Photovoltaik Ausrichtung: Das Wichtigste in Kürze
Die Ausrichtung einer PV-Anlage ist entscheidend für ihre Wirtschaftlichkeit. Dachausrichtung und -neigung sind wichtige Faktoren.
- Ausrichtung: Idealerweise sind Photovoltaikanlagen nach Süden gerichtet.
- Neigungswinkel: Der ideale Aufstellwinkel für Solarmodule liegt bei 30 bis 40 Grad.
- Verschattung: Beeinträchtigen den Ertrag, weswegen diese bei der Ausrichtung zu berücksichtigen sind.
Welche Ausrichtung ist ideal für Photovoltaik?
Die ideale Ausrichtung für Photovoltaik sind nach Süden ausgerichtete Dächer mit einem Neigungswinkel von 30 Grad. Aber auch nach Osten oder Westen ausgerichtete PV-Anlagen funktionieren. Dabei beeinflusst die Ausrichtung den erzeugten Ertrag, sodass bei der Ost- oder West-Ausrichtung ein Verlust von bis zu 20 % entsteht.
Ausrichtung | Ertragsverlust |
| Süden | 0 % |
| Südwest- oder Südost-Ausrichtung | 5 - 10 % |
| Ost- oder West-Ausrichtung | 20 % |
| Nordwest- oder Nordost-Ausrichtung | 25 - 35 % |
| Norden | 40 - 50 % |
Warum ist die optimale Ausrichtung von Photovoltaik wichtig?
Die Ausrichtung ist entscheidend für die Installation einer Photovoltaikanlage auf einem Haus. Die Anlage erzeugt die meiste Energie, wenn das Sonnenlicht direkt und so lange wie möglich auf die Solarzellen trifft. Die Ausrichtung des Hauses und der Winkel der Solarmodule beeinflussen diesen Idealzustand. Diese Faktoren sollten bei Neubauten berücksichtigt werden, während sie bei bestehenden Gebäuden nur in Grenzen angepasst werden können.
PV-Module werden normalerweise auf dem Dach eines Hauses installiert. Die Ausrichtung einer Photovoltaikanlage auf einem Schrägdach ist an die Ausrichtung und Neigungswinkel des Dach verknüpft. Bei Flachdächern ist eine flexiblere Ausrichtung möglich. Doch auch auf Flachdächern gibt es Grenzen der Optimierung.
Die meisten Schräg- und Flachdächer eignen sich gut für PV-Anlagen. Abweichungen von der idealen Ausrichtung haben heutzutage nur minimale Auswirkungen auf den Ertrag von Photovoltaikanlagen. Wichtig ist, dass die PV-Anlage nicht beschattet wird. Wird dies vernachlässigt, kommt es zu erheblichen Ertragseinbußen.
Ausrichtung von Photovoltaik
Die Ausrichtung einer Photovoltaikanlage bezieht sich darauf, in welche Himmelsrichtung die PV-Module ausgerichtet sind. Idealerweise sollten sie nach Süden ausgerichtet sein, weil dort die Sonneneinstrahlung am höchsten ist.
Für die Ausrichtung von Photovoltaik nutzt man den Azimutwinkel. Dieser gibt an, wie weit sie von der idealen Südausrichtung (0° Azimutwinkel) entfernt ist. Eine Ostausrichtung hat einen Azimut von 90 Grad, während eine Westausrichtung einen Azimut von -90 Grad hat.
Optimale Himmelsrichtung von PV-Anlagen
Die ideale Richtung für Photovoltaik ist Süden, mit einem Azimutwinkel von 0 Grad. Wenn das Haus jedoch nicht optimal ausgerichtet ist, ist das kein großes Problem. Kleine Abweichungen von +20° bis -20° haben nur minimale Auswirkungen auf den Ertrag.
- Bei einer Südwest- oder Südost-Ausrichtung und einer Abweichung von 45 Grad betragen die Ertragseinbußen je nach Neigungswinkel nur 5 bis 10 Prozent.
- Selbst bei einer reinen West- oder Ostausrichtung sind mit einer Minderung von 20 Prozent gegenüber einer Südausrichtung noch ordentliche Erträge möglich.
Diese Werte gelten allerdings nur, wenn keine Verschattung vorliegt.
Suboptimale Himmelsrichtungen und Lösungen
Eine Ausrichtung nach Westen oder Osten ist mit Ertragseinbußen von 20 Prozent verbunden. Das mag zwar negativ erscheinen, dafür ist es möglich, beide Dachflächen mit PV-Modulen zu bestücken. Damit kann man die Ertragsminderung durch Vergrößerung der PV-Anlage kompensieren. Eine Ost-West-Ausrichtung ist mit höheren Anschaffungskosten verbunden, hat aber einige Vorteile gegenüber einer Südausrichtung.
- Die Ausrichtung des Daches nach Osten und Westen führt zu einer gleichmäßigen Stromerzeugung. Anstelle eines Spitzenwertes zur Mittagszeit gibt es zwei kleinere Spitzenwerte am Morgen und am Nachmittag.
