Qualität und Verluste

Ein, zwei Prozent Wirkungsgrad klingen nach nichts. Über 20 Jahre summiert sich das, und bei manchen Komponenten wiegen kleine Unterschiede schwerer als bei anderen. Hier steht, in welchen Bändern sich Module, Wechselrichter und Speicher bewegen, was davon im Geldbeutel ankommt und welche Werte man nicht unterschreiten sollte.

Solarmodule

Der Wirkungsgrad auf dem Datenblatt sagt, wie viel Leistung auf einen Quadratmeter passt. Wie viele Kilowattstunden jedes Kilowatt Modulleistung im Jahr liefert, bestimmen andere Werte.

MerkmalHochwertigDurchschnittEinfach
ZelltechnikRückkontakt, HeterojunctionTOPCon (n-Typ)PERC (p-Typ)
Modulwirkungsgrad23–25 %21,5–23 %20–21,5 %
Temperaturkoeffizient der Leistung−0,24 bis −0,29 %/K−0,29 bis −0,32 %/K−0,34 bis −0,40 %/K
Leistungsverlust im ersten Jahrrund 1 %rund 1 %rund 2 %
Alterung danach0,25–0,35 % pro Jahr0,35–0,4 % pro Jahr0,45–0,55 % pro Jahr
Leistungsgarantie30 Jahre, 87–89 %25–30 Jahre, 84–89 %25 Jahre, 80–84 %
Produktgarantie25–30 Jahre15–25 Jahre10–12 Jahre
In der Rechnung23,5 %, −0,26 %/K, 1 % + 0,25 %/J.22,5 %, −0,30 %/K, 1 % + 0,4 %/J.21 %, −0,35 %/K, 2 % + 0,55 %/J.
  • Wirkungsgrad

    Zählt nur, wenn das Dach knapp ist. Dann passen mit 23,5 % gut 10 % mehr Leistung aufs Dach als mit 21 %.

  • Temperatur

    Module verlieren pro Grad über 25 °C Zelltemperatur Leistung. Auf dem Dach werden Zellen im Sommer 50–65 °C heiß.

  • Alterung

    Der Unterschied wächst jedes Jahr. Nach 20 Jahren liegt ein einfaches Modul im Mittel rund 6 Prozentpunkte unter einem hochwertigen.

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Die Garantielinie ist eine verbreitete Untergrenze. Echte Module liegen meist darüber; die Garantie hilft erst, wenn eine Messung den Mangel belegt.

Wechselrichter

Der Wechselrichter macht aus dem Gleichstrom der Module Wechselstrom. Er arbeitet die meiste Zeit in Teillast, morgens, abends und bei Wolken. Deshalb zählt der europäische Wirkungsgrad, der Teillast gewichtet, mehr als der Spitzenwert.

MerkmalHochwertigDurchschnittEinfach
Europäischer Wirkungsgradab 97,5 %96,5–97,5 %unter 96,5 %
Spitzenwirkungsgrad98–98,8 %97,5–98 %96–97,5 %
Wirkungsgrad bei 5 % Lastüber 96 %um 94–95 %90 % und darunter
Garantie10 Jahre, verlängerbar5–10 Jahre2–5 Jahre
In der Rechnung (η EU)98,0 %97,0 %95,3 %

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  • Größe

    Ein Wechselrichter mit 80–100 % der Modulleistung passt in Deutschland meist. Ein zu großes Gerät läuft öfter im schwachen Teillastbereich; ein zu kleines kappt mittags Spitzen.

  • Lebensdauer

    10 bis 15 Jahre sind üblich. Über 20 Jahre wird er in der Regel einmal ersetzt; das kostet mehr als ein Prozentpunkt Wirkungsgrad.

  • Kopplung

    Ein Hybrid-Wechselrichter lädt den Speicher direkt mit Gleichstrom. Ein nachgerüsteter Speicher am Wechselstrom wandelt einmal mehr und verliert dabei einige Prozent.

Batteriespeicher

Beim Speicher entscheiden zwei Werte: wie viel vom eingespeicherten Strom zurückkommt und wie viel das System selbst verbraucht, auch wenn es nichts tut.

MerkmalHochwertigDurchschnittEinfach
Wirkungsgrad hin und zurück (AC)über 90 %85–90 %unter 85 %
Bereitschaftsverbrauch2–5 Wum 10 W25 W bis über 60 W
Kapazitätsverlustrund 1,5 % pro Jahrrund 2 % pro Jahr3 % pro Jahr und mehr
ZellchemieLithium-EisenphosphatLithium-Eisenphosphatteils NMC
In der Rechnung92 %, 3 W, 1,5 %/J.88 %, 10 W, 2 %/J.82 %, 35 W, 3 %/J.
  • 2–64 W

    Bereitschaftsverbrauch leerer Speicher im Labortest der HTW Berlin. 35 W rund um die Uhr sind gut 300 kWh im Jahr.

