Photovoltaikrechner
Mit der richtigen Ausrichtung und dem optimalen Neigungswinkel der einzelnen Solarmodule wird der Grundstock für die höchsten Erträge und damit einen rentablen Ertrag gelegt.
Um den idealen Ertrag mit der eigenen Photovoltaikanlage zu erzielen, muss diese exakt nach Süden ausgerichtet sein.
Sollte dies jedoch aus diversen Möglichkeiten nicht exakt machbar sein, gibt es keinen Grund zur Sorge, denn die Praxis hat gezeigt, dass größere Abweichungen in Ausrichtung und Neigungswinkel nur einen kleinen Wirkungsgradverlust mit sich bringen.
| Kategorie | Informationen |
|---|---|
| Wichtigkeit | Die Ausrichtung beeinflusst die Energieerträge und Effizienz einer Photovoltaikanlage maßgeblich. |
| Ideale Ausrichtung | In Deutschland: Südausrichtung (zwischen Südost und Südwest) für maximale Sonneneinstrahlung. |
| Neigungswinkel | Idealer Neigungswinkel: 30-35°, kann jedoch je nach Standort und Dachform variieren. |
| Verschattung | Minimierung von Verschattungen durch Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse erhöht den Ertrag. |
| Dachtypen | 1. Flachdach: Montage mit Aufständerung oder als Flachdachanlage. |
| 2. Schrägdach: Montage direkt auf dem Dach oder mit zusätzlicher Neigung. | |
| 3. Fassade: Integrierte Anlagen oder Montage an der Fassade (geringerer Ertrag). | |
| Ost-West-Anlagen | Vorteile: Gleichmäßige Energieerzeugung über den Tag, geringerer Spitzenlast, kostengünstigere Montage. |
| Nachführsysteme | Solartracker verfolgen die Sonne, um den Ertrag zu maximieren (höhere Kosten, mehr Wartungsaufwand). |
| Förderungen | Staatliche Zuschüsse und Kredite (z.B. BAFA, KfW) können beantragt werden, um Kosten zu reduzieren. |
| Planungshilfen | Solarrechner, Beratung durch Fachbetriebe oder unabhängige Experten helfen bei der Planung. |
Die richtige Ausrichtung
Um den, von den Herstellern genannten maximalen Ertrag zu garantieren, müssen alle Solarmodule perfekt nach Süden ausgerichtet sein. Baulich bedingt kann dies aber nur in den geringsten Fällen umgesetzt werden, da die meisten Häuser beim Bau diesen Faktor nicht einberechnet haben. Die optimale Ausrichtung nach Süden kann in der Planung nur bei Flachdächern erreicht werden, da hier genügend Platz vorhanden ist.
Um die Ausrichtung vom eigenen Dach konkret zu bestimmen, muss der Bauplan herangezogen werden. Dieser kann über eine Einsicht in die Bauakte über das zuständige Bauamt ausgestellt werden.
Ein weiterer Faktor welcher zur Ertragsminimierung beitragen kann ist die potenzielle Verschattung. Hier ist elementar, dass sich keine permanente Verschattung durch Bäume oder Häuserfassaden ergibt. Temporäre Verschattung durch aufgehende beziehungsweise untergehende Sonne sowie kleine Schlagschatten von Schornsteinen oder sonstigen Gegenständen ist relativ unkritisch und kann vernachlässigt werden. Sollte man jedoch sehr viele dieser kleineren Schlagschatten haben, muss bedacht werden, dass die Verschattung eines einzelnen Solarmoduls die Leistung des gesamten Strang minimiert, wenn diese in Reihe geschaltet sind. Hier sollte dann über eine Parallelschaltung oder die Nutzung von Photovoltaikmodulen mit Bypass-Dioden nachdenken.
Die optimale Neigung
Im Vergleich zu der Bestimmung der Ausrichtung ist die Berechnung des Neigungswinkels aufwändiger, da hier mehrere Komponenten in die Festlegung einfließen.
Um den maximalen Ertrag zu erzielen, muss das Sonnenlicht zu jederzeit in einem Winkel von 90 Grad auf die Solarmodule treffen.
Da die Sonne den Tag über wandert, ist dieser Zustand unmöglich zu bewerkstelligen, weshalb der Zeitpunkt, an dem die Sonne am stärksten scheint, als maßgebender genutzt wird. Da die Sonne im Hochsommer zur Mittagszeit am stärksten scheint, werden die Solarmodule hiernach ausgerichtet.
Der optimale Neigungswinkel ist vom jeweiligen Breitengrad abhängig und beträgt in Deutschland zwischen 54 Grad im Norden und 48 Grad im Süden.
Je flacher die Sonne scheint, desto steiler müssen die Paneele gestellt werden. Am Äquator zum Beispiel sind Flachdächer perfekt, da die Sonne senkrecht zur Erdoberfläche steht. Dies wiederum bringt die Schwierigkeit der Modulreinigung mit sich, da jegliche Verschmutzung nicht abfallen oder abfließen kann.
Sollte man auf seinem Dach nun nur eine reine Ausrichtung von Ost nach West vorfinden, ist durch eine flache Neigungswahl dennoch ein Wirkungsgrad von 80 bis 90 % zu erreichen.
