Beim Kauf einer Solaranlage für zu Hause sind viele Faktoren zu berücksichtigen, aber die wichtigste Frage ist: „Wie viele Solarmodule benötige ich für mein Zuhause?“ Die Kosten für die eigentlichen Solarmodule sowie die Installation des Systems sind bei weitem die beiden größten Ausgaben bei der Umstellung auf Solarstrom für Privathaushalte. Daher ist es von größter Bedeutung, zu bestimmen, wie viele Solarmodule benötigt werden.
Wie viele Sonnenkollektoren braucht man, um ein Haus mit Strom zu versorgen?
Bei der Bestimmung, wie viele Solarmodule zur Stromversorgung eines Hauses benötigt werden, ist es wichtig, viele Dinge zu berücksichtigen, darunter das Wetter vor Ort, die Leistung des von Ihnen gewählten Moduls und den durchschnittlichen Stromverbrauch Ihres jeweiligen Haushalts.
Bestimmen Sie anhand dieser Tabelle, wie viele Solarmodule Sie benötigen:
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Größe des Hauses |
Durchschnittlicher monatlicher Energieverbrauch |
Geschätzte Anzahl der benötigten Panels |
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1.500 Quadratfuß. |
633 kWh |
14 – 17 |
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2.000 Quadratfuß. |
967 kWh |
19 – 25 |
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2.500 Quadratfuß. |
1.023 kWh |
24 – 30 |
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3.000 Quadratfuß. |
1.185 kWh |
27 – 30 |
* Informationen stammen aus der EIA-Umfrage zum Energieverbrauch von Privathaushalten.
Hier finden Sie eine weitere Aufschlüsselung, wie sich Verbrauch, Wattzahl und Wetter auf die Anzahl der benötigten Panels auswirken.
Verbrauch
Um Ihren eigenen Verbrauch zu verstehen, sehen Sie sich auf Ihren Stromrechnungen den gesamten Energieverbrauch der letzten 12 Monate an. Auf einer typischen Stromrechnung wird die gesamte Strommenge, die Sie in diesem Monat verbraucht haben, in Kilowattstunden (kWh) angegeben und dann pro kWh berechnet. Zum Vergleich: Im Juni 2022 lagen die durchschnittlichen Stromkosten in den Vereinigten Staaten bei 15,42 Cent/kWh.
Da der Verbrauch je nach Jahreszeit und anderen Faktoren variiert, können Sie die verbrauchten Kilowattstunden aller 12 Monate addieren, um Ihren jährlichen Strombedarf zu ermitteln. Nach Angaben der US Energy Information Administration (EIA) lag der durchschnittliche jährliche Stromverbrauch im Jahr 2020 bei 10.715 kWh.
Wattzahl
Es gibt drei Haupttypen von Solarmodulen: monokristalline, polykristalline und Dünnschicht-Solarmodule. Alle haben unterschiedliche Effizienz- und Kostenniveaus. Bei der Entscheidung, wie viele Solarmodule Sie für die Stromversorgung Ihres Hauses benötigen, kommt es darauf an, wie viel Strom die Module erzeugen können.
Die Wattzahl eines Solarpanels spiegelt die erwartete Stromproduktion des Panels unter idealen Sonneneinstrahlungs- und Temperaturbedingungen wider. Im Jahr 2022 haben die meisten Panels eine Nennleistung von 250 – 400 Watt, wobei die Panels mit höherer Wattzahl vorzuziehen, aber fast immer teurer sind.
Diese Wattzahl multipliziert mit der Anzahl der Module ist Teil der sogenannten Systemleistung. Jedes Haus ist der maximalen Sonneneinstrahlung unterschiedlich ausgesetzt, und dies muss bei der Berechnung der Gesamtleistung des Systems berücksichtigt werden.
Es gibt einen Unterschied zwischen der Systemleistung, gemessen in Watt, und der Energiemenge, die das Haus verbraucht, die in Kilowattstunden (kW) gemessen wird. Ein 5-kW-System wird immer ein 5-kW-System sein. Es kann jedoch mehr oder weniger Strom erzeugen, abhängig von einer Reihe äußerer Faktoren, vor allem davon, wie viel Sonnenlicht die Panels in Spitzenzeiten empfangen. Somit könnte genau das gleiche System für ein 14.000-kWh-Haus in einem Bundesstaat ausreichen, in einem anderen jedoch nur für ein 10.000-kWh-Haus.
Wetter
Da Solarmodule nicht rund um die Uhr voll funktionsfähig sind, spielen das Wetter und die Jahreszeiten eine große Rolle für ihre Effizienz bei der Erzeugung von Solarenergie. Die Menge an Strom, die eine Solaranlage erzeugt, schwankt je nach Sonneneinstrahlung und Jahreszeit. Wenn beide über eine 5-kW-Solaranlage verfügen, erhält ein Haus in Kalifornien im Laufe des Jahres weitaus mehr Sonnenlicht und produziert mehr Kilowattstunden Strom als ein Haus ähnlicher Größe in Michigan.
Die Differenz zwischen der geschätzten Energieabgabe des Systems über die Zeit, gemessen in Kilowattstunden, und der tatsächlichen Systemgröße, gemessen in Kilowatt, wird als Produktionsverhältnis bezeichnet. Beispielsweise hat eine 10-kW-Anlage, die in einem Jahr 14 kWh Strom produzierte, ein Produktionsverhältnis von 1,4 (14/10-1,4).
