Dachflächen-Photovoltaik
(fih) Betrachten wir zunächst einmal die Photovoltaik auf Dachflächen. Die spezifische Leistung eines PV-Modul liegt bei ca. 200 W/qm. Im Unterschied zur Aufstellung von Windrädern gibt es in diesem Falle keine zusätzlichen Abstandsmerkmale, weil man die Module ja dicht nebeneinander packen kann. PV-Module haben in Süddeutschland eine Leistungsausbeute von etwa 11 % (das entspricht etwa 1000 Volllaststunden pro Jahr).
Die Leistungsdichte (LD) beläuft sich daher auf
\begin{align} \text{LD}_{\text{DF-PV}} &= \frac{0.11 \cdot 200 \,\text{W}}{1 \, \text{m}^2} \\ \notag &= 22 \, \frac{W}{m^2}\end{align}
Hierbei steht DF-PV für Dachflächen-Photovoltaik.
Diesen Wert kann man leicht in den Flächenverbrauch bzw. die Flächeneffizienz (FE) umrechnen. Es ist einfach der Kehrwert:
\begin{align} \text{FE}_{\text{DF-PV}} &= \frac{1}{\text{LD}_{\text{DF-PV}} } \\ \notag &= 45500 \, \frac{m^2}{\text{MW}}\end{align}
Und bezogen auf die Jahresstromproduktion (Energie) ergibt sich (da ein Jahr 8760 Stunden hat)
\begin{align} \text{FE}_{\text{DF-PV}} &= \frac{\text{FE}_{\text{DF-PV}} }{8760 \,h} \\ \notag &= 5.2 \, \frac{m^2}{\text{MWh}}\end{align}
Als Richtwert kann man sich also merken: Dachflächen-Photovoltaik benötigt etwa 45.500 Quadratmeter pro Megawatt Durchschnittsleistung.
Bezogen auf die Jahresstromproduktion ergibt sich ein Flächenbedarf von etwa 5 Quadratmeter pro Megawattstunde.
Ein Haushalt verbraucht typischerweise etwa 3000 bis 4000 kWh pro Jahr. Demnach benötigt man für den Strombedarf eines Haushalts in etwa eine Fläche von 15 bis 20 Quadratmeter. Wobei man natürlich berücksichtigen muss, dass das lediglich eine blianzielle Betrachtung ist. Das Problem der Versorgungssicherheit wird dabei völlig ausgeklammert .
Freiflächen-Photovoltaik
Bezüglich der Freiflächen-PV kann man völlig analog vorgehen. In diesem Falle muss man einen gewissen Abstand zwischen den Modulreihen vorsehen, um gegenseitige Abschattungen zu vermeiden. Ein Flächenaufschlag von 100 % reicht dafür aus. Im Ergebnis hat dann die Freiflächen-PV in etwa den doppelten Flächenverbrauch, also 10 qm/MWh, im Vergleich zur Dachflächen-PV.