Inhalt des Artikels
- 5 entscheidende Faktoren für den maximalen Ertrag der Solaranlage
- Der Breitengrad und sein Einfluss auf den Neigungswinkel
- Die optimale Ausrichtung der Solarmodule: Welche Himmelsrichtung ist die beste?
- Die geeigneten (und ungeeigneten) Dachtypen für Solaranlage
- Optimale lokale Bedingungen für den besten Ertrag der Solaranlage
- Optional: Technische Optimierung mit Nachführsystemen
- Zusammenfassung: Die richtigen Vorkehrungen bei Ausrichtung & Co zahlen sich aus!
- Häufig gestellte Fragen
- Welche Ausrichtung der Solaranlage soll ich im Winter wählen?
- Was ist der beste Standort für eine Solaranlage?
- Welche Himmelsrichtung ist die beste für eine Photovoltaik-Anlage?
- Wie kann ich die Ausrichtung meines Hauses herausfinden?
- Was ist besser: Eine Ost- oder West Solaranlage?
- Welche Ausrichtung der Solaranlage auf einem Flachdach?
- Wie funktioniert die Berechnung der idealen Ausrichtung einer Solaranlage?
Inhalt
Mit einer optimierten Ausrichtung der Solaranlage erreichen Sie den maximal möglichen Ertrag. Eine Süd-Ausrichtung eignet sich am besten, aber auch mit einer Ost-West-Ausrichtung bekommen Sie einen großen Ertrag.
In diesem Beitrag erfahren Sie, was Sie sonst noch alles bei der optimalen Ausrichtung beachten sollten und welche Dachtypen für Solaranlagen am geeignetsten sind. Auch besprechen wir hier die Rolle des Neigungswinkels, die ebenfalls von großer Wichtigkeit für einen guten Ertrag ist.
Zum Schluss beantworten wir noch häufige Fragen, z. B. was Sie bezüglich Ausrichtung und Neigungswinkel im Winter beachten sollten.
5 entscheidende Faktoren für den maximalen Ertrag der Solaranlage
Es gibt mehrere Faktoren, die für einen maximalen Energieertrag durch Photovoltaik entscheidend sind. Diese Faktoren sind:
- Der Breitengrad und sein Einfluss auf den Neigungswinkel
- Die Ausrichtung der Solarmodule
- Der geeignete Dachtyp
- Lokale und spezifische Wetterbedingungen
- Optional: Technische Optimierung durch Nachführsysteme
Betrachten wir nun diese Faktoren und prüfen, warum sie wichtig sind und wie Sie diese am besten optimieren können:
Der Breitengrad und sein Einfluss auf den Neigungswinkel
Der Breitengrad ist für Solaranlagen entscheidend, da er bestimmt, wie hoch die Sonne im Verlauf des Jahres am Himmel steht und wie viel Sonnenlicht die Solarmodule erhalten. In höheren Breitengraden, wie in Deutschland, ist die Sonne tiefer am Himmel, was spezifische Neigungswinkel und Ausrichtungen der Module erfordert, um die maximale Energieeffizienz zu erreichen.
In Deutschland, das sich ungefähr zwischen den Breitengraden 47°N und 55°N befindet, gilt als Faustregel, dass der Neigungswinkel der Solarmodule etwa dem Breitengrad entsprechen sollte.
Für eine optimale Jahresleistung wird häufig ein Neigungswinkel zwischen 30° und 40° empfohlen. In Norddeutschland sollten Sie einen eher steileren Neigungswinkel wählen und in Süddeutschland einen eher flachen.
Im Winter sollte der Neigungswinkel generell steiler sein, etwa 50° bis 60°, um die tief stehende Sonne besser zu nutzen.
Eine gewisse Abweichung wirkt sich nicht stark negativ aus
Beim Neigungswinkel ist eine leichte Abweichung vom Idealwert nicht problematisch. Selbst wenn die Neigung der Module zwischen 10 und 60 Grad variiert, können immer noch etwa 90 Prozent des maximal möglichen Ertrags erzielt werden.
