Simulation
Wie sicher die Ertragszahl ist
Eine Software, die 9'847 kWh ausgibt, sagt zwei Dinge: eine Schätzung — und, durch vier Ziffern, eine Genauigkeit, die es nicht gibt. Wie gross die Streuung wirklich ist, lässt sich ausrechnen.
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- 9 Minuten
- Redaktion
- Redaktion PV-Pro, Vigorek GmbH
- Quellen geprüft
Das Wichtigste
- P50 ist der Erwartungswert, P90 der Wert, der mit 90 % Wahrscheinlichkeit übertroffen wird — für Angebot und Finanzierung sind zwei verschiedene Zahlen richtig.
- Aus den Standardunsicherheiten des IEA-PVPS-Berichts folgt eine kombinierte Unsicherheit von 4,8 % im Mittel und 6,9 % für ein einzelnes Jahr; P90 liegt damit 6,2 beziehungsweise 8,8 % unter P50.
- Belastbar ist eine Prognose nicht durch ihr Ergebnis, sondern durch fünf offengelegte Angaben — Datensatz, Modelle, Verlustaufstellung, Verschattungsverfahren, Verbrauchsannahmen.
Was P50 und P90 bedeuten
Die Begriffe kommen aus der Projektfinanzierung und sind dort seit Jahren Standard. Der IEA-PVPS-Bericht zu Unsicherheiten definiert sie knapp: „Pxx is the value that is exceeded with the probability xx%. E.g. P50 for Predicted Yield in year 1 may be 1000 kWh/kWp, which means that 1000 kWh/kWp is the Predicted Yield that is exceeded with a probability of 50%“ (IEA-PVPS T13-12:2018, Kap. 4.2.4).
P50 ist damit der Wert, der in der Hälfte der Fälle übertroffen wird — genau genommen der Median; bei einer symmetrischen Verteilung fällt er mit dem Mittelwert zusammen, bei einer schiefen nicht, und der Bericht weist ausdrücklich auf diesen Unterschied hin. P90 ist der vorsichtige Wert: Er wird mit neunzig Prozent Wahrscheinlichkeit übertroffen. Banken rechnen mit P90, weil sie wissen wollen, ob der Kredit auch im schlechten Fall bedient wird. Ein Kundenangebot rechnet mit P50, weil alles andere systematisch zu tief läge. Beides ist richtig — nur nicht dasselbe.
Wer P50 als Zusage formuliert, verspricht eine Zahl, die er in der Hälfte aller Jahre unterschreitet.
Woher die Unsicherheit kommt
Sie entsteht nicht an einer Stelle, sondern in jedem Glied der Rechenkette. Der IEA-Bericht beziffert die Standardabweichungen der einzelnen Modellschritte für eine Beispielanlage (Tabelle 15, symmetrischer Ansatz). Die grössten Beiträge:
| Modellschritt | Standardabweichung | Woran es liegt |
|---|---|---|
| Einstrahlung in Modulebene (GPOA) | 2,5 % | Datensatz und Umrechnung von der Horizontalen in die geneigte Ebene |
| Reihenverschattung | 2,0 % | Geometrie, Reihenabstand, Modell für Teilverschattung |
| STC-Leistung der Module | 2,0 % | Toleranzband und Messunsicherheit gegenüber dem Datenblatt |
| Verhalten bei tiefer Einstrahlung | 1,9 % | Schwachlichtverhalten, im Datenblatt selten vollständig beschrieben |
| Wechselrichter | 1,5 % | Wirkungsgradkurve, Betriebspunkt, Teillast |
| Temperaturverhalten | 1,0 % | Modultemperatur, Hinterlüftung, Umgebungsmodell |
| Weitere Schritte je 0,5 % | — | Horizont, Verschmutzung, Reflexion, Spektrum, Mismatch, DC-Verkabelung, Begrenzung, Transformator |
Dazu kommt eine Grösse, die nichts mit dem Modell zu tun hat: die Schwankung von Jahr zu Jahr. Der Bericht setzt sie mit 4,9 % an — die Sonne selbst liefert nicht jedes Jahr gleich viel. Für die Einstrahlungsdaten aus Satellitenbildern nennt derselbe Bericht typische Abweichungen „between 4 to 8% for monthly and 2 to 6% for yearly irradiation values“.
