Solarrechner: echter Stundenertrag, Ersparnis und Amortisation

So funktioniert der Solarrechner

Die meisten PV-Rechner im Netz multiplizieren die Anlagengröße mit einer mittleren Zahl von „Volllaststunden“ oder „Sonnenstunden“. Diese Abkürzung verschluckt fast alles, worauf es ankommt: den Sonnenstand im Lauf der Jahreszeiten, bewölkte und klare Tage, wie heiß die Module im Juli werden und wie viel Strom du zu Hause tatsächlich nutzen kannst. Dieser Rechner nimmt den langen Weg. Sobald du einen Standort wählst, lädt er 8.760 Stunden echter, satellitengestützter Wetterdaten aus dem POWER-Projekt der NASA (Global-, Direkt- und Diffusstrahlung, Lufttemperatur und Wind) und simuliert deine Anlage Stunde für Stunde, so wie professionelle Ertragssoftware.

Für jede Stunde

1. berechnet er den Sonnenstand am Himmel für deine Koordinaten;
2. teilt er das gemessene Sonnenlicht in Direktstrahlung, diffuses Himmelslicht und vom Boden reflektiertes Licht auf;
3. projiziert er jeden Anteil mit dem Himmelsmodell nach Hay–Davies auf die Modulebene (bei Nachführung folgt die Ebene der Sonne);
4. zieht er die Reflexionsverluste bei flachem Einfallswinkel ab;
5. schätzt er die Zelltemperatur aus Einstrahlung, Lufttemperatur und Wind und reduziert die Leistung mit dem Temperaturkoeffizienten der gewählten Modultechnik;
6. wendet er deine Systemverluste und den Wechselrichterwirkungsgrad an und kappt die Leistung oberhalb der AC-Nennleistung des Wechselrichters.

Die Jahressumme ist dein Ertrag. Die Monatsbalken und die Kurven für den Durchschnittstag stammen aus derselben Stundenreihe. Sie zeigen also den tatsächlichen Jahresgang an deinem Standort statt einer Standardkurve.

Die Kernformel

Dabei ist γ der Temperaturkoeffizient der Leistung (−0,24 %/°C bei Heterojunction bis −0,40 %/°C bei älteren polykristallinen Modulen), U0 und U1 beschreiben, wie gut die Module hinterlüftet sind, und η_inv ist der Wechselrichterwirkungsgrad (97 % gewichtet).

Rechenbeispiel: 6 kWp auf einem Haus in Bukarest

Mit den Voreinstellungen (6 kWp TOPCon-Module, 32° Neigung nach Süden, 14 % Verluste und Wetter von 2024) kommt die Simulation auf etwa 7.300 kWh pro Jahr, einen spezifischen Ertrag von rund 1.220 kWh/kWp und eine Performance Ratio von knapp 77 %. Der Juli bringt etwa dreimal so viel wie der Dezember.

Verbraucht der Haushalt 60 % davon direkt zu 0,25 €/kWh und speist den Rest für 0,06 €/kWh ein, ist jede kWh etwa 0,174 € wert. Im ersten Jahr spart er damit rund 1.270 €. Bei 6.600 € Anschaffungskosten, 60 € Wartung pro Jahr und einem Wechselrichtertausch im 13. Jahr hat sich die Anlage nach gut fünf Jahren bezahlt gemacht und bringt über 25 Jahre mehr als 30.000 € netto.

So liest du die Ergebnisse

• Jahresertrag ist die AC-Energie am Zähler im ersten Jahr. In den Folgejahren sinkt er um die Degradationsrate (0,3–0,5 % pro Jahr bei modernen Modulen).
• Mit dem spezifischen Ertrag (kWh/kWp) vergleichst du Standorte und Auslegungen unabhängig von der Größe.
• Die Performance Ratio (PR) ist der Anteil des theoretischen Potenzials des Sonnenlichts, der im Netz ankommt. 75–85 % sind normal; ein niedrigerer Wert deutet auf Hitze, Clipping oder hohe Verluste hin.
• Einstrahlung auf die Module ist die Sonnenenergie, die im Jahr auf einen Quadratmeter deiner geneigten Module trifft.
• Amortisation, IRR und Kapitalwert vergleichen die Anlage damit, den Strom einfach zu kaufen. Liegt der IRR über deinem Kredit- oder Sparzins, ist das Geld in den Modulen besser angelegt.
• Die Stromgestehungskosten (LCOE) zeigen, was jede kWh von deinem Dach über die Lebensdauer kostet. Vergleiche sie mit deinem Strompreis.

Typische Werte

Tipps für mehr Ertrag

• Erhöhe den Eigenverbrauch. Jede selbst genutzte kWh ist den vollen Strompreis wert, eingespeiste kWh bringen oft nur ein Viertel davon. Lass Spülmaschine, Warmwasserbereiter und Wallbox mittags laufen oder ergänze einen Heimspeicher.
• Keine Angst vor Ost-West-Dächern. Sie verlieren 10–20 % des Jahresertrags, liefern aber eine breitere Tageskurve, die besser zum Haushaltsverbrauch passt.
• Wähle den Generator etwas größer. Ein DC/AC-Verhältnis von 1,1–1,3 ist normal; der kleine Clipping-Verlust wird durch einen günstigeren Wechselrichter und mehr Energie morgens, abends und im Winter mehr als ausgeglichen.
• Halte die Module kühl. Ein Gestell mit Luftspalt hinter den Modulen läuft einige Grad kühler als dachbündig montierte Module. In heißen Regionen bringt das 2–4 % mehr Energie.
• Prüfe die Neigung. Mit dem Rechner für den Neigungswinkel siehst du, wie viel eine steilere oder flachere Montage an deinem Standort bringt oder kostet.

Grenzen

Verschattung durch Bäume, Schornsteine oder Nachbargebäude ist im Modell nicht enthalten. Liegt ein Teil deines Dachs im Schatten, erhöhe die Systemverluste entsprechend. Die Wetterdaten von NASA POWER stammen aus Satellitenmessungen mit etwa 50 km Auflösung; sehr lokale Effekte (Küstennebel, Gebirgstäler) werden geglättet. Das Wetter schwankt von Jahr zu Jahr um ±5–8 %, was du mit der Option Wetterjahr testen kannst. Die Finanzergebnisse berücksichtigen keine Steuern, keine Finanzierung und keine Tarifänderungen über die eingestellte Preissteigerung hinaus.

Methode & Annahmen

Diesen Rechner einbinden

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