Die optimale Ausrichtung der Solarmodule: Welche Himmelsrichtung ist die beste?
Die Ausrichtung der Solarmodule hat natürlich einen erheblichen Einfluss auf den Energieertrag, den eine Solaranlage erzeugen kann. Die beste Ausrichtung ist die Südausrichtung:
1. Südausrichtung der Solaranlage
Solarmodule, die nach Süden ausgerichtet sind, erhalten in der nördlichen Hemisphäre (in der Deutschland sich befindet) die meiste Sonneneinstrahlung. Diese Ausrichtung ist optimal, da die Sonne zur Mittagszeit im Süden am höchsten steht, wodurch die Module die maximale Menge an Sonnenlicht einfangen können. Was aber, wenn eine Südausrichtung Ihrer Solaranlage nicht möglich ist? Denn die optimale Südausrichtung der Solaranlage ist natürlich nicht immer realisierbar, da Hausdächer (zumindest noch) nicht speziell für die Installation einer Solaranlage gebaut werden. Aber keine Sorge, auch andere Himmelsrichtungen sind geeignet. Schauen wir uns diese an:
2. Ostausrichtung der Solaranlage
Module, die nach Osten ausgerichtet sind, fangen die ersten Sonnenstrahlen des Tages ein. Dies ist besonders vorteilhaft für Haushalte, die ihren Energiebedarf hauptsächlich morgens haben. Allerdings ist der Gesamtertrag im Vergleich zur Südausrichtung um etwa 15-20% geringer, da die Module weniger direkte Sonneneinstrahlung über den gesamten Tag hinweg erhalten. Und falls eine Ostausrichtung der Solaranlage ebenfalls nicht möglich ist?
3. Westausrichtung der Solaranlage
Eine Westausrichtung der Solarmodule nutzt die Nachmittags- und Abendsonne optimal aus. Diese Ausrichtung ist besonders vorteilhaft für Haushalte, die ihren Energieverbrauch in den späten Nachmittags- und Abendstunden haben. Auch hier ist der Gesamtertrag im Vergleich zur Südausrichtung um etwa 15-20% geringer.
4. Die Nordausrichtung sollten sie vermeiden
Eine Nordausrichtung ist in der nördlichen Hemisphäre generell die am wenigsten geeignete Option, da die Module nur sehr wenig direkte Sonneneinstrahlung erhalten. Dies führt zu einem deutlich geringeren Ertrag im Vergleich zu anderen Ausrichtungen (30-40% weniger). In speziellen Situationen, in denen keine andere Ausrichtung möglich ist, können steilere Neigungswinkel oder spezielle Montagesysteme eingesetzt werden, um den Ertrag zu maximieren, jedoch bleibt diese Option suboptimal. Gut zu wissen: Bei den Ausrichtungen Südwesten oder Südosten können Sie mit einem Ertragsverlust von etwa 5%rechnen. Bei Ost-West-Anlagen vermindert sich der Ertrag um etwa 20%.
Die geeigneten (und ungeeigneten) Dachtypen für Solaranlage
Schrägdächer sind ideal, besonders Ziegeldächer und Metallbedachungen, da sie stabil und einfach zu montieren sind. Flachdächer sind ebenfalls geeignet, da sie eine flexible Anpassung der Modulneigung ermöglichen. Betondächer und Bitumen- bzw. EPDM-Dächer sind robust und wasserfest, was sie ebenfalls für die Installation von Solaranlagen geeignet macht. Für Dächer mit geringer Neigung können Aufständerungssysteme den Neigungswinkel anpassen.
Welche Dächer sind für Photovoltaik nicht geeignet?
Dächer, die weniger gut für Solaranlagen geeignet sind, weisen häufig spezifische Eigenschaften auf, die die Installation und den Betrieb von Solarmodulen erschweren oder die Effizienz beeinträchtigen können. Hier sind einige Beispiele:
1. Holzschindeldächer:
Holzschindeldächer sind weniger ideal für Solaranlagen, da sie anfällig für Feuer sind und das Material empfindlich ist. Die Befestigung von Solarmodulen kann schwierig sein, ohne das Dach zu beschädigen.
