PVGIS – Wie funktioniert das Photovoltaik-Tool?
PVGIS bedeutet Photovoltaic Geographical Information System und Sie können damit online kostenlos den Ertrag Ihrer Photovoltaik-Anlage berechnen. Das PVGIS Tool gibt Ihnen Auskunft über wichtige Daten wie das Stromerzeugungspotenzial, monatliche Durchschnittstemperatur und Photovoltaik-Leistung. Das Tool ist vor allem vor der PV-Anlagen Installation zur Einschätzung der Wirtschaftlichkeit der Anlage sinnvoll. In diesem Artikel erfahren Sie, welche Faktoren den Ertrag einer PV-Anlage beeinflussen und Schritt für Schritt, wie Sie das PVGIS tool verwenden, um selbst den Ertrag Ihrere Solaranlage zu berechnen.
Was ist das PVGIS?
Das Photovoltaic Geographic Information System (PVGIS) ist ein Tool, welches vom Joint Research Center der Europäischen Kommission entwickelt wurde und kostenlos bereitgestellt wird. Es benötigt weder eine Anmeldung noch die Eingabe persönlicher Daten.
Das PVGIS Tool bietet seinen Nutzern einen freien Zugang zu Informationen über die Leistung von Solaranlagen für theoretisch jeden Standort in Europa, Afrika, sowie für große Teile Amerikas und Asiens. Das Tool ist sowohl auf Englisch, Italienisch, Französisch, Spanisch und Deutsch verfügbar.
Somit können Sie vor der Installation Ihrer Photovoltaik-Anlage berechnen, welchen Ertrag Sie erwarten können. Dies wird Ihnen helfen, einzuschätzen, ob sich der Einbau einer Photovoltaik-Anlage bei Ihnen lohnen wird.
Das PVGIS Tool bietet Ihnen einen öffentlichen und kostenlosen Zugang zu folgenden Funktionen:
- Stromerzeugungspotenzial für verschiedene Photovoltaik-Technologien und -Konfigurationen
- Sonneneinstrahlung und Temperatur als monatliche Durchschnittswerte oder Tagesprofile
- Vollständige Zeitreihen der stündlichen Werte von Sonneneinstrahlung und Photovoltaik-Leistung
- Tages-, Monats- und Jahresdaten für neun Klimavariablen, formatiert für Gebäudeenergieberechnungsprogramme
- Eine Anwendungsprogrammierschnittstelle für schnellen, automatisierten Zugriffsbedarf
- Karten der Solarressourcen und des Photovoltaik-Potenzials, nach Land oder Region, als druckfertige Dateien
- PVMAPS, eine Software-Suite für Benutzer zur Erstellung individueller Karten
Damit das PVGIS Ihnen diese Informationen geben kann, verwendet es hochauflösende räumliche und zeitliche Daten aus Satellitenbildern sowie Daten zu
- Sonneneinstrahlung
- Umgebungstemperatur
- Windgeschwindigkeit
Dadurch, dass die Einstrahlungswerte über Jahre gemessen wurden, bekommen Sie verlässliche Aussagen. Somit erhalten Sie anhand der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung der letzten Jahre und weiteren Parametern, z.B. der Art der Solarplatten, den zu erwartenden Ertrag der Anlage vom PVGIS Rechner.
Das PVGIS Tool liefert wertvolle Daten Sie erhalten den zu erwartenden Ertrag für einen gewissen Zeitraum und in Kilowattstunden. So können Sie anhand der PVGIS-Daten nicht nur entscheiden, ob sich eine Anlage für Sie lohnt, sondern auch, wie groß sie sein sollte und wie Sie sie am besten ausrichten.
Welche Faktoren beeinflussen den Ertrag meiner Photovoltaik-Anlage?
Ob sich eine Photovoltaik-Anlage für sie im Speziellen lohnt und wie sie am besten geplant sein sollte, ist im PVGIS Tool von verschiedenen Faktoren abhängig. Dazu zählen unter anderem:
- Entwicklung der Sonneneinstrahlung über das Jahr (Leistungsspitzen im Sommer, geringerer Ertrag im Winter)
- Photovoltaik-Technologie, Neigungswinkel und alters- und abnutzungsbedingte Leistungsreduktion der Solarmodule
- Die Neigung ihres Dachs sowie Schatten
- Abweichung von der Ausrichtung nach Süden (Azimuth)
- Geographische Lage (in südlichen Regionen ist die Sonneneinstrahlung höher als im Norden)
- Höhenlage (in höheren Regionen ist die Sonneneinstrahlung stärker als in niedrigeren)
- Mikroklima (je geringer die Bewölkung, desto stärker die Sonneneinstrahlung auf Ihrer Solaranlage)
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Schritt für Schritt: Wie verwende ich das PVGIS Tool?
