Solarstrom, CO₂-Einsparung und entsprechende Baumanzahl

Solarenergie wird immer beliebter – und das aus gutem Grund: Sie hilft, Stromkosten zu senken, CO₂-Emissionen zu reduzieren und die Umwelt zu schützen. Doch hier liegt der Knackpunkt: Während sich die Kosteneinsparungen leicht nachvollziehen lassen, wissen viele Hausbesitzer, die neu in das Thema Solarenergie einsteigen, nicht genau, wie sich die Nennleistung einer Anlage in konkrete Ergebnisse umrechnen lässt. Fragen wie „Wie viel Strom wird meine Anlage tatsächlich erzeugen?“ oder „Wie viel Geld und CO₂ kann ich einsparen?“ sind ganz normal. Dieser Artikel erklärt es Schritt für Schritt – einfach und verständlich.

Umrechnung zwischen PV-Anlagenleistung und Stromerzeugung

Wenn Sie eine Solaranlage installieren, wird ihre Leistung in Kilowatt (kW) angegeben. Dieser Wert beschreibt die maximale Leistung der Anlage unter Idealbedingungen – also an einem sonnigen Tag mit optimaler Einstrahlung und Temperatur.

Ein weiterer wichtiger Begriff ist die Sonnenstunden-Zahl. Sie gibt an, wie viel Sonnenlicht an einem bestimmten Standort tatsächlich für die Stromerzeugung nutzbar ist. Dieser Wert variiert je nach Region und kann über Datenbanken wie NASAs SSE oder Software wie PVsyst ermittelt werden.

Abbildung basierend auf Daten der meteorologischen Datenbank der NASA  

Darüber hinaus wird die Stromerzeugung einer Photovoltaikanlage auch durch ihre Gesamtwirkungsgrad beeinflusst. Dazu zählen unter anderem Wechselrichterverluste (1 – 4 %), Temperaturverluste (5 – 15 %) sowie Leitungsverluste im DC/AC-Bereich (2 – 5 %). Im Allgemeinen liegt der Gesamtwirkungsgrad der Stromerzeugung im Verhältnis zur installierten Leistung zwischen 75 % und 92 %.

Zudem wirkt sich die Moduldegradation auf die Stromproduktion aus. Typischerweise sinkt der Wirkungsgrad im ersten Jahr um 2 – 3 %, anschließend um etwa 0,5 % pro Jahr. Für die folgenden Beispielrechnungen wird die jährliche Degradation der Module vorerst nicht berücksichtigt.

Zur Schätzung der Stromerzeugung einer PV-Anlage kann folgende einfache Formel verwendet werden:

Stromerzeugung (kWh) = Installierte Leistung (kWp) × Sonnenstunden (h) × Wirkungsgrad der PV-Anlage 

Beispiel:
Angenommen, ein Hersteller in Australien installiert eine Solaranlage mit 111 kWp Leistung. Die Region erhält im Durchschnitt 1.400 Stunden nutzbares Sonnenlicht pro Jahr. Bei einem PV-Wirkungsgrad von 90 % und ganzjährigem Betrieb ergibt sich folgende geschätzte jährliche Stromproduktion:

  111 kWp × 90% × 1,400h = 140,000kWh

Die gesamte Stromerzeugung einer PV-Anlage über ihre Lebensdauer hängt von der Lebensdauer der Module und der Degradationsrate ab, die je nach Zelltechnologie und Produktkategorie variieren.
Nimmt man an, dass die Anlage 140.000 kWh pro Jahr erzeugt, 15 Jahre lang in Betrieb bleibt und keine Degradation berücksichtigt wird, ergibt sich folgende Gesamtstromerzeugung über den Lebenszyklus:

  140,000 kwh×15 Jahre = 2,100,000 kWh

GoodWe Galaxy Series – Projekt für ultraleichte Solarmodule in Australien

Umrechnung zwischen Stromerzeugung und CO₂-Reduktion

Neben der Kostenersparnis trägt Solarenergie auch zur Reduzierung von CO₂-Emissionen bei. Aber wie viel genau? Das hängt davon ab, welche Art von Strom durch Solarstrom ersetzt wird. Der sogenannte CO₂-Emissionsfaktor gibt an, wie viel CO₂ pro erzeugter Kilowattstunde Strom aus dem lokalen Stromnetz freigesetzt wird. Dieser Wert variiert je nach Standort und kann in der Regel bei Energieversorgern oder Umweltbehörden abgefragt werden.