2. Dächer mit komplexer Struktur:
Dächer mit vielen Giebeln, Erkern oder anderen strukturellen Besonderheiten bieten weniger ununterbrochene Fläche für die Installation von Solarmodulen und können die Effizienz durch Schattenwurf und schwierige Ausrichtung beeinträchtigen.
3. Asphaltschindeldächer (bei schlechter Qualität):
Während hochwertige Asphaltschindeldächer geeignet sein können, können minderwertige Asphaltschindeln Probleme bereiten. Diese Dächer sind weniger langlebig und könnten den zusätzlichen Belastungen durch Solarmodule nicht gut standhalten.
4. Flachdächer ohne ausreichende Tragfähigkeit:
Flachdächer, die nicht ausreichend tragfähig sind, können das Gewicht der Solaranlage nicht tragen und sind daher weniger geeignet.
Optimale lokale Bedingungen für den besten Ertrag der Solaranlage
1. Verschattung vermeiden
Sie sollten die Solaranlagen so installieren, dass sie möglichst wenig verschattet werden. Verschattung kann durch nahe gelegene Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse verursacht werden und hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung der Anlage. Selbst kleine Schattenbereiche können die Effizienz der gesamten Anlage deutlich reduzieren, da sie den Stromfluss in den betroffenen Modulen beeinträchtigen. Um dies zu vermeiden, sollten Sie die Anlage so platzieren, dass die Module den größten Teil des Tages in direktem Sonnenlicht stehen. Diesbezüglich können Solarsimulationstools oder Schattenanalysen helfen.
2. Auf spezifische Wetterbedingungen optimieren
Die lokalen Wetterbedingungen spielen ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Planung und Installation von Solaranlagen. In Regionen mit häufigem Nebel oder starker Bewölkung kann die Sonneneinstrahlung erheblich reduziert werden, was den Ertrag der Solaranlage mindert. In solchen Gebieten kann es notwendig sein, den Neigungswinkel und die Ausrichtung der Module anzupassen, um das meiste Sonnenlicht einzufangen, das durch die Wolkendecke dringt. Beispielsweise könnte ein etwas steilerer Neigungswinkel gewählt werden, um die Module besser gegen diffuse Strahlung auszurichten. Zudem sind in solchen Gebieten oft Technologien wie leistungsoptimierte Module oder Mikrowechselrichter sinnvoll, die den Ertrag trotz wechselhafter Lichtverhältnisse maximieren.
3. Verschmutzung beseitigen
Verschmutzung durch Staub, Schmutz, Blätter oder Vogelkot kann die Leistung von Solarmodulen ebenfalls merklich beeinträchtigen. Denn diese Verunreinigungen blockieren das Sonnenlicht und reduzieren somit die Menge an Energie, die die Solarmodule erzeugen können. In Gebieten mit hoher Luftverschmutzung oder in der Nähe von landwirtschaftlichen Flächen, wo viel Staub aufgewirbelt wird, ist es besonders wichtig, regelmäßige Reinigungen durchzuführen. Spezielle Beschichtungen auf den Modulen (z. B. hydrophobe Beschichtungen, Antireflexbeschichtungen oder selbstreinigende Beschichtungen) können ebenfalls helfen, die Anhaftung von Schmutz zu reduzieren.
4. Schnee beseitigen
Schnee kann die Solarmodule vollständig bedecken und somit die Energieproduktion stoppen, solange die Module bedeckt sind. In schneereichen Gebieten ist es daher wichtig, den Neigungswinkel der Module so zu wählen, dass der Schnee leichter abrutschen kann. Ein steilerer Winkel (mehr als 30 Grad) ist oft hilfreich, um zu verhindern, dass Schnee lange auf den Modulen liegen bleibt. Einige Anlagen nutzen auch spezielle Heizsysteme oder Schneebürsten, um den Schnee aktiv zu entfernen.
