Eine eigene Photovoltaikanlage birgt neben den überwiegenden Vorteilen von nachhaltigem und sauberem Strom, der Unabhängigkeit vom zentralen Versorgungsnetz sowie einer positiven finanziellen Bilanz nach der vollständigen Abschreibung auch das Risiko der nicht unerheblichen Investition.
Bei jeglicher Investition kann erst nach Abschrieb der anfänglich aufgebrachten Geldsumme ein Nettoertrag erzielt werden. In dem Fall einer Photovoltaikanlage ist der Ertrag durch den Verkauf beziehungsweise die Ersparnis durch die Selbstnutzung des Stroms von maßgeblicher Bedeutung.
| Faktor | Beschreibung | Auswirkung auf den Ertrag |
|---|---|---|
| 1. Modulleistung | Die Leistungsfähigkeit eines Solarmoduls in Wattpeak (Wp) | Höhere Leistung führt zu höherem Ertrag |
| 2. Anzahl der Module | Die Gesamtzahl der Solarmodule in einer Photovoltaikanlage | Mehr Module erhöhen den Gesamtertrag |
| 3. Ausrichtung | Die Himmelsrichtung, in der die Module ausgerichtet sind (optimal: Süden) | Optimale Ausrichtung maximiert den Ertrag |
| 4. Neigungswinkel | Der Winkel, in dem die Module zur Erdoberfläche geneigt sind (optimal: 30-35 Grad) | Optimale Neigung maximiert den Ertrag |
| 5. Verschattung | Die Beeinträchtigung der Module durch Schattenwurf (z.B. durch Gebäude oder Bäume) | Geringere Verschattung erhöht den Ertrag |
| 6. Temperatur | Die Umgebungstemperatur und Modultemperatur während des Betriebs | Niedrigere Temperaturen können den Ertrag steigern |
| 7. Wirkungsgrad | Der Prozentsatz der Sonnenenergie, der in elektrische Energie umgewandelt wird | Höherer Wirkungsgrad führt zu höherem Ertrag |
| 8. Systemverluste | Verluste im System, z.B. durch Kabel, Wechselrichter oder Verschmutzung der Module | Geringere Verluste erhöhen den Ertrag |
| 9. Geographische Lage | Standort der Anlage (z.B. Breitengrad, Höhenlage) in Bezug auf Sonneneinstrahlung | Bessere Sonneneinstrahlung führt zu höherem Ertrag |
| 10. Jahreszeit | Die Jahreszeit hat Einfluss auf die Sonneneinstrahlung und somit auf den Ertrag | Frühling und Sommer bringen höhere Erträge als Herbst und Winter |
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Modulleistung
Die Modulleistung ist die Leistungsfähigkeit eines Solarmoduls, die in Wattpeak (Wp) angegeben wird. Je höher die Leistung eines Moduls, desto mehr elektrische Energie kann es aus der einfallenden Sonnenstrahlung erzeugen. Achten Sie beim Kauf von Solarmodulen auf eine hohe Modulleistung, um den Ertrag Ihrer Anlage zu maximieren.
Anzahl der Module
Die Anzahl der Solarmodule in einer Photovoltaikanlage hat direkten Einfluss auf den Gesamtertrag. Je mehr Module installiert sind, desto größer ist die Fläche, auf der Sonnenenergie eingefangen und in elektrische Energie umgewandelt wird. Planen Sie Ihre Anlage also so, dass Sie möglichst viele Module unterbringen können, ohne dabei andere wichtige Faktoren wie Verschattung zu vernachlässigen.
Ausrichtung
Während die Ausrichtung und die Dachneigung lokal von immenser Wichtigkeit ist, ist standorttechnisch die Globalstrahlung zu beachten. Die Globalstrahlung beschreibt die Gesamtmenge an Sonnenenergie, welche auf die Erdoberfläche trifft. Sie setzt sich aus der Direktstrahlung sowie der kurzwelligen Diffusstrahlung zusammen und ist von Standort zu Standort unterschiedlich. In Deutschland nimmt die Globalstrahlung vom Norden in den Süden stetig ab und bewegt sich im Durchschnitt zwischen 900 und 1150 Kilowattstunden pro Jahr.
Die optimale Ausrichtung und der Neigungswinkel sind für jeden einzelnen Standort unterschiedlich und müssen vor Ort von Fachkräften ausgewiesen werden. Der limitierende Faktor ist hier meist die verfügbare Dachfläche sowie deren bautechnisch vorgegebene Neigung. Grundsätzlich sollten Solarmodule alle nach Süden ausgerichtet sein und einen Neigungswinkel von 30 bis 35 Grad aufweisen.
Weiterhin sollte vor dem Aufbau auf umliegende Gegenstände wie Schornsteine oder Bäume geachtet werden, damit diese nicht zu einer Verschattung der Module führen.
Neigungswinkel
Der Neigungswinkel der Solarmodule ist entscheidend, um die einfallende Sonnenstrahlung optimal zu nutzen. In Deutschland liegt der ideale Neigungswinkel zwischen 30 und 35 Grad. Bei dieser Neigung wird die Sonnenenergie am effizientesten eingefangen und in elektrischen Strom umgewandelt. Beachten Sie bei der Planung Ihrer Anlage, dass eine Dachneigung von 30 bis 35 Grad nicht immer gegeben ist und gegebenenfalls eine Unterkonstruktion zur Anpassung des Neigungswinkels erforderlich ist.