Antireflexbeschichtungen zur Verlustminimierung
Sonneneinstrahlung setzt sich aus zwei verschiedenen Komponenten zusammen. Zum einen ist es direkte Strahlung und die diffuse Strahlung. Die diffuse Strahlung setzt sich zusammen aus reflektierter Direktstrahlung, welche zu einem gewissen Prozentsatz an jeder Oberfläche abprallt und dann als kurzwellige Strahlung weiter auf die Oberflächen trifft.
In Deutschland macht die diffuse Strahlung nahezu die Hälfte der gesamten Sonneneinstrahlung aus und ist damit für unseren Ertrag durchaus von hoher Bedeutung. Damit möglichst viel Sonnenenergie von unseren Solarmodulen absorbiert werden kann, gibt es sogenannte Antireflexbeschichtungen, welche auf die Außenhülle aufgeklebt werden. Diese Beschichtungen senken die reflektierte Sonneneinstrahlung bei senkrechtem Einfall um circa 6 % und bei einem flachen Einfall von 20 Grad um 15 %. Je nach Güte und Qualität der Beschichtungen kann dies etwas höher oder niedriger ausfallen.
Fragen zur Ausrichtung in Kürze geklärt
Wie wichtig ist die Ausrichtung einer Photovoltaikanlage?
Die Ausrichtung einer Photovoltaikanlage ist entscheidend für den Energieertrag und die Effizienz der Anlage. Eine optimale Ausrichtung ermöglicht es, die meiste Sonneneinstrahlung über den Tag hinweg einzufangen und somit den höchstmöglichen Ertrag zu erzielen.
Normalerweise wird nicht genutzter Strom in das Stromnetz verkauft. Im Winter produziert eine PV-Anlage meist wesentlich weniger Strom, sodass hier Strom um den Faktor 4-5 teurer nachgekauft werden muss. Die Lösung schafft die herstellerunabhängige StromCloud.
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Welche ist die ideale Ausrichtung für eine Photovoltaikanlage in Deutschland?
In Deutschland liegt die ideale Ausrichtung für eine Photovoltaikanlage im Süden, genauer gesagt zwischen Südost und Südwest. Diese Ausrichtung ermöglicht es, die maximale Sonneneinstrahlung über den Tag hinweg zu nutzen und somit den größtmöglichen Ertrag zu erzielen.
Welcher Neigungswinkel ist optimal für eine Photovoltaikanlage?
Der optimale Neigungswinkel für eine Photovoltaikanlage liegt in Deutschland zwischen 30 und 35 Grad. Allerdings kann der ideale Neigungswinkel je nach Standort und Dachform variieren. Es ist ratsam, eine individuelle Analyse durchzuführen, um den optimalen Winkel für die eigene Anlage zu bestimmen.
Wie beeinflusst Verschattung die Leistung einer Photovoltaikanlage?
Verschattungen durch Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse können die Leistung einer Photovoltaikanlage erheblich reduzieren. Es ist daher wichtig, bei der Planung einer Anlage auf mögliche Verschattungen zu achten und diese zu minimieren, um den Ertrag zu maximieren.
Was sind die Vorteile von Ost-West-Anlagen?
Ost-West-Anlagen haben mehrere Vorteile gegenüber Südausrichtungen: Sie erzeugen über den Tag hinweg eine gleichmäßigere Energieverteilung, wodurch Spitzenlasten reduziert werden. Außerdem sind sie in der Regel kostengünstiger in der Montage, da weniger Aufständerung benötigt wird.
Was sind Nachführsysteme und lohnt sich ihre Investition?
Nachführsysteme, auch Solartracker genannt, verfolgen die Sonne im Laufe des Tages und passen die Ausrichtung der Solarmodule entsprechend an. Dadurch wird der Ertrag der Photovoltaikanlage maximiert. Allerdings sind diese Systeme in der Anschaffung teurer und haben einen höheren Wartungsaufwand. Die Investition kann sich dennoch lohnen, insbesondere bei größeren Anlagen oder wenn der Standort für eine feste Ausrichtung ungünstig ist.
Welche Planungshilfen gibt es für die Ausrichtung einer Photovoltaikanlage?
Es gibt verschiedene Planungshilfen, wie Solarrechner oder die Beratung durch Fachbetriebe und unabhängige Experten, die bei der Planung einer Photovoltaikanlage unterstützen. Sie helfen dabei, die optimale Ausrichtung und Neigung sowie die ideale Anlagengröße und -konfiguration für den jeweiligen Standort zu ermitteln.
Fazit: großer Spielraum zum Ertragsoptimum
Da bei jeder Konzipierung zur Montage einer Photovoltaikanlage unterschiedliche standorttechnische Bedingungen gelten, die Ausrichtung der Dächer sowie deren Neigung einzigartig ist und die umliegenden Hindernisse zwecks Verschattung sich immer unterscheiden, sollte hier auf jeden Fall eine Fachkraft hinzugezogen werden. Obwohl es nur sehr wenige perfekte Voraussetzungen gibt, sind die Erträge immer noch jenseits der 90 % bei teilweise großen Diskrepanzen zum Optimum möglich.
