Der richtige Winkel eines Solarmoduls hat Einfluss auf die Menge des produzierten Solarstroms, weil der Ertrag am höchsten ist, wenn das Sonnenlicht senkrecht auf das Panel trifft. Deswegen sollten Sie bereits bei der Planung Ihrer PV-Anlage deren Ausrichtung und bauliche Gegebenheiten Ihres Hauses berücksichtigen. Doch es gibt einen weiteren Faktor, der sogar noch viel entscheidender für den Ertrag ist: die Verschattung. In diesem Beitrag erfahren Sie von Solarexperten, was es bei der Ausrichtung einer Solaranlage zu beachten gilt, welchen Einfluss die Verschattung hat und wie Sie einen möglichst hohen Ertrag an Solarstrom erzielen.
Inhaltsverzeichnis
- Ausrichtung einer Solaranlage – das ist zu beachten
- Die ideale Ausrichtung einer Photovoltaik-Anlage
- Der optimale Winkel der Solarmodule
- Schrägdach oder Flachdach – was ist besser?
- Ausrichtung einer Solaranlage auf einem Schrägdach
- Ausrichtung einer Solaranlage auf einem Flachdach
- Vorsicht, Verschattung! Der wirklich entscheidende Faktor
- Fazit
Das gilt es bei der Ausrichtung einer Solaranlage zu beachten
Wer sich mit Photovoltaik beschäftigt, wird sehr schnell zwei wichtigen Begriffen begegnen: Neigungswinkel und Ausrichtung. Eine Solaranlage produziert Strom, indem sie Sonnenlicht einfängt und umwandelt. Dafür ist es selbstverständlich notwendig, dass die Sonnenstrahlen ungehindert auf die Solarmodule auftreffen können. Bei der Ausrichtung der Solaranlage gilt es also den Sonnenstand zu berücksichtigen, denn den höchsten Ertrag erzielen Sie, wenn das Sonnenlicht möglichst lang im rechten Winkel auf die Module trifft. Dementsprechend hat auch der Neigungswinkel der PV-Zellen einen Einfluss auf den Ertrag.
Neben der Ausrichtung der Solaranlage und dem Neigungswinkel der Module ist die Verschattung ein maßgeblicher Faktor. Denn wenn das Sonnenlicht gar nicht erst auf den Solarzellen ankommen kann, helfen weder die ideale Ausrichtung noch der perfekte Neigungswinkel. Ohne Sonnenlicht, keine Solarenergie!
Die ideale Ausrichtung einer Photovoltaik-Anlage
Perfekt ist es, wenn Sie Ihre PV-Anlage exakt nach Süden ausrichten können. Da die Sonne im Süden im Zenit steht und damit ihren höchsten Stand erreicht, sind die Voraussetzungen für einen hohen Ertrag am besten. Keine Sorge, falls Ihre Dachfläche nicht voll nach Süden zeigt: Selbst bei Abweichungen von bis zu 45° nach Osten oder Westen können Sie noch ca. 95 % des maximal möglichen Ertrags erzielen.
Abweichungen von der Südausrichtung – der Azimutwinkel
Der sogenannte Azimutswinkel ist ein Begriff aus der Astronomie und Kartographie und bezeichnet Abweichungen von Norden, weil hier der Nordpol der Fokuspunkt ist. Da bei Photovoltaik-Anlagen jedoch der Süden die entscheidende Himmelsrichtung ist, beschreibt der Azimutswinkel in diesem Bereich Abweichungen von Süden.
Obwohl eine Ausrichtung nach Süden für Solaranlagen optimal ist, kann auch eine Ost-West-Ausrichtung vorteilhaft sein. Hierbei zeigt ein Teil der Solarmodule nach Osten, der andere Teil nach Westen. Anstatt den Höchststand der Sonne voll auszuschöpfen, konzentriert man die Stromproduktion auf die Morgen- und Abendstunden. In vielen Haushalten wird zu diesen Zeiten am meisten Strom benötigt: wenn Berufstätige tagsüber das Haus verlassen oder wenn Kinder zur Schule gehen. Vor allem, wenn Sie eine PV-Anlage ohne Batteriespeicher haben und einen möglichst hohen Eigenverbrauch anstreben, ist diese Variante meist am lukrativsten.