  • rund 95 %

    Die besten Systeme im Systemvergleich der HTW. Die schwächsten verlieren bei kleiner Leistung ein Viertel und mehr.

  • Nutzbar

    Angebote nennen mal die nutzbare, mal die Nennkapazität. Vergleichen nur mit der nutzbaren.

Wo die Verluste entstehen

Von der Sonne auf dem Modul bis zum Strom an der Steckdose gehen in Deutschland auf einem gut geplanten Dach 12 bis 20 % verloren. Fachleute sprechen von einer Performance Ratio von 80 bis 88 %. Typische Jahreswerte:

StelleTypischer VerlustWoran es liegt
Verschattung0 bis über 10 %Schornstein, Gaube, Baum; ein Schatten auf einer Zelle bremst ohne Optimierer die ganze Modulreihe
Verschmutzung1–2 %auf geneigten Dächern wäscht Regen das meiste ab; Flachdach und Landwirtschaft mehr
Einstrahlwinkel und Reflexion2–4 %Morgen- und Abendlicht trifft schräg auf das Glas
Temperatur2–5 % im Jahran heißen Sommertagen mittags 10–15 %; hier zählt der Temperaturkoeffizient
Schwachlicht1–3 %bei Bewölkung und tiefer Sonne arbeiten Zellen schlechter als im Datenblatt
Fehlanpassung und Toleranz0,5–2 %die schwächste Zelle bestimmt den Strom der Reihe
Gleichstromleitungen0,5–1,5 %zu dünne oder lange Kabel
Wechselrichter2–5 %stark abhängig von Teillast und Gerät
Speicher8–18 % des gespeicherten Stromsplus Bereitschaftsverbrauch rund um die Uhr

Der Rechner nutzt PVGIS mit 14 % Systemverlust für Leitungen, Wechselrichter, Verschmutzung und Fehlanpassung; Temperatur und Einstrahlwinkel rechnet PVGIS stündlich dazu. Das entspricht hier der Stufe „Durchschnitt“.

Was ein Prozent wert ist

  • ≈ 100 kWh

    1 % Ertrag einer 10-kWp-Anlage im Jahr, in Deutschland bei rund 1.000 kWh je kWp

  • 7–9 ct

    ist eine solche zusätzliche Kilowattstunde im Beispiel wert. Sie fällt meist mittags an, wenn das Haus versorgt ist, und wird eingespeist oder abgeregelt.

  • 35 ct

    kostet dagegen jede Kilowattstunde, die der Speicher verliert oder selbst verbraucht, wenn das Haus sie abends aus dem Netz holt.

Darum lohnt der Blick zuerst auf den Speicher, dann auf Wechselrichter und Module. Die Rechnung unten zeigt es Stunde für Stunde.

1 Zwei Varianten
€

Was die bessere Ausstattung im Angebot mehr kostet, einmalig bei der Anschaffung.

2 Anlage und Haushalt
kWp

Dann passt mit Modulen geringeren Wirkungsgrads weniger Leistung aufs Dach. Ohne Haken haben beide Varianten dieselbe Leistung in kWp.

kWh
kWh/Jahr
% der kWp

60 % gelten für neue Anlagen ohne Steuerbox. Was darüber liegt, wird abgeregelt, wenn Haus und Speicher es nicht aufnehmen.

3 Preise und Zeitraum
€/kWh
%
€/kWh
Jahre

Danach bringt eingespeister Strom im Modell nichts mehr.

Jahre
%

Was die bessere Variante bringt

Mehr Solarertrag im ersten Jahr
4,7 %
Mehrertrag in 20 Jahren
14.838 kWh
Mehrwert in 20 Jahren
3.643 €
Nach Abzug des Aufpreises, Barwert
1.116 €

Der Aufpreis von 1.500 € ist in Jahr 11 wieder eingespielt. Wert heißt: weniger Netzbezug zum Strompreis und mehr Einspeisung zur Vergütung. Mehrertrag fällt meist mittags im Sommer an, wenn das Haus schon versorgt ist; er wird dann eingespeist oder abgeregelt und ist deshalb weniger wert als gesparter Netzstrom.

Was jede Komponente ausmacht

KomponenteABMehrertrag in 20 J.Mehrwert in 20 J.
ModuleHochwertigEinfach9.022 kWh605 €
WechselrichterHochwertigEinfach5.564 kWh493 €
SpeicherHochwertigEinfach0 kWh2.578 €
Alles zusammen14.838 kWh3.643 €

Je Zeile wird Variante B gerechnet, in der nur diese Komponente die Güte von A hat. Die Zeilen ergeben zusammen nicht genau die Summe, weil sich Komponenten gegenseitig beeinflussen: Ein sparsamer Speicher nützt mehr, wenn mehr Solarstrom ankommt. Der Speicher ändert den Solarertrag nicht, nur wie viel davon im Haus ankommt.

