale Leistung einer PV-Anlage wird in Kilowatt peak (kWp) gemessen, das ist die sog. Nennleistung 

• Die Anpassung der Wirkleistungsbegrenzung hat als Ziel, die Einspeisung von Solarstrom in das Stromnetz zu steigern. 

• EEG-Umlage auf selbst verbrauchen Solarstrom ist seit Juli 2022 abgeschafft 

• Kapazität des Stromspeichers und Leistung der PV-Anlage sollten gut aufeinander abgestimmt sein 

• Die Leistung des Stromspeichers sollte sich nach Ihrem Strombedarf richten