Der Kapazitätsfaktor bezeichnet die in einem festgelegten Zeitraum konkret produzierte Leistung dividiert durch die theoretisch mögliche Leistung.
Bsp. 1: Ein Photovoltaik-Modul hat eine Spitzenleistung von 1 Kilowatt bei senkrechter Sonneneinstrahlung und klarem Himmel. In einem Jahr werden damit 982 Kilowattstunden elektrischer Energie produziert.
Würde das Photovoltaikmodul das ganze Jahr unter Idealbedingungen bestrahlt, wäre die Energiemenge 1 kW x 8 760 h = 8 760 kWh.
Der Kapazitätsfaktor würde zu 982 kWh / 8 760 kWh = 0,1 = 10% berechnet.
Bsp. 2: Ein Steinkohlekraftwerk mit 0,5 Gigawatt Nennleistung, welches für Regelenergie eingesetzt wird, produziert in einem Jahr 1100 Gigawattstunden (GWh) an Energie.
Würde das Kraftwerk 8760 Stunden mit der Nennleistung laufen, könnte es 4 380 GWh an Energie bereitstellen.
Der Kapazitätsfaktor würde zu 1 200 GWh / 4 380 GWh = 0,25 = 25% bestimmt.
Bsp. 3: Kernkraftwerk Generation III+, 1 GW Nennleistung, 4 Wochen Wartungsphasen incl. Brennelement-Wechsel, ansonsten generell bei Nennlast:
Hier fehlen 4 von 52 Wochen, oder ca. 8%, damit liegt der Kapazitätsfaktor bei etwas über 90%.
Ein hoher Kapazitätsfaktor ist grundsätzlich wünschenswert, weil damit die Anlageninvestition pro Kapitalinvestition mehr elektrische Energie abgibt.
Andererseits ist er z.B. bei Photovoltaik prinzipbedingt niedrig wegen der Tag- und Nachtwechsel, der immer suboptimalen Ausrichtung (außer bei nachgeführten Modulen) und der Witterungsbedingungen (Wolken, Nebel, Schnee).
Der Kapazitätsfaktor kann auch durch die Art der Funktion im Stromnetz beeinflusst werden wie in Bsp. 2. Hier wird das Kraftwerk zum Ausregeln von variablen Erneuerbaren verwendet wie Wind und PV – das ist aus wirtschaftlichen Gründen, hohen Steinkohlepreisen und hohen CO2-Abgaben, sinnvoll. Aus der Perspektive der Anlagentechnik sind 90% Kapazitätsfaktor hingegen problemlos möglich, wie sie hier auch für moderne Kernkraftwerke, die in Serie gebaut wurden bzw. werden, erreicht werden.
Weiterhin ist es möglich, auch die zeitliche Variation des Kapazitätsfaktors, z.B. über Monate oder Jahre, zu beobachten, wie es in dem folgenden Bild für die Photovoltaik in Deutschland dargestellt ist:
Ein Artikel mit verschiedenen Diagrammen für die Erneuerbaren Energien ist unter dem folgenden Link zu finden: https://www.energieinfo.de/kapazitaetsfaktoren-als-indikatoren-fuer-kraftwerke .