Die Rechnung, die daraus P90 macht
Eingabe
Die vierzehn Standardabweichungen aus Tabelle 15 des IEA-PVPS-Berichts, symmetrischer Ansatz: 2,5 · 0,5 · 2,0 · 0,5 · 0,5 · 2,0 · 0,5 · 1,9 · 1,0 · 0,5 · 0,5 · 1,5 · 0,5 · 0,5 Prozent; dazu 4,9 % zwischenjährliche Schwankung. Die beiden Zeilen zur Prognoseperiode — langfristige Änderung des Systemverhaltens und der Einstrahlung — bleiben aussen vor; sie wirken erst über die Jahre und gehören in eine Betrachtung der Betriebsdauer, nicht in die Unsicherheit des Anfangsertrags.
Modell
Fortpflanzung nach dem Wurzel-Quadrat-Summen-Gesetz, wie es der Bericht für den klassischen Weg beschreibt — unter dessen ausdrücklichen Annahmen: „usually independence of all losses and gains is assumed“ und „normality is assumed“. P90 folgt aus dem Quantil der Normalverteilung: P90 = P50 × (1 − 1,2816 × u).
Ausgabe
Summe der Quadrate 23,11 → u = 4,81 % für das Langfristmittel; mit der zwischenjährlichen Schwankung u = 6,86 % für ein einzelnes Jahr. Daraus: P90 liegt 6,2 % unter P50 im Mittel über die Betrachtungsdauer und 8,8 % darunter für ein einzelnes Jahr. Bei einer Prognose von 10'000 kWh sind das 9'384 beziehungsweise 9'120 kWh.
Grenze
Die Werte stammen aus einer Beispielanlage des Berichts, nicht aus Ihrer. Sie gelten für eine gut dokumentierte Anlage mit üblichen Komponenten; ein unvermessenes Dach, ein geschätztes Lastprofil oder eine nicht erfasste Verschattung erhöhen die Unsicherheit, ohne in dieser Rechnung aufzutauchen. Die Annahme der Unabhängigkeit ist eine Vereinfachung — der Bericht nennt sie selbst so.
u = sqrt(2.5^2 + 0.5^2 + 2.0^2 + 0.5^2 + 0.5^2 + 2.0^2 + 0.5^2
+ 1.9^2 + 1.0^2 + 0.5^2 + 0.5^2 + 1.5^2 + 0.5^2 + 0.5^2)
= sqrt(23.11) = 4.807 %
u_Jahr = sqrt(4.807^2 + 4.9^2) = 6.864 %
P90 = P50 * (1 - 1.2816 * u/100)
-> 93.84 % (Langfristmittel) | 91.20 % (Einzeljahr)
Was das für Ihr Angebot heisst
- Nachkommastellen sind keine Genauigkeit. Bei knapp 5 % Unsicherheit ist die vierte Ziffer einer Jahresertragszahl Dekoration. Runden Sie, wie Sie messen können.
- Die Amortisationsrechnung gehört auf P50. Sie ist eine Erwartung, keine Zusage — und muss als solche formuliert sein.
- Für Finanzierungen fragt man nach P90. Wenn eine Bank oder ein Investor beteiligt ist, ist die Frage nicht „wie viel“, sondern „wie sicher“.
- Das erste Jahr streut am stärksten. Über zwanzig Jahre mittelt sich die Wetterschwankung weitgehend heraus; ein einzelnes Jahr tut das nicht. Wer einem Kunden nach zwölf Monaten Rede und Antwort steht, sollte das vorher gesagt haben.
Rechtlich ist die Unterscheidung nicht folgenlos: Eine Zahl, die ohne Annahmen als Ergebnis dasteht, kann als zugesicherte Eigenschaft gelesen werden. Was dazu im Werkvertragsrecht gilt, steht im Beitrag über die Offerte.
Was eine Software dafür offenlegen muss
Ob eine Prognose belastbar ist, erkennt man nicht am Ergebnis, sondern daran, ob sich das Ergebnis prüfen lässt. Fünf Angaben gehören dazu; fehlt eine, ist die Zahl nicht nachvollziehbar:
- Welcher Strahlungsdatensatz, welcher Zeitraum. „PVGIS-SARAH3, 2005–2023“ ist eine Angabe; „langjähriges Mittel“ ist keine.
- Welche Modelle. Umrechnung auf die geneigte Ebene, Temperaturmodell, Wechselrichterkennlinie.
- Die Verlustaufstellung. Jeder Abschlag einzeln benannt, nicht als eine Sammelzahl „Systemverluste 14 %“ — dieser Vorgabewert ist eine Konvention, kein Messergebnis.
