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Was bedeutet der Wirkungsgrad einer PV-Anlage?

Was bedeutet der Wirkungsgrad einer PV-Anlage?

Thor Marquardt
Zuletzt aktualisiert:
1.4.2022

Wie viel Leistung eine PV-Anlage letztlich hat, hängt von ihrem Wirkungsgrad ab. In den letzten Jahren hat sich diesbezüglich in den Technologien viel getan. Wie hoch der Wirkungsgrad einer guten Photovoltaikanlage sein sollte und was es sonst noch zu beachten gibt, erklären wir Ihnen hier.

Das Wichtigste zum Wirkungsgrad zusammengefasst:

  • Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel der Solarenergie beim Auftreffen auf die PV-Anlage in elektrischen Strom umgewandelt werden kann.
  • Wichtigste Einflussfaktoren sind: Art der Solarzelle, Modultyp, Verkabelung, Wechselrichter
  • Wirkungsgrad vs. Performance Ratio

    Der Wirkungsgrad ist eine der wichtigsten Größen, um verschiedene PV-Modelle unterschiedlicher Anbieter zu vergleichen. Dennoch sind die Angaben nicht in Stein gemeißelt. Die tatsächliche Leistung ist nämlich auch von anderen Einflüssen abhängig wie einzelnen Komponenten, der Einstrahlungsstärke der Sonne, von Verschmutzung oder Verschattung. 

    Aus diesem Grund wurde neben dem Wirkungsgrad noch eine weitere Messgröße eingeführt: Die Performance Ratio. Diese sagt aus, wie viel Ertrag die PV-Anlage im Vergleich zum maximal möglichen Wert liefern kann. 

    Formel: Performance Ratio = Stromwert am Zähler / Nominalwert der Anlage 

    Der Nominalwert Ihrer PV-Anlage wird anhand der Sonneneinstrahlung auf die PV-Anlage, dem Wirkungsgrad der PV-Module und der Anlagengröße berechnet. Ein gutes Modell sollte dann einen Performance Ration von durchschnittlich 65 % bis 75 % aufweisen. Einige Hersteller bieten sogar PV-Anlagen mit bis zu 80 % an.

    Wirkungsgrad eines Solarmoduls

    Wie Sie der obigen Formel entnehmen konnten, ist die Berechnung der Performance Ratio relativ aufwendig und von vielen Faktoren abhängig. Sie bietet also keine gute Vergleichsmöglichkeit für die Abwägung des besten PV-Moduls. Somit ist der Wirkungsgrad einer PV-Anlage nach wie vor die entscheidende Größe.

    Aber auch hier wird nach den einzelnen Komponenten der PV-Anlage unterschieden. Umgangssprachlich ist beim Wirkungsgrad immer vom Modulwirkungsgrad die Rede. 

    Dieser gibt an, wie viel Prozent der Sonnenenergie durch die Solarmodule in Strom umgewandelt werden kann und hängt vom Solarzellentyp ab. Doch Vorsicht! Der Wirkungsgrad eines Solarmoduls ist nicht mit dem einer Solarzelle gleichzusetzen. Denn auch die Größe des Moduls spielt eine entscheidende Rolle.

    Wirkungsgrad einer Solarzelle

    Wenn Sie die Nachrichten im Bereich der Solarzellenforschung aufmerksam verfolgen, ist Ihnen bestimmt schon die rasante Geschwindigkeit aufgefallen, in der revolutionäre Solarzellentechnologien auf den Markt kommen. Dabei erreichen sie in Bezug auf ihre Wirkungsgrade immer wieder neue Rekorde.

    Dabei werden Solarzellen aber meistens unter Laborbedingungen getestet. Damit sind ideale Zustände gemeint, unter denen die Solarzellen elektrische Energie produzieren. Der Realität entsprechen sie somit nicht. Die Wirkungsgrade der meisten in Serie produzierten Zellen sind also etwas niedriger. 

    Mit dieser Übersicht erhalten Sie ein Gefühl für die Leistung der gängigsten Zelltechnologien unter Realbedingungen.

    Zelltyp Wirkungsgrad
    monokristalline Siliziumzellen 18-24%
    polykristalline Siliziumzellen 15-20%
    CIS-Zellen 12 %
    amorphes Silizium 8 %
    Dünnschichtzellen 6-10%
    Farbstoffzellen 2 – 3 %

    Wirkungsgrad des Wechselrichters

    Bevor aus Sonnenenergie für uns wirklich nutzbare Energie erzeugt werden kann, durchläuft sie zunächst einen Transformationsprozess im Wechselrichter. Dabei wird Gleichstrom aus der Solarzelle in Wechselstrom für die Steckdose umgewandelt.

    Wie bei jedem Zwischenschritt bedeutet das immer ein Verlustrisiko. Im Falle des Wechselrichters liegt das häufig am Transformator. Dieser hat die Aufgabe, die elektrische Spannung zu verringern. Gute Wechselrichter mit Transformator sollten aber trotzdem einen Wirkungsgrad von ca. 96 % aufweisen. 

    Andere Modelle kommen sogar ohne Transformator aus. Doch auch diese Wechselrichter können die Energie nicht zu 100 % weitergeben. Dennoch ist der Schwund gering. Solche Modelle verfügen über einen Wirkungsgrad von mehr als 98 %.

    Fazit: Auf das Kosten-Nutzen-Verhältnis kommt es an

    Je höher der Wirkungsgrad, desto höher auch die Kosten. Das geht schon bei der Wahl der Zellen in den Modulen los. Aber auch die Art des Moduls und weiterer Komponenten fließen in die Entscheidung mit ein. 

    Unterschiedliche geographische und klimatische Bedingungen führen zu unterschiedlichen Empfehlungen für die passende PV-Anlage. Sprechen Sie am besten einmal mit einem Fachmann. Dieser kann Ihnen dabei helfen, das optimale Produkt für Ihre individuelle Situation und die verfügbare Fläche auszuwählen. 

    Und keine Sorge. Ein preiswerteres Modell mit geringerem Wirkungsgrad ist noch immer eine Sparmöglichkeit! Dadurch, dass PV-Anlagen keine ständigen Brennkosten verursachen, keine Schadstoffemissionen abgeben und Solarenergie aus einer unerschöpflichen Quelle stammt, wird ihr Geldbeutel in jedem Fall langfristig finanziell entlastet.