Die Herstellerangabe „Watt Peak“ (Wp) ist keine normgerechte Bezeichnung für die Leistung von Solarmodulen. Sie wird aber mit der Nennleistung eines Moduls gleichgesetzt und dient in der Photovoltaik meist als Bemessungsgrundlage einer kompletten PV-Anlage. Dabei addiert man im Grunde die Nennleistungen aller montierten Solarmodule und kommt so auf die Gesamtgröße einer Solaranlage in kWp oder MWp. Die Angaben Kilowattpeak und Megawattpeak bei Photovoltaikanlagen sind aber nicht gleichzusetzen mit einer „Peak-Leistung“. Diese verwendet man beispielsweise in anderen elektronischen Kontexten wie bei Verstärkern und Lautsprechern, Energiespeichern oder in der Hochfrequenztechnik. „Peak-Leistung“ bezeichnet nämlich nur den Höchstwert über einen bestimmten Zeitraum und weicht meist sehr von der Nennleistung ab. Die Nennleistung oder auch Watt-Peak-Angaben von Solarmodulen sind demnach wesentliche Faktoren, die bei der Planung einer PV-Anlage berücksichtigt werden müssen.
Berechnung der Nennleistung oder Wp bei Solarmodulen
Die Nennleistung eines Solarmoduls bezieht sich auf die elektrische Leistung, die das Modul unter standardisierten Testbedingungen (STC – Standard Test Conditions) liefern kann. Diese Bedingungen umfassen eine Bestrahlungsstärke von 1.000 W/m², eine Zellentemperatur von 25 °C und eine Luftmasse von 1,5. Die Nennleistung wird in Watt (W) angegeben und gibt an, wie viel Leistung ein Solarmodul erzeugen kann, wenn es diesen spezifischen Bedingungen ausgesetzt ist. Es handelt sich somit um einen Durchschnitts- oder Richtwert, der eine Grundlage für den Vergleich verschiedener Solarmodule bietet.
Die „Standard Test Conditions“ sind jedoch keine reinen „Laborbedingungen“, wie man meinen könnte. Sie sind durchaus realistisch, auch wenn sie vielleicht nur an wenigen Tagen am Anlagenstandort vorkommen. So liegen beispielsweise in Deutschland die durchschnittlichen Bestrahlungsstärken in einem Bereich von 900 bis 1.200 W/m² und die Jahresmitteltemperaturen im Jahre 2022 bei 10,5°. In Anbetracht dieser Werte könnte man erwarten, dass sich so eine bessere Ausbeute als die reine Nennleistung eines Solarmoduls erzielen lassen. Aber der PV-Gesamtertrag setzt sich aus vielen weiteren Faktoren zusammen.
Die Leistungstoleranz relativiert Nennleistung und Watt Peak
Neben der Angabe der Nennleistung bzw. Watt Peak des Herstellers findet man jedoch meist noch die Angabe einer sog. Leistungstoleranz. Sie bezieht sich auf den zulässigen Abweichungsbereich der tatsächlichen Leistung eines Solarmoduls im Vergleich zur angegebenen Nennleistung. Diese Toleranz wird normalerweise in Prozent angegeben und spiegelt die mögliche Abweichung nach oben oder unten von der angegebenen Nennleistung des Moduls wider. Logischerweise unterliegen Solarmodule aufgrund von Herstellungsprozessen und den natürlichen Schwankungen in den Materialien gewissen Variationen in ihrer Leistungsfähigkeit.
Der Hersteller gibt die Leistungstoleranz an, um die Bandbreite der tatsächlichen Leistung zu verdeutlichen, die man von einem bestimmten Solarmodul erwartet. Hat also beispielsweise ein Solarmodul eine Nennleistung von 400 Watt und eine Leistungstoleranz von ±5%, bedeutet das, dass die tatsächliche Leistung des Moduls unter STC irgendwo im Bereich von 380 Watt (400 W – 5%) bis 420 Watt (400 W + 5%) liegt. Liegt solch ein Modul im oberen Bereich der Leistungstoleranz, kann es unter sehr guten Bedingungen sogar 450 Watt oder mehr erzeugen.
Nennleistung und Wp als Grundlage zur PV-Anlagenberechnung
Die Summe der Nennleistungen bzw. der Watt-Peak-Werte aller verbauten Solarmodule beschreiben die „Größe“ einer gesamten Photovoltaikanlage. Spricht man also von einer „PV-Anlage mit 500 kWp“, meint dies eigentlich nur, dass die installierten PV-Module unter standardisierten Testbedingungen auf der DC-Seite insgesamt 500.000 Watt pro Stunde Solarstrom produzieren. Dabei hängt die tatsächliche Leistung der Moduleinheiten natürlich vom Aufstellungsort, von den Wetter- und Umgebungsbedingungen, der Ausrichtung oder dem Neigungswinkel ab. Diese berechnet man bei jeder PV-Anlage anhand von verschiedenen Parametern individuell, um den bestmöglichen Stromertrag der PV-Module zu gewährleisten. Nicht zu verwechseln sind die Nennleistung und der Watt-Peak-Wert von Solarmodulen mit dem reinen Wirkungsgrad von Solarzellen. Dieser berechnet sich nämlich aus der eingestrahlten Energie auf die Modulfläche sowie dem nominalen Modul-Wirkungsgrad und variiert je nach Solarzellen-Typ sehr.
Um den PV-Ertrag einer kompletten Photovoltaikanlage berechnen zu können, kommen noch viele weitere Faktoren hinzu. Ausschlaggebend sind hier beispielsweise auch die Art der Verkabelung, die Dimensionierung der Wechselrichter und andere Komponenten. Wird all dies berücksichtigt, kann mithilfe von Wettermodellen und Sonnenständen die tatsächliche Leistung bzw. eine Leistungsprognose einer PV-Anlage berechnet werden. Diese wird meist in kWh angegeben, bezieht sich auf den Jahresertrag und beinhaltet demnach auch die Monate mit niedrigem Sonnenstand.
Insgesamt betrachtet, ist die Summe der Nennleistungen bzw. Wp-Angaben aller Solarmodule eine gute Kennzahl, um eine realistische Einschätzung von der Leistungsfähigkeit einer gesamten PV-Anlage zu erhalten. Bei der Auswahl von Solarmodulen sollte die Höhe der Nennleistung aber nicht das einzige Auswahlkriterium sein. Weitere Faktoren wie die Qualität der Herstellung, die Langlebigkeit des Moduls und die spezifischen Anforderungen der geplanten Anwendung sollten ebenfalls in Betracht gezogen werden.