Die Formel zur Berechnung der CO₂-Einsparung lautet:

CO₂-Einsparung (kg) = Stromerzeugung (kWh) × CO₂-Emissionsfaktor (kg/kWh)

Beispiel:
Bleiben wir beim australischen Projekt: Wenn das lokale Stromnetz einen CO₂-Emissionsfaktor von 0,5 kg CO₂/kWh aufweist, ergibt sich über die gesamte Lebensdauer der Anlage folgende Gesamteinsparung an CO₂:

  2,100,000 kWh×0.5 kg CO₂/kWh = 1,050,000 kg CO₂

Diese Solaranlage würde somit verhindern, dass 1.050 Tonnen CO₂ in die Atmosphäre gelangen.

  Bildquelle: Business Today ESG https://esg.businesstoday.com.tw/article/category/180687/post/202305190027

Umrechnung zwischen Stromerzeugung und entsprechender Anzahl gepflanzter Bäume

Eine weitere Möglichkeit, CO₂-Einsparungen zu veranschaulichen, ist der Vergleich mit dem Pflanzen von Bäumen. Bäume nehmen CO₂ auf – daher lässt sich abschätzen, wie viele Bäume nötig wären, um dieselbe Menge CO₂ zu binden, die eine Solaranlage einspart.

Im Durchschnitt nimmt eine Tanne innerhalb von 15 Jahren etwa 55 kg CO₂ auf. Anhand dieses Werts können wir berechnen, wie viele Bäume unserer australischen Solaranlage entsprechen:

Entsprechende Anzahl gepflanzter Bäume = Gesamte CO₂-Einsparung (kg) ÷ 55 kg CO₂

Beispiel:
Am Beispiel des australischen Projekts – bei einer gesamten CO₂-Einsparung von 1.050.000 kg – ergibt sich über die Lebensdauer der Anlage folgende entsprechende Anzahl gepflanzter Bäume:

  1,050,000 kg CO₂ ÷ 55 kg CO₂ = 19,090 Bäume

 Bildquelle BBC: https://www.bbc.com/zhongwen/simp/science-54729204

GoodWe PVBM – Engagement für eine grünere, CO₂-neutrale Zukunft

Durch die nahtlose Integration von Solarenergie in Gebäude erzeugen wir nicht nur sauberen Strom – wir erfassen und analysieren auch sorgfältig den gesamten CO₂-Fußabdruck unserer Produkte über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg.

Unser erstes Produkt, Sunshine, ist ein gutes Beispiel dafür: Wir haben seine CO₂-Emissionen von der Rohstoffgewinnung und dem Transport über die Herstellung bis hin zur langfristigen Nutzung genau erfasst. Das Ergebnis: Ein berechneter Gesamt-CO₂-Fußabdruck von nur 0,58 kg CO₂, wobei 80,37 % der Emissionen allein auf die Rohstoffbeschaffung entfallen. Um volle Transparenz und Nachverfolgbarkeit zu gewährleisten, haben wir eine offizielle CO₂-Fußabdruck-Zertifizierung erhalten – jedes Sunshine-Modul ist somit in Bezug auf seine Umweltwirkung vollständig rückverfolgbar.

Zum Vergleich: Ein Sunshine-Modul mit einer Nennleistung von 92 W erzeugt – unter Berücksichtigung einer leichten Effizienzminderung (jährlich 94 % der Ausgangsleistung) – über einen Zeitraum von 15 Jahren 1.634,47 kWh sauberen Strom.

Bei einem Emissionsfaktor von 0,5 kg CO₂/kWh entspricht dies einer Vermeidung von rund 817,236 kg CO₂ (0,82 Tonnen) – also deutlich mehr, als bei der Herstellung entstanden ist.

Mit anderen Worten: Jedes Sunshine-Modul kompensiert seinen eigenen CO₂-Fußabdruck innerhalb seiner 15-jährigen Lebensdauer vollständig – echte Klimaneutralität wird Realität. Durch die kontinuierliche Erzeugung sauberer Energie machen wir Gebäude nicht nur zu einem aktiven Bestandteil des erneuerbaren Energiesystems, sondern leisten auch einen konkreten Beitrag zum Erhalt unserer grünen Landschaften und klaren Gewässer – für eine nachhaltige, CO₂-freie Zukunft.

Für weitere Einblicke in Photovoltaik, Energieeinsparung und CO₂-Reduktion empfehlen wir Ihnen die folgenden Artikel:

  https://arxiv.org/abs/2105.03562?utm

  https://sustainable.kmutt.ac.th/achieving-carbon-neutrality-the-role-of-renewable-energy/?utm

  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1342937X23001168?utm