Optional: Technische Optimierung mit Nachführsystemen
Nachführsysteme (auch Tracker genannt) sind technische Vorrichtungen, die Solarmodule so ausrichten, dass sie dem Stand der Sonne im Tagesverlauf und über die Jahreszeiten hinweg folgen. Diese Systeme können den Energieertrag von Solaranlagen erheblich steigern. Es gibt zwei Haupttypen von Nachführsystemen:
1. Eindimensionale (einachsige) Nachführsysteme
- Funktion: Diese Systeme bewegen die Solarmodule entlang einer horizontalen oder vertikalen Achse, meist von Ost nach West, um der täglichen Sonnenbahn zu folgen.
- Vorteile: Erhöhung des Energieertrags um bis zu 25-35% im Vergleich zu fest installierten Modulen.
- Einsatzbereiche: Besonders geeignet für Regionen mit viel direkter Sonneneinstrahlung.
2. Zweidimensionale (zweiachsige) Nachführsysteme
- Funktion: Diese Systeme können die Solarmodule sowohl horizontal als auch vertikal bewegen, sodass sie der Sonne nicht nur im Tagesverlauf, sondern auch im Jahresverlauf optimal folgen.
- Vorteile: Maximierung des Energieertrags um bis zu 40-45%.
- Einsatzbereiche: Ideal für Gebiete mit variablen Sonnenständen, da sie die Module stets optimal zur Sonne ausrichten.
Nachteile:
Die Installation und Wartung von Nachführsystemen kostet extra, und auch nicht wenig. Da die Systeme mechanisch komplex sind, erfordern sie auch eine regelmäßige Wartung. Ebenfalls benötigen sie mehr Platz, was bei manchen zu kleinen Dächern problematisch sein kann.
Aber:
Obwohl die anfänglichen Kosten höher sind, können die zusätzlichen Einnahmen aus dem erhöhten Energieertrag die Investition über die Lebensdauer der Anlage hinweg rechtfertigen. Die Amortisationszeit hängt von den spezifischen Bedingungen wie dem lokalen Strompreis, den Sonneneinstrahlungs-Bedingungen und den Wartungskosten ab.
Zusammenfassung: Die richtigen Vorkehrungen bei Ausrichtung & Co zahlen sich aus!
Wer die richtigen Vorkehrungen bei der Ausrichtung und Installation seiner Solaranlage trifft, erhält den Maximalertrag, und das lohnt sich! Hier zusammengefasst, worauf Sie achten sollten:
- Breitengrad und Neigungswinkel: In Deutschland sollte der Neigungswinkel der Solarmodule etwa dem Breitengrad entsprechen (30-40 Grad); im Winter sollte er steiler sein (50-60 oder sogar bis 70 Grad) für optimale Sonneneinstrahlung.
- Ausrichtung: Südausrichtung ist ideal für maximalen Ertrag. Ost- und Westausrichtungen sind ebenfalls akzeptabel, liefern aber 15-20% weniger Ertrag.
- Dachtyp: Schrägdächer (besonders Ziegeldächer und Metallbedachungen) sind ideal. Flachdächer sind ebenfalls geeignet, wenn die Neigung angepasst wird. Holzschindeldächer und komplexe Dachstrukturen sind weniger geeignet.
- Lokale Bedingungen: Vermeiden Sie Verschattung durch Bäume oder Gebäude. Berücksichtigen Sie regionale Wetterbedingungen und Verschmutzung. Hinzu kommt: Regelmäßige Reinigung und steilere Neigung in schneereichen Gebieten sind wichtig.
- Technische Optimierung: Nachführsysteme können den Ertrag um bis zu 45% steigern, sind aber teurer und wartungsintensiver.
Häufig gestellte Fragen
Welche Ausrichtung der Solaranlage soll ich im Winter wählen?
Für die Wintermonate in Deutschland sollte die Neigung der Solarmodule auf etwa 50-70 Grad eingestellt werden, um die tief stehende Sonne besser einzufangen.
Was ist der beste Standort für eine Solaranlage?