Prinzipiell können Sie mit dem PVGIS in wenigen Schritten den potenziellen Ertrag Ihrer Photovoltaik-Anlage berechnen. Da das Tool aber eine Reihe von Eingaben erfordert, besprechen wir diese Eingaben Schritt für Schritt, damit Sie das Tool bequem verwenden können.
1. Ihre Adresse
Als ersten Schritt sollten Sie im PVGIS Tool die Adresse angeben, an der Sie eine Photovoltaik-Anlage installieren wollen. Sie können Ihre Adresse im Eingabefeld unter der Karte eingeben, alternativ können Sie aber auch die Karte verwenden, zoomen und einen Standort anklicken.
2. Art der Berechnung
Sie haben im PVGIS Rechner die Möglichkeit, zwischen mehreren Arten der Berechnung zu wählen. Die Auswahl finden Sie rechts neben der Karte. Wollen Sie den Ertrag für eine an das Stromnetz angeschlossene Anlage berechnen, verwenden Sie beispielsweise “Grid Connected”.
3. Auswahl der Datenbank zur Sonneneinstrahlung
Sie können bei der Berechnung auf verschiedene Datensätze zugreifen. Für Deutschland ist der neuste Datensatz der PVGIS-SARAH2 und sollte bereits automatisch ausgewählt sein. Im Datensatz sind Satellitendaten von 2005 bis 2020 verfügbar.
4. Art der Photovoltaik-Technologie
Im zweiten Schritt müssen Sie im PVGIS spezifizieren, welche Art von Solarzellen Sie besitzen. Sie haben dabei die Auswahl zwischen:
- Kristalinem Silizium
- CIS: Dünnschichtmodulen (CIS oder CIGS)
- CdTe Dünnschichtmodulen aus CdTe
- Photovoltaik-Technologie unbekannt
5. Maximale installierte Leistung Ihrer Photovoltaik-Anlage
An dieser Stelle müssen Sie die im PVGIS installierte Leistung bzw. Nennleistung Ihrer Photovoltaik-Anlage eingeben. Diese wird im Regelfall in Kilowatt Peak (kWp) angegeben.
Meistens haben Photovoltaik-Module eine Nennleistung von 250 Wp (0,25kWp) bis 350 Wp. Sie müssen in diesem Fall also die Anzahl Ihrer Photovoltaikmodule mit ihrer jeweiligen Nennleistung multiplizieren, um die Gesamtleistung der Anlage zu berechnen. Diese können Sie dann im PVGIS Rechner eintragen.
Keine Ahnung? Keine Sorge! Falls Sie nicht wissen, wie groß Ihre Anlage werden soll oder Sie möchten nur unterschiedliche Solartechnologien oder Standorte vergleichen, können Sie aber auch 1 kWp im PVGIS Rechner eingeben. Dadurch werden Sie einen standardisierten Wert erhalten, mit dem Sie die unterschiedlichen Technologien oder Standorte vergleichen können.
6. Systemverlust der Photovoltaik-Anlage
Während die Photovoltaik-Anlage in Betrieb ist, verliert sie durch unterschiedliche Komponenten Energie. Deswegen wird nicht nur für die gesamte Anlage, sondern auch für die einzelnen Bauteile ein Wirkungsgrad angegeben. Der Systemverlust ist das Gegenstück zum Wirkungsgrad. Besitzen Sie also eine Anlage mit einem Wirkungsgrad von 95 %, dann beträgt Ihr Systemverlust 5 %.
Im PVGIS Rechner wird an dieser Stelle der Prozentwert an Leistungsverlust angegeben, welcher durch z.B. Kabel oder Wechselrichter verursacht wird. Falls Sie sich hier unsicher sind, können Sie es beim automatisch angegebenen Wert belassen.
7. Mounting Position oder Art der Montage
Bei der Montageposition haben Sie die Auswahl zwischen freistehenden und gebäudeintegrierten Photovoltaik-Anlagen. “Im Gebäude integriert” bedeutet an dieser Stelle wirklich, dass die Photovoltaik-Module Teil des Gebäudes sind, sie also beispielsweise seitlich in die Wand eingelassen sind. Meistens werden Photovoltaik-Anlagen jedoch auf dem Dach auf kleinen Gerüsten montiert; ist das bei Ihnen der Fall, dann sollten Sie im PVGIS die Option “freistehend” auswählen.
8. Slope: Neigung der Photovoltaik-Module
Bei der Neigung der Solarmodule ist im PVGIS Tool vor allem die Neigung Ihres Dachs relevant, wenn die Module denn auf dem Dach montiert werden. Wenn Ihre Photovoltaik-Anlage auf einem Flachdach montiert ist, dann besitzt sie im Regelfall eine Neigung von Null Grad im PVGIS Rechner.
Sind Ihre Module jedoch an der Hauswand montiert, besitzen sie eine 90 Grad-Neigung. Da Module jedoch in der Regel auf dem Dach montiert sind und man in Deutschland oft Schrägdächer findet, spricht man in den meisten Fällen von einer Neigung von 30 bis 35 Grad im PVGIS Tool.