Der optimale Winkel für ein Solarmodul
Für den Ertrag ist es ideal, wenn das Sonnenlicht möglichst lange im rechten Winkel auf die Module scheint. Da sich der Sonnenstand allerdings nicht nur im Laufe des Tages, sondern auch im Jahresverlauf ändert, wird man vermutlich nie den perfekten Winkel für die Solarmodule finden. Doch die Erfahrung zeigt: In Deutschland ist ein Neigungswinkel von 30–35° optimal. So wird im Jahresverlauf der höchste Ertrag an Solarstrom erzielt.
Genau wie bei der Ausrichtung nach den Himmelsrichtungen gibt es auch beim Neigungswinkel einen gewissen Toleranzbereich, in dem mit nur geringfügigen Leistungseinbußen zu rechnen ist. Sie können Solaranlagen von 10 bis 60° neigen und trotzdem bis zu 90 % des maximalen Ertrags erreichen. Bei einer Ost-West-Ausrichtung sind jedoch kleinere Winkel sinnvoller, weil sonst eine Verschattung durch die Dachfläche entstehen kann.
Nun ist der Neigungswinkel der Photovoltaik-Anlage auf Schrägdächern durch die Neigung des Daches vorgegeben. Zwar kann man den Winkel der Solarmodule auch hier noch um einige Grad ändern, sollte dabei aber die höheren Kosten wegen der aufwendigeren Montage bedenken. Oftmals lohnt es sich nicht, die Neigung zusätzlich anzupassen.
Schrägdach oder Flachdach – was ist besser?
Grundsätzlich sind sowohl Schrägdächer als auch Flachdächer für eine Photovoltaik-Anlage geeignet. Entscheidend sind vor allem die äußeren Einflussfaktoren, wie die Ausrichtung des Gebäudes und die Umgebung mit potenziellen Schattenquellen. Flachdächer haben den Vorteil, dass die Ausrichtung und der Neigungswinkel frei bestimmt werden können. Doch gerade deshalb muss man besonders sorgfältig planen. Mehr zur Ausrichtung einer Photovoltaik-Anlage auf Schräg- und Flachdächern lesen Sie in den folgenden zwei Abschnitten.
Ausrichtung einer Solaranlage auf einem Schrägdach
Bei einem Schrägdach ist zunächst die Ausrichtung der Dachflächen entscheidend. Eine Dachseite, die nach Norden zeigt, qualifiziert sich nicht für eine PV-Anlage, weil sie nicht genügend Sonne abkriegt. Alle anderen Himmelsrichtungen eignen sich grundsätzlich zur Produktion von Solarstrom. Zeigt die Dachfläche nach Süden erzielen Sie voraussichtlich besonders hohe Erträge – vorausgesetzt, es liegt keine zu starke Verschattung vor. Bei Dachflächen nach Osten und Westen bietet sich dementsprechend eine Doppel-Ausrichtung einer Solaranlage an, um Leistungshochs in den Morgen- und Abendstunden zu erreichen.
Auch der Neigungswinkel wird von der bestehenden Dachfläche vorgegeben. Der Winkel der Solarmodule kann zwar um ein paar Grad beeinflusst werden, doch dies rentiert sich aufgrund der höheren Montagekosten in der Regel nicht. Mit einer Neigung der Dachfläche von 10 bis 60° sind wirtschaftliche Erträge durchaus realistisch.
Bei beiden Faktoren beziehen wir uns auf Bestandsbauten. Falls Sie einen Neubau errichten, können Sie natürlich Einfluss auf die Ausrichtung und die Neigung des Daches nehmen und mögliche Verschattungen berücksichtigen. In diesem Fall sollten Sie die PV-Anlage direkt in die Planung miteinbeziehen – als Experten für Photovoltaik unterstützen wir Sie gerne dabei!
Ausrichtung einer Solaranlage auf einem Flachdach
Bei einem Flachdach haben Sie deutlich mehr Möglichkeiten als bei Schrägdächern, weil Sie sowohl die Ausrichtung der Photovoltaik-Anlage als auch den Winkel der Solarmodule frei bestimmen können.
Bei der Ausrichtung können Sie sich rein nach Süden orientieren, eine Kombination aus Ost und West machen oder – wenn genügend Platz vorhanden ist – sogar jede dieser Himmelsrichtungen abdecken. Wichtig hierbei ist, dass genügend Abstand zwischen den einzelnen Reihen an Modulen ist, damit sie nicht gegenseitig Schatten aufeinander werfen. Dadurch können Sie ggf. nur weniger Panels aufstellen – bei einer reinen Ost-West-Ausrichtung sind geringere Abstände, also mehr Module möglich. Die Mittagssonne trifft die Module hierbei natürlich auch, doch im Vergleich zu nach Süden ausgerichteten Panels fällt der Ertrag in der Mittagszeit geringer aus.