- Dies wiederum trägt zu einem höheren Eigenverbrauch bei, was die Wirtschaftlichkeit steigert.
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Der optimale Neigungswinkel für Photovoltaik
Der Sonnenstand ändert sich im Laufe des Tages und des Jahres, aber die Solarmodule sind fest auf dem Dach installiert. Daher wird der Installationswinkel so gewählt, dass er im Durchschnitt der optimalen Dachneigung am nächsten kommt. In Deutschland liegt die optimale Photovoltaik-Dachneigung zwischen 30 und 40 Grad. In südlichen Ländern ist die optimale Neigung etwas geringer, da der Sonnenstand näher am Äquator höher ist.
Suboptimale Neigungswinkel und Lösungen
Schrägdächer eignen sich aufgrund ihrer Neigung gut für Photovoltaikanlagen. Wenn das Dach nach Süden ausgerichtet ist, sind die Ertragseinbußen auch bei Dachneigung unter 20 und über 40 Grad nicht signifikant. Abweichungen von der reinen Südausrichtung führen jedoch zu suboptimalen Neigungswinkeln und Mindererträgen.
Solarmodule auf Flachdächern generieren einen geringeren Ertrag. Flachdächer haben den Vorteil der ungehinderten Sicht auf den Himmel, aber sie erhalten weniger direktes Sonnenlicht. Um dies zu verbessern, wird die Photovoltaikanlage für eine optimale Neigung und Ausrichtung aufgeständert.
Die horizontale Installation ist immerhin besser als die vertikale Installation an einer Fassade. Fassadenmodule sind nur dann wirtschaftlich, wenn sie in größerer Höhe installiert und streng nach Süden ausgerichtet werden.
Verschmutzung durch Neigungswinkel minimieren
Der Winkel der PV-Module beeinflusst, wie anfällig sie für Verschmutzung und Schneelasten im Winter ist. Ab einem Winkel von 12 Grad reinigt Regenwasser die Oberfläche effektiv. Schmutz wie Schnee oder Laub wird durch Regen leicht weggespült.
Im Winter ist es wichtig, die Schneelast auf einem Dach zu berücksichtigen. Wenn der Neigungswinkel gering ist, wird die Belastung zu groß. In schneereichen Gebieten sind zusätzliche Aufständerungen bei Dächern mit einer Neigung von weniger als 30 Grad besonders wichtig.
Verschattungen bei der Ausrichtung der PV-Anlage berücksichtigen
Schatten von Bäumen, anliegenden Gebäuden und Schornsteinen verringern die Leistung von Solarmodulen und tragen zu Ertragseinbußen bei. Daher ist es wichtig, Abschattungen bei der Planung einer PV-Anlage zu berücksichtigen. In manchen Fällen werden einzelne Module abgeschaltet, um Verschattungen zu vermeiden.
Kleine Verschattungen sind für die Ausrichtung der Photovoltaikanlage nicht von Belang. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass eine Photovoltaikanlage eine langfristige Investition ist. Bäume wachsen über drei Jahrzehnte und verschatten schließlich die gesamte Anlage. Auch zukünftige Gebäude in der Umgebung sollten bei der Planung berücksichtigt werden.
Zudem muss man berücksichtigen, dass Steildächer sich teilweise selbst verschatten. Besonders in den Wintermonaten ist die Wahrscheinlichkeit einer Verschattung aufgrund des niedrigen Sonnenstandes höher.
Die Verschattung am frühen Morgen und am späten Abend hat nur minimale Auswirkungen auf eine richtig ausgerichtete Photovoltaikanlage.
PV-Ertrag mit Nachführsysteme erhöhen
PV-Module werden entweder statisch oder dynamisch befestigt. Nachführsysteme ermöglichen eine flexible Anpassung des Neigungswinkels und der Ausrichtung. Die Achsenänderung steuert den Neigungswinkel. Die Änderung der Ausrichtung erfolgt in horizontaler Richtung. Dabei werden die Tages- und Jahreszeit berücksichtigt. Es sind sowohl einachsige als auch zweiachsige Nachführsysteme erhältlich. Die Installation eines Nachführsystems benötigt mehr Dachfläche.
Nachführsysteme erhöhen den Ertrag von Photovoltaikanlagen um bis zu 30 Prozent. Allerdings müssen die Kosten der Solaranlage und der verfügbare Platz individuell bewertet werden, um festzustellen, ob es sich lohnt.
Berechnungen der Erträge in Abhängigkeit von der Dachausrichtung
Die folgende Tabelle zeigt die Auswirkungen der Ausrichtung auf den Ertrag einer Photovoltaikanlage, die ohne Verschattung, Nebel und ähnliche Faktoren betrieben wird.
Auch Dächer, die nicht nach Süden ausgerichtet sind, können mit einer Photovoltaikanlage gute Erträge erzielen, wenn die Dachneigung stimmt. Die Entscheidung für die Installation einer Anlage sollte von verschiedenen Faktoren abhängen und auf den jeweiligen Einzelfall zugeschnitten sein.
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