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Was ist bei der Ausrichtung von Photovoltaikanlagen zu beachten?
Eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) auf dem Dach ist für viele Hausbesitzer eine Überlegung wert. Faktoren wie Dachneigung, Dachausrichtung und Verschattung werden bei einer Anlage allerdings oft nicht genau bedacht. Dabei wirken sich bereits kleine Fehler stark auf den Ertrag deiner Solaranlage aus. Wie die optimale Ausrichtung für Photovoltaik auf deutschen Hausdächern aussehen sollte, erklären wir dir im Folgenden.
Grundlagen zur Photovoltaik
Es gibt hauptsächlich 2 Arten der Nutzung von Sonnenenergie auf Hausdächern, nämlich zum einen die Photovoltaik und zum anderen die Solarthermie. Während Letztere auf der Nutzung von Wärmeenergie durch Sonneneinstrahlung basiert, wandelt die Photovoltaik das Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Diesen kannst du dann entweder ins öffentliche Netz einspeisen oder selbst verbrauchen, etwa zur Unterstützung der Heizungsanlage mit einer Wärmepumpe.
Wirkungsgrad und Ertrag von Solaranlagen haben sich in den letzten Jahrzehnten stark verbessert, weil die Solarmodule heute leistungsfähiger sind und aus weniger Licht mehr Strom produzieren als früher. Trotzdem müssen alle Komponenten der Photovoltaikanlage perfekt aufeinander abgestimmt sein und korrekt montiert werden. Die richtige Ausrichtung und Neigung sind dabei zentrale Punkte für die Photovoltaik.
Warum ist die korrekte Ausrichtung der Solaranlage so wichtig?
Für einen effizienten Betrieb sollten Photovoltaikanlagen in Deutschland möglichst nach Süden ausgerichtet werden, um die Sonneneinstrahlung zur Mittagszeit optimal nutzen zu können. Moderne Anlagen funktionieren allerdings auch noch mit Abweichungen von bis zu 30 Prozent in Richtung Osten oder Westen. Dein Dach muss also keine perfekte Südausrichtung besitzen, damit die Solaranlage rentabel arbeitet. Lediglich eine Ausrichtung nach Norden bringt keine ausreichenden Erträge, um die Kosten für eine Photovoltaikanlage zu rechtfertigen.
Tipp: Um die genaue Ausrichtung gen Süden zu ermitteln, kannst du in den Bauplänen deines Dachs nachsehen. Hier sind immer auch die Himmelsrichtungen angegeben. Die Eignung zur Errichtung einer Solaranlage lässt sich in vielen Bundesländern und Kommunen anhand eigener Solarkataster beziehungsweise im jeweiligen Solaratlas abschätzen.
Dachneigung bei der PV-Anlage nicht vergessen
Zur optimalen Ausrichtung gehört nicht nur die relative Position zum Sonnenstand, sondern auch die Dachneigung. Am besten funktioniert eine Solaranlage, wenn die Sonnenstrahlen im rechten Winkel auf die Solarmodule treffen. Während du an der generellen Ausrichtung deines Hauses nach dem Bau nichts mehr ändern kannst, lässt sich der Neigungswinkel der Photovoltaikanlage insbesondere auf Flachdächern durch Aufständerungen optimieren. Eine Reduzierung des Winkels ist bei Schrägdächern aber natürlich nicht möglich.
Es gilt: Je steiler das Dach und je größer die Neigung des Dachs, desto höher der Leistungsverlust.
Wie stark sich die Dachneigung auf die optimale Ausrichtung und den Ertrag der Photovoltaikanlage auswirkt, hängt aber auch vom Standort innerhalb Deutschlands ab. Schließlich steht die Sonne im Norden etwas flacher am Himmel als im Süden. Je nach Breitengrad liegt der optimale Neigungswinkel für deutsche Standorte zwischen 30 und 36 Grad.
Verschattungen solltest du unbedingt vermeiden
Eine Verschattung der Photovoltaikanlage hat immensen Einfluss auf den Ertrag. Schon kleine Schattenwürfe können sich auf den Gesamtertrag auswirken, da bei seriell geschalteten Solarmodulen nicht nur der Bereich, der gerade verschattet, eingeschränkt Strom produziert, sondern in der Folge die Gesamtleistung einer Modulgruppe oder gar der kompletten Anlage nachlässt. Achte also darauf, dass Schornstein oder Satellitenschüssel möglichst keinen Schatten auf deine Photovoltaikmodule werfen können.
Das gilt übrigens auch für Verschmutzungen. Während Staub und normaler Dreck vom Regen abgespült werden, können Vogelkot oder Laub dauerhaft die Leistung der Photovoltaikanlage beeinträchtigen. Dann ist eine professionelle Reinigung durch einen Fachbetrieb zu empfehlen.
Tipp: Beachte bei der Verschattung die unterschiedlichen Jahreszeiten. Je nach Sonnenstand ändert sich auch die Länge von Schatten. So kann im Hochsommer die Solaranlage frei von Verschattungen sein, während im Winter vielleicht ein langer Schatten eines anderen Gebäudes dein Dach trifft.
Stichwort Globalstrahlung
Bei der Planung einer Photovoltaikanlage geht es nicht nur um die direkte Sonneneinstrahlung. Aufgrund wechselnder Wetterbedingungen (zum Beispiel Wolken, Luftfeuchtigkeit oder Luftverschmutzung) wird bei der Berechnung des Ertrags einer Photovoltaikanlage die sogenannte Globalstrahlung herangezogen. Sie bezeichnet die solare Strahlungsmenge, die innerhalb eines Jahres auf einen Quadratmeter Fläche trifft. Zur Ertragsberechnung solltest du also die Globalstrahlung an deinem Standort kennen. In Deutschland beträgt die Globalstrahlung rund 1.050 kWh (Kilowattstunden) pro Quadratmeter und Jahr.
Tipp: Der Deutsche Wetterdienst stellt detaillierte Statistiken und Übersichtskarten für die Ermittlung der Globalstrahlung in Deutschland zur Verfügung.
Fazit: Die optimale Photovoltaik-Ausrichtung hängt von vielen Faktoren ab
Aufgrund der Vielzahl von Faktoren solltest du dir bei der Berechnung Hilfe beim Fachmann holen. Denn neben Dachausrichtung, Neigung und Globalstrahlung am jeweiligen Standort spielen Größe und Leistungsfähigkeit deiner Photovoltaikanlage eine Rolle. Schon die Verwendung anderer Solarmodule kann die Berechnungsergebnisse verändern. Besonders wichtig ist die Vermeidung von Verschattung oder Verschmutzung der Solarmodule.
Übrigens gelten die Regeln für die optimale Ausrichtung und Neigung weitgehend auch für Solarthermieanlagen. Hier gibt es abhängig von der Nutzung allerdings größere Spielräume. Für die reine Trinkwassererwärmung sind Neigungswinkel zwischen 20 und 50 Grad geeignet, bei zusätzlicher Heizungsunterstützung sollte der Winkel zwischen 45 und 70 Grad liegen.