9. Azimuth: Abweichung der Module von der Ausrichtung nach Süden
Die Abweichung von der Ausrichtung nach Süden ist bei Photovoltaik-Anlagen relevant, da eine Ausrichtung nach Süden die ideale Ausrichtung darstellt. Bei einer Ausrichtung nach Süden kann man von der maximalen Sonneneinstrahlung profitieren.
Eine komplette Ausrichtung nach Süden bedeutet in diesem Fall eine Eingabe von 0°, während eine Ausrichtung nach Osten -90° und eine Ausrichtung nach Westen einem Wert von 90° entspricht.
Azimuth- und Neigungsoptimierung Wenn Sie noch in der Planungsphase sind und sich über die optimale Ausrichtung und Neigung Ihrer Anlage im Unklaren sind, können Sie die Werte auch durch das PVGIS Tool optimieren lassen. So können Sie z.B. die optimale Neigung bei der Installation auf einem Flachdach errechnen.
10. Strompreis berechnen
Sie können im PVGIS angeben, was der Strom bei Ihnen kostet, um zu erfahren, ob sich eine Photovoltaik-Anlage für Sie lohnt. Zur Berechnung des Strompreises müssen sie mehrere Daten eingeben:
- Kosten für PV-Anlage: Dies ist der Preis der Photovoltaik-Anlage inklusive Montage
- Zinsen (%/Jahr): Dies ist der Zinssatz in % pro Jahr, falls Sie Ihre Anlage finanzieren
- Lebensdauer: Diese Angabe bezieht sich auf die Dauer, während welcher Sie die Anlage in Betrieb halten können
Falls Sie bereits ein Angebot für eine Photovoltaik-Anlage eingeholt oder die Anlage gekauft haben, können Sie diesen Preis im PVGIS bei “Kosten für PV-Anlage” eingeben. Wenn Sie Ihre Anlage über einen Kredit finanzieren, tragen Sie zusätzlich Ihren jährlichen Zinssatz im PVGIS Tool ein. Bezahlen Sie Ihre Anlage ohne Kredit, wird an dieser Stelle eine 0 eingetragen.
Bei der Lebensdauer reicht es im Regelfall, “20 Jahre” anzugeben, da Sie in diesem Zeitraum die staatlich garantierte Einspeisevergütung für Ihren Strom erhalten. Bei neueren Photovoltaik-Anlagen können sie allerdings mitunter von einer Lebensdauer von bis zu 30 Jahren ausgehen, vor allem wenn die Anlage gut gewartet und gereinigt wird.
11. PVGIS Rechner benutzen
Nach der vollständigen Eingabe Ihrer Daten müssen Sie nur unten auf “Ergebnisse anzeigen” klicken, um die Ergebnisse der Berechnung ausgeben zu lassen. Das System berechnet dann Ihren potenziellen Ertrag auf Basis der von Ihnen eingegebenen Daten.
Was macht man mit den Ergebnissen des PVGIS?
Anhand der ausgegebenen Daten aus dem PVGIS können Sie sehen, ob Sie beispielsweise bei der Ausrichtung oder Neigung Anpassungen vornehmen sollten.
Am wichtigsten sind die Kosten pro kWh, denn darüber können Sie entscheiden, ob sich eine Photovoltaikanlage für Sie lohnt oder nicht. Sie sollten also die für Sie errechneten Kosten pro kWh mit der Einspeisevergütung vergleichen, die Sie für die Einspeisung einer Kilowattstunde Strom erzielen können.
Wenn Sie merken, dass die Erzeugungskosten Ihre Renditen übersteigen, können Sie die vorher angesprochene Optimierungsfunktion für Azimuth und Neigung des PVGIS Rechners verwenden, um eine optimierte Ausrichtung für Ihre Anlage zu erhalten, bei der Sie potenziell höhere Erträge erwarten können.
Sie können allerdings auch die Art der Berechnung im PVGIS Rechner ändern und überlegen, ob sich der Einbau einer Photovoltaik-Anlage stärker lohnt, wenn Sie zumindest einen Teil des produzierten Stroms selbst verbrauchen. Für eingespeisten Strom erhalten Sie in der Regel nur 10 Cent pro vom Zweirichtungszähler gemessener kWh. Die Arbeitspreise bei den Stromversorgern liegen jedoch in Folge der Gaskrise Stand April 2024 bei ca. 48 Cent pro kWh.
Liegen Ihre Produktionskosten unter den allgemeinen Stromkosten, ändert sich der Sachverhalt bereits. Denn Sie können auch ohne Stromspeicher oder Stromcloud ca. 30 % des selbst erzeugten Stroms auch selbst verbrauchen. Prüfen Sie also ggf. auch unterschiedliche Berechnungen bei der Planung Ihrer Photovoltaik-Anlage.