Für die meisten US-Standorte beträgt das Produktionsverhältnis 1,3 – 1,6. Im obigen Fall hat das Haus in Kalifornien eine höhere Produktionsquote und das Haus in Michigan eine niedrigere. Dies bedeutet nicht, dass eine Solaranlage im Haus in Michigan nicht den gesamten Strom erzeugen kann, den das Haus benötigt. Es bedeutet lediglich, dass es mehr Solarpaneele und ein größeres System benötigt, wahrscheinlich eher bei 6.000 Watt, um die gleiche Menge Solarstrom zu produzieren wie das kalifornische Haus mit 5.000 Watt.
Ihr Solarinstallateur verfügt über spezifische Daten, die Ihnen dabei helfen, das Produktionsverhältnis für eine Solaranlage an Ihrem genauen Standort zu bestimmen.
So berechnen Sie, wie viele Solarmodule Sie benötigen
Um Ihre Gesamtsystemgröße zu berechnen, benötigen wir drei Daten: wie viel Sonnenlicht Sie erhalten, Ihren durchschnittlichen Energiebedarf und die Wattzahl der von Ihnen verwendeten Solarmodule.
Bewerten Sie, wie viel Sonnenlicht Sie in Ihrer Region erhalten
Sie müssen berechnen, mit wie vielen Spitzensonnenstunden Sie an einem durchschnittlichen Tag an Ihrem Wohnort rechnen können. Diese Zahl spiegelt einen durchschnittlichen Tag wider, da einige Tage sonniger sind als andere und weil die Sonneneinstrahlung im Sommer länger und direkter ist als im Winter.
Die Anzahl der Spitzensonnenstunden, die Sie erhalten, variiert stark je nach Wohnort. Ein Haus im sonnigen Süden Kaliforniens ist weitaus stärker der Sonne ausgesetzt als eines im Norden Michigans, wo es mehr bewölkte Tage gibt. Darüber hinaus ist die Tageszeit von Bedeutung – die Intensität des Sonnenlichts ist unterschiedlich, je nachdem, ob es 9 Uhr, 12 Uhr oder 16 Uhr ist – sowie der Winkel, in dem die Sonnenstrahlen auf ein Solarpanel treffen.
Technisch gesehen liegt eine maximale Sonnenstunde vor, wenn die Intensität des Sonnenlichts 1.000 Watt Energie pro Quadratmeter erreicht. Das klingt komplex, aber glücklicherweise hat die Wissenschaft diese schwierige Forschung für Sie erledigt, sodass Sie das nicht selbst herausfinden müssen. Forscher haben ermittelt, dass die Spitzensonnenstunden für die meisten Teile der USA zwischen 3 und 6 Stunden pro Tag liegen.
Um zu berechnen, wie viele Solarmodule Sie benötigen, ermitteln Sie zunächst die Anzahl der Spitzen-Solarstunden, die Sie pro Monat erhalten. Multiplizieren Sie dazu einfach Ihre Spitzensonnenstunden (z. B. 4,6 Stunden) x 30 (die durchschnittliche Anzahl der Tage in einem Monat):
4,6 x 30 = 138 Sonnenstunden
Bestimmen Sie Ihren durchschnittlichen Energiebedarf
Um anschließend zu ermitteln, wie viele Kilowatt Strom unser System in einem Monat benötigt, dividieren wir die geschätzten jährlich benötigten Kilowattstunden durch die Anzahl der Monate. Sie können Ihre Verbrauchsinformationen von Ihrem Energieversorger erhalten, aber für dieses Beispiel verwenden wir 10.715 kWh, den US-Durchschnitt:
10.715 kWh/12 = 893 kWh
Um zu bestimmen, wie viele Watt Leistung unser System benötigt, dividieren wir die monatlich benötigten Kilowattstunden durch die Anzahl der Spitzensolarstunden, die wir in einem Monat erhalten:
893 kWh/138 Stunden = 6,47 kW
Jetzt kommen wir irgendwohin. Wir haben festgestellt, dass wir eine 6,47-Kilowatt-Solaranlage benötigen, um unseren Energiebedarf zu decken. Diese Zahl wird manchmal als Systemgröße bezeichnet. Um zu berechnen, wie viele Module wir zum Bau einer Anlage dieser Größe benötigen, rechnen wir zunächst 6,47 kW in Watt um:
6,47 x 1.000 = 6.470 W
Wählen Sie Ihr Solarpanel und berechnen Sie, wie viele Sie benötigen
Nehmen wir an, Sie entscheiden sich für eine hocheffiziente monokristalline 340-Watt-Scheibe. Obwohl es sich hierbei um ein teureres Panel handelt, bietet es viel Leistung. So ermitteln Sie, wie viele Sie benötigen. Teilen Sie die Gesamtleistung des Systems durch die Leistung eines Solarmoduls, wie folgt:
6.470 W / 340 W = 19,02
Für dieses Haus sollten also 19 Solarmodule mit einer Leistung von 340 Watt ausreichen. Fachleute schlagen oft vor, aufzurunden, und tatsächlich benötigen die meisten Haushalte in den USA 20 bis 30 Solarmodule, um ihren gesamten Strombedarf zu decken.
Fazit: Wie viele Solarmodule Sie benötigen, hängt von vielen Faktoren ab
Die Berechnung, wie viele Module Sie benötigen, ist eigentlich recht einfach. Sobald Sie die drei Hauptfaktoren berücksichtigt haben, darunter die Wattleistung Ihres Solarmoduls und die Gesamtzahl der jährlichen Kilowattstunden, die das System bereitstellen muss für und die Spitzensonnenstunden, die Sie an Ihrem Wohnort erhalten.
Um über genügend Solarstrom zu verfügen, um den Strombedarf Ihres Hauses zu decken, und um nicht zu viel für teure Solarmodule zu bezahlen, ist es wichtig, vor der Investition genau abzuschätzen, wie viele Module Sie benötigen. Sie sollten auch nach den besten Solarmodulen für Ihr Zuhause suchen.