Auch den Winkel der Solarmodule können Sie bei einem Flachdach individuell bestimmen. Beachten Sie allerdings zwei Aspekte:
- Bei einem zu flachen Neigungswinkel verschlechtert sich der selbstreinigende Effekt der Module – dieser ist erst ab 12° Neigung gegeben.
- Zu steile Neigungswinkel haben einen stärkeren Schattenwurf zur Folge, sodass wiederum größere Abstände zwischen den Reihen erforderlich sind, um eine Verschattung zu vermeiden.
Der optimale Winkel für Solarmodule auf einem Flachdach ist 10–15°, da dies in der Regel der beste Kompromiss aus Flächennutzung, Leistung und Selbstreinigung ist.
Die Verschattung – wirklich entscheidend für einen größtmöglichen Ertrag
Die Ausrichtung und Neigung einer Photovoltaik-Anlage nehmen zwar Einfluss auf den gewonnenen Ertrag, viel entscheidender ist allerdings die Verschattung. Denn trifft kein Sonnenlicht auf die Solarzelle, kann kein Strom produziert werden. Eine dauerhafte Verschattung schmälert den Ertrag aus Ihrer PV-Anlage somit erheblich. Deswegen ist es von immenser Bedeutung, bei der Planung einer Solaranlage nicht nur auf das Dach, sondern vor allem auf die Umgebung des Gebäudes zu achten.
Dadurch können Verschattungen einer Solaranlage entstehen:
- Berge
- Bäume
- andere Gebäude
- das eigene Dach
- Schornsteine und sonstige Dachaufbauten
- Schneedecke & Laub
- niedriger Sonnenstand im Winter
Woran häufig nicht gedacht wird, ist, dass die Zukunft Veränderungen mit sich bringen kann. Bei der Planung einer Solaranlage muss natürlich zunächst der Status quo betrachtet werden. Wirft das Nachbargebäude einen Schatten auf Ihr Dach? Gibt es in der Umgebung hohe Bäume? Im nächsten Schritt gilt es, zukünftige Entwicklungen in Betracht zu ziehen. Bisher kleine Bäume wachsen noch, können je nach Art sehr hoch werden und in einigen Jahren plötzlich einen Schatten auf das Dach werfen. Ist auf einem benachbarten Grundstück aktuell bereits ein Neubau geplant? Wie ist der Sonnenstand im Winter – entsteht Schattenwurf auf dem Dach, der im Sommer nicht vorkommt? Wenn solche Entwicklungen abzusehen sind, müssen sie miteinkalkuliert werden.
Am besten bleibt die PV-Anlage ganzjährig frei von großflächigem Schattenwurf. Lässt sich die vorübergehende Verschattung einzelner Module aber nicht verhindern, kann es ratsam sein, die entsprechenden Panels zu den betreffenden Tageszeiten abzuschalten. Andernfalls – je nach Schaltung – könnten sie den Ertrag des gesamten verbundenen Strangs beeinträchtigen.
Fazit: Planen Sie die Ausrichtung Ihrer Solaranlage sorgfältig!
Egal, ob Schräg- oder Flachdach – die meisten Dächer sind gut für PV-Anlagen geeignet. Selbst Abweichungen vom Idealzustand bei der Ausrichtung und dem Neigungswinkel der Anlage führen meist nur zu geringen Ertragseinbußen. Trotzdem ist es empfehlenswert, die bestmögliche Variante zu planen. Deutlich stärker ins Gewicht fällt jedoch die potenzielle Verschattung der Solarmodule. Diese sollte anhand der aktuellen Situation, aber auch mit Blick in die Zukunft berücksichtigt werden.
Planen Sie die Anschaffung einer PV-Anlage und wünschen sich professionelle Unterstützung? Wir sind Experten für Photovoltaik und wissen, worauf es ankommt. Gerne kümmern wir uns um die gesamte Planung einschließlich einer optimalen Neigung und Ausrichtung der Solaranlage in Ihrem individuellen Fall. Sprechen Sie uns einfach an!