- Das Verschattungsverfahren. Woher die Geometrie kommt, was als Schattenwerfer erfasst wurde, wie diffuse und direkte Anteile getrennt behandelt werden.
- Die Annahmen zum Verbrauch. Gemessenes Lastprofil oder Standardprofil — das entscheidet über Eigenverbrauch und damit über die Wirtschaftlichkeit stärker als über den Ertrag.
Welche dieser Angaben PV-Pro wie behandelt, steht in der Methodik. Bei jedem anderen Programm steht es in dessen Dokumentation — und wenn es dort nicht steht, ist das die Antwort.
Diese Rechnung ist eine Beispielrechnung mit den Unsicherheiten einer Beispielanlage aus dem IEA-PVPS-Bericht. Sie ist kein P90-Gutachten für ein konkretes Projekt: Dafür wären die Unsicherheiten der tatsächlich verwendeten Datenquelle, der eingesetzten Komponenten und der aufgenommenen Geometrie einzeln zu bestimmen. Sie zeigt die Grössenordnung — und dass sie deutlich über den Nachkommastellen liegt, mit denen Ertragszahlen üblicherweise ausgegeben werden.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen P50 und P90?
P50 ist der Ertrag, der mit 50 % Wahrscheinlichkeit übertroffen wird — der Erwartungswert. P90 wird mit 90 % Wahrscheinlichkeit übertroffen und liegt entsprechend tiefer. Mit den Unsicherheiten der Beispielanlage aus dem IEA-PVPS-Bericht liegt P90 rund 6 % unter P50 im langjährigen Mittel und rund 9 % darunter für ein einzelnes Jahr.
Wie genau ist eine PV-Ertragsprognose überhaupt?
Die kombinierte Standardunsicherheit einer gut dokumentierten Anlage liegt in der Grössenordnung von 5 %; rechnet man die Wetterschwankung eines einzelnen Jahres hinzu, sind es rund 7 %. Für die Einstrahlungsdaten aus Satellitenbildern nennt der IEA-PVPS-Bericht typische Abweichungen von 2 bis 6 % im Jahreswert.
Welchen Wert nehme ich für die Amortisationsrechnung?
P50. Er ist der Erwartungswert und damit die richtige Grundlage für eine Wirtschaftlichkeitsrechnung. Wichtig ist, ihn als Erwartung auszuweisen und die Annahmen zu nennen — eine Zahl ohne Annahmen kann als zugesicherte Eigenschaft gelesen werden.
Warum weicht der erste Jahresertrag oft ab?
Weil ein einzelnes Jahr die Wetterschwankung voll mitträgt: allein dafür setzt der IEA-PVPS-Bericht 4,9 % an. Über zwanzig Jahre mittelt sich dieser Anteil weitgehend heraus, im ersten Jahr nicht. Eine Abweichung von einigen Prozent ist deshalb kein Anlagenfehler, sondern die erwartete Streuung.
Quellen
- IEA PVPS Task 13 — Uncertainties in PV System Yield Predictions and Assessments (Report IEA-PVPS T13-12:2018) — Pxx-Definition (Kap. 4.2.4), Standardunsicherheiten je Modellschritt (Tabelle 15), Satellitendaten „between 4 to 8% for monthly and 2 to 6% for yearly irradiation values“ (Kap. 3.3.1); abgerufen am 14.8.2026
- PVGIS — Photovoltaic Geographical Information System, Europäische Kommission (JRC) — Fassung 5.3, Strahlungsdatensatz PVGIS-SARAH3, Wetter ERA5, Zeitraum 2005–2023; abgerufen am 9.8.2026
- PVGIS — Benutzerhandbuch (JRC) — Vorgabewert 14 % Systemverluste; Horizont beschreibt Abschattung durch nahe Hügel und Berge; abgerufen am 9.8.2026
Alle Fundstellen zuletzt geprüft am . Tarife, Fördersätze und Preise Dritter ändern sich; massgebend ist immer die verlinkte Quelle in ihrer aktuellen Fassung.
Redaktion und Pflege
- Verantwortlich
- Redaktion PV-Pro, Vigorek GmbH
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- Methodik
- So entstehen die Rechenbeispiele
- Rückmeldung
- info@vigosky.com
- Beitrag angelegt. Pxx-Definition und Standardunsicherheiten wörtlich aus dem IEA-PVPS-Bericht T13-12:2018 (Kap. 4.2.4 und Tabelle 15) übernommen; die Fortpflanzung und die beiden P90-Werte selbst gerechnet und der Rechenweg zum Nachrechnen abgedruckt.