Wann sich der Aufpreis einspielt

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Solarertrag je Jahr

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Erzeugung hinter dem Wechselrichter vor Abregelung. Die Linien gehen auseinander, weil einfache Module schneller altern.

Was man nicht unterschreiten sollte

  • Module

    Temperaturkoeffizient nicht schlechter als −0,35 %/K. Leistungsgarantie mindestens 25 Jahre auf 80 %, linear. Plustoleranz (zum Beispiel 0/+5 W) statt ±3 %. Prüfung nach IEC 61215 und IEC 61730.

  • Wechselrichter

    Europäischer Wirkungsgrad ab 96,5 %. Einheitenzertifikat nach VDE-AR-N 4105, sonst lehnt der Netzbetreiber ab. Ein eigener MPP-Tracker je Dachfläche oder Ausrichtung.

  • Speicher

    Bereitschaftsverbrauch höchstens 10 W, Wirkungsgrad hin und zurück ab 88 %. Garantie 10 Jahre mit zugesicherter Restkapazität. Lithium-Eisenphosphat gilt als langlebig und sicher.

  • Montage

    Gleiche Module in einer Reihe. Stecker und Buchse vom selben Typ und Hersteller: Mischverbindungen gelten als häufige Brandursache. Kabel UV-beständig und nicht scheuernd verlegt.

Inbetriebnahme

Vorher

  • Angebot mit Datenblättern aller Komponenten, Stringplan und Ertragsprognose, deren Annahmen genannt sind.
  • Netzanschluss meldet in der Regel der Fachbetrieb beim Netzbetreiber an; Zählerkonzept und Messstellenbetreiber klären.
  • Wechselrichter und Speicher mit Einheitenzertifikat nach VDE-AR-N 4105.

Bei der Abnahme

  • Prüfprotokoll der Elektroinstallation und Messprotokoll der Gleichstromseite nach DIN EN 62446-1: Leerlaufspannung, Kurzschlussstrom und Isolationswiderstand je String. Strings gleicher Ausrichtung müssen nahezu gleiche Werte zeigen.
  • Einstellungen am Wechselrichter: Ländereinstellung Deutschland, Netz- und Anlagenschutz, Einspeisebegrenzung (60 % bei neuen Anlagen ohne Steuerbox).
  • Speicher: Lade- und Entladeleistung, Reserve für Notstrom, keine Netzladung, wenn sie nicht gewollt ist.
  • Fotos von Dachhaken, Kabelwegen, Steckern und Zählerschrank. Schlusszahlung erst mit vollständiger Dokumentation.

In den ersten Wochen

  • Monitoring einrichten und den Ertrag sonniger Tage mit der Prognose vergleichen, zum Beispiel mit PVGIS. Mehr als 5 % Abweichung klären lassen.
  • Nachts den Bereitschaftsverbrauch des Speichers ablesen und mit dem Datenblatt vergleichen.
  • Garantien beim Hersteller registrieren; verlängerte Garantien setzen das oft innerhalb weniger Wochen voraus.
  • Gebäudeversicherung informieren, Anlage gegebenenfalls einschließen.

Fristen und Steuern

  • Registrierung im Marktstammdatenregister innerhalb eines Monats nach Inbetriebnahme. Ohne sie zahlt der Netzbetreiber keine Vergütung aus; versäumt man zusätzlich die Jahresmeldung, drohen Sanktionszahlungen.
  • Kauf und Installation mit 0 % Umsatzsteuer; Einnahmen aus Anlagen bis 30 kWp auf Wohngebäuden sind einkommensteuerfrei.
Was die Rechnung vereinfacht

Die Bänder sind typische Werte aus Datenblättern, Labortests und Studien, keine Messung bestimmter Produkte. Das Berliner PVGIS-Profil steht für die Stufe „Durchschnitt“. Die anderen Stufen verändern es Stunde für Stunde: über den Temperaturkoeffizienten mit einer Zelltemperatur von Lufttemperatur plus 30 K bei voller Sonne und über die Teillastkurve des Wechselrichters. Schwachlicht, Fehlanpassung und Ausfälle sind nicht nach Güte unterschieden. Ein Ersatz von Wechselrichter oder Speicher im Zeitraum ist nicht gerechnet, weil er beide Varianten trifft; wer bei einfachen Geräten einen früheren Ersatz erwartet, rechnet das zum Aufpreis. Für die eigene Anlage mit allen Kosten rechnet der Solarrechner.

Quellen