Der beste Standort für eine Solaranlage berücksichtigt mehrere Faktoren, um die Effizienz und den Energieertrag zu maximieren:
- Sonneneinstrahlung: Hohe Anzahl an Sonnenstunden pro Jahr. Regionen wie Bayern und Baden-Württemberg in Deutschland sind ideal, aber auch die meisten anderen Regionen eignen sich, da es noch viele weitere Faktoren gibt.
- Dachausrichtung und -neigung: Südausrichtung: Maximiert die Sonneneinstrahlung. Neigungswinkel: Optimal zwischen 30 und 40 Grad; im Winter steiler (ca. 60-70 Grad)
- Verschattung: Minimal oder keine Verschattung durch Bäume oder Gebäude, um die Leistung nicht zu beeinträchtigen.
- Strukturelle Bedingungen des Dachs: Dach muss stabil und tragfähig sein. Geeignete Materialien sind Ziegel, Metall und Schiefer.
- Zugänglichkeit: Einfache Wartung und Reinigung sollten möglich sein, besonders in staubigen oder schneereichen Gebieten.
Welche Himmelsrichtung ist die beste für eine Photovoltaik-Anlage?
Die beste Himmelsrichtung für eine Photovoltaik-Anlage in Deutschland ist die Ausrichtung nach Süden. Diese Ausrichtung maximiert die Sonneneinstrahlung den ganzen Tag über und sorgt für den höchsten Energieertrag. Alternativ können auch Ost- oder Westausrichtungen genutzt werden, die jedoch etwa 15-20% weniger Ertrag bringen und besser für spezifische Energiebedarfe morgens oder nachmittags/abends geeignet sind. Eine Nordausrichtung wird nicht empfohlen, da sie die geringste Sonneneinstrahlung erhält und somit die Effizienz der Anlage stark reduziert.
Wie kann ich die Ausrichtung meines Hauses herausfinden?
Es gibt mehrere Methoden, um die Ausrichtung Ihres Hauses zu bestimmen. Hier sind einige einfache und gängige Methoden:
- Kompass: Halten Sie einen Kompass waagerecht an eine Wand und notieren Sie die Richtung der Nadel.
- Smartphone-Apps: Verwenden Sie Kompass-App .
- Sonnenstand beobachten: Morgens steht die Sonne im Osten, mittags im Süden Google Maps: Suchen Sie Ihre Adresse auf Google Maps, aktivieren Sie die Satellitenansicht und richten Sie die Karte nach Norden aus
Was ist besser: Eine Ost- oder West Solaranlage?
Die Wahl zwischen einer Ost- oder West-Solaranlage hängt davon ab, wann der Energiebedarf am höchsten ist. Ost-Anlagen sind besser für den Morgenbedarf, während West-Anlagen den Nachmittag und Abend abdecken. Beide Optionen bringen etwa 15-20% weniger Ertrag als eine Südausrichtung, können aber je nach Nutzungsprofil dennoch sinnvoll sein.
Welche Ausrichtung der Solaranlage auf einem Flachdach?
Für eine Solaranlage auf einem Flachdach ist eine Ausrichtung der Module nach Süden bei einem Neigungswinkel von 30 bis 40 Grad ideal. Alternativ kann eine Ost-West-Ausrichtung gewählt werden, um mehr Module zu installieren und den Ertrag über den Tag gleichmäßiger zu verteilen.
Wie funktioniert die Berechnung der idealen Ausrichtung einer Solaranlage?
Die ideale Ausrichtung einer Solaranlage wird durch den Azimutwinkel (Himmelsrichtung) und den Neigungswinkel (Neigung der Module) bestimmt. Für maximale Effizienz:
- Ausrichtung: Die Solaranlage sollte nach Süden ausgerichtet sein, um die maximale Sonneneinstrahlung zu erhalten. Auch der Westen und Osten sind in Ordnung. Der Norden sollte vermieden werden.
- Neigungswinkel: Der Neigungswinkel der Solarmodule sollte dem Breitengrad des Standorts entsprechen, etwa 30-40 Grad in Deutschland.
- Saisonale Anpassungen: Im Winter sollte der Winkel um 10-15 Grad steiler sein, um die tiefstehende Sonne besser einzufangen.
