Kapazitätsfaktor PV
Der Kapazitätsfaktor gibt an, welchen Anteil seiner theoretisch möglichen Strommenge ein Kraftwerk tatsächlich produziert. PV-Anlagen in Deutschland erreichen 10–13 % — ein physikalisch bedingter Wert, der durch Nacht und Bewölkung bestimmt wird.
Definition
Der Kapazitätsfaktor (auch Nutzungsgrad oder Capacity Factor) beschreibt das Verhältnis der tatsächlich erzeugten Strommenge zur theoretisch maximal möglichen Strommenge über ein Jahr.
Die Formel lautet:
Kapazitätsfaktor = Volllaststunden / 8.760 h
Oder gleichwertig:
Kapazitätsfaktor = tatsächlicher Jahresertrag (kWh) / (Nennleistung (kW) × 8.760 h)
Ein Kapazitätsfaktor von 100 % würde bedeuten, dass die Anlage jede Stunde des Jahres mit voller Nennleistung arbeitet — ein theoretischer Grenzwert, den kein Kraftwerk erreicht.
Typische Kapazitätsfaktoren nach Technologie
| Technologie | Kapazitätsfaktor | Volllaststunden/Jahr |
|---|---|---|
| PV Deutschland (Durchschnitt) | 10–13 % | 880–1.140 h |
| PV Süddeutschland (optimal) | 12–14 % | 1.050–1.230 h |
| PV Spanien / Südeuropa | 16–22 % | 1.400–1.930 h |
| Wind onshore Deutschland | 20–27 % | 1.750–2.370 h |
| Wind offshore Nordsee | 40–51 % | 3.500–4.470 h |
| Kernkraft | 85–93 % | 7.450–8.150 h |
| Braunkohle | 50–70 % | 4.380–6.130 h |
| Erdgas (GuD) | 20–45 % | 1.750–3.940 h |
Auffällig: Erdgas-Kraftwerke haben trotz jederzeitiger Verfügbarkeit oft einen niedrigeren Kapazitätsfaktor als Windkraft — weil sie als Spitzenlastkraftwerke nur bei hoher Nachfrage oder niedrigem EE-Angebot laufen.
Regionale Unterschiede in Deutschland
Der Kapazitätsfaktor einer PV-Anlage hängt primär von der Globalstrahlung ab, die in Deutschland von Nord nach Süd zunimmt.
| Region | Globalstrahlung (kWh/m²/a) | Typischer CF |
|---|---|---|
| Schleswig-Holstein | 1.000–1.050 | 10–11 % |
| Nordrhein-Westfalen | 1.020–1.080 | 10–11 % |
| Bayern (Voralpenland) | 1.150–1.250 | 12–14 % |
| Baden-Württemberg (Oberrhein) | 1.150–1.230 | 12–13 % |
Die Schwankungsbreite innerhalb Deutschlands beträgt rund 20–30 %. Im europäischen Vergleich ist der Unterschied deutlich größer: Südspanien erreicht Kapazitätsfaktoren von über 20 %.
Abgrenzung zu Volllaststunden
Der Kapazitätsfaktor ist die dimensionslose Variante der Volllaststunden. Beide Kennzahlen drücken dasselbe aus:
- Volllaststunden: Absolute Zahl (z. B. 1.000 h/a)
- Kapazitätsfaktor: Relativer Anteil (z. B. 11,4 %)
Die Umrechnung ist trivial: Kapazitätsfaktor = Volllaststunden / 8.760 h.
Warum der Kapazitätsfaktor kein Qualitätsmerkmal ist
Ein niedriger Kapazitätsfaktor bedeutet nicht, dass eine Technologie unwirtschaftlich ist. Die relevante Kennzahl für die Wirtschaftlichkeit sind die Stromgestehungskosten (LCOE). PV erreicht in Deutschland trotz eines CF von nur 11 % Gestehungskosten von 5–10 ct/kWh — weniger als jedes neu gebaute fossile Kraftwerk.
Der Grund: Die Investitionskosten pro kW installierter Leistung sind bei PV so niedrig, dass selbst bei geringer Auslastung die Gesamtkosten pro erzeugter kWh konkurrenzfähig bleiben. Der Kapazitätsfaktor allein sagt nichts über die wirtschaftliche Sinnhaftigkeit einer Technologie aus.