Verschattung
Verschattung beeinträchtigt den Ertrag einer Photovoltaikanlage erheblich. Schattenwurf durch Gebäude, Bäume oder andere Hindernisse kann die Leistung der betroffenen Module stark reduzieren oder sogar komplett zum Erliegen bringen. Planen Sie Ihre Anlage daher so, dass Verschattungen möglichst vermieden werden. Falls dies nicht möglich ist, sollten Sie auf Module mit Bypass-Dioden zurückgreifen, die den negativen Effekt von Verschattungen minimieren können.
Temperatur
Die Umgebungstemperatur und die Modultemperatur während des Betriebs haben ebenfalls Einfluss auf den Ertrag einer Photovoltaikanlage. Hohe Temperaturen können die Leistungsfähigkeit der Solarmodule reduzieren. Daher ist es ratsam, für eine gute Belüftung der Module zu sorgen, um die Modultemperatur möglichst niedrig zu halten und somit den Ertrag zu steigern.
Wirkungsgrad
Ein möglichst hoher Anlagenwirkungsgrad ist zentraler Bestandteil und Voraussetzung für eine höhere Stromproduktionskapazität und damit einem höheren Ertrag.
Dieser Anlagenwirkungsgrad beginnt mit der Wahl der Solarmodule. Dünnschichtmodule oder polykristalline Module besitzen zwar einen geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Module, sind dafür in der Anschaffung aber auch günstiger. Bei der Wahl der Solarmodule ist der maßgebende Parameter das zur Verfügung stehende Investitionsvolumen.
Weiterer Faktor ist der Wechselrichter. Durch einen minderwertigen Wechselrichter beziehungsweise durch falsche Konfiguration oder Auslegung können nicht unerhebliche Umwandlungsverluste entstehen und somit eventuell den höheren Wirkungsgrad teurerer Solarmodule zunichtemachen.
Weiterhin ist die Art der Verkabelung ebenso zu beachten. Durch falsche Kabelwahl, schlechte Kabelführung oder suboptimale Kabellängenwahl entstehen Widerstandsverluste.
Systemverluste
Systemverluste entstehen durch unterschiedliche Ursachen, wie beispielsweise Kabelverluste, Wechselrichterverluste oder Verschmutzung der Module. Um den Ertrag Ihrer Anlage zu optimieren, sollten Sie darauf achten, qualitativ hochwertige Komponenten zu verwenden und die Anlage regelmäßig zu überprüfen und zu warten. Reinigen Sie die Module von Schmutz und Staub, um die Lichtdurchlässigkeit zu erhalten und den Wirkungsgrad aufrechtzuerhalten. Bei der Planung Ihrer Anlage sollten Sie darauf achten, dass die Kabelwege kurz gehalten werden, um Kabelverluste zu minimieren. Zudem empfiehlt es sich, einen effizienten Wechselrichter zu wählen, der die Umwandlung der Gleichspannung in Wechselspannung mit möglichst geringen Verlusten gewährleistet.
Geographische Lage
Die geographische Lage einer Photovoltaikanlage, wie zum Beispiel der Breitengrad und die Höhenlage, hat einen maßgeblichen Einfluss auf den Ertrag. Anlagen in südlicheren Breitengraden und in höheren Lagen profitieren in der Regel von stärkerer Sonneneinstrahlung, was zu einem höheren Ertrag führt. Bei der Planung Ihrer Anlage sollten Sie die lokale Sonneneinstrahlung und die optimale Ausrichtung und Neigung der Module entsprechend berücksichtigen.
Jahreszeit
Die Jahreszeit beeinflusst die Sonneneinstrahlung und somit den Ertrag Ihrer Photovoltaikanlage. Im Frühling und Sommer sind die Tage länger und die Sonne steht höher am Himmel, was zu höheren Erträgen führt. Im Herbst und Winter hingegen sind die Tage kürzer und die Sonne steht tiefer, wodurch der Ertrag geringer ausfällt. Dieser jahreszeitliche Verlauf sollte bei der Planung der Anlage und der Berechnung des erwarteten Ertrags berücksichtigt werden.
Optimierung um den Ertrag zu steigern
Wenn diese oben angesprochenen Faktoren und Einflussgrößen berücksichtigt worden sind, ist man einem Ertragsoptimum schon relativ nahe. Mit der wichtigste Faktor ist das reibungslose und optimale Zusammenspiel der einzelnen Komponenten, wozu es sinnvoll sein kann eine Fachkraft zur Konzipierung hinzuzuziehen.
Mithilfe von dem Photovoltaikrechner kann der mögliche Ertrag ausgerechnet werden, damit man eine ungefähre Vorstellung der geplanten Photovoltaikanlage bekommt.
Bei der Planung einer Photovoltaikanlage ist es wichtig, diese Aspekte zu berücksichtigen, um den größtmöglichen Ertrag zu erzielen und somit Ihre Investition optimal zu nutzen. Eine sorgfältige Planung und die Wahl qualitativ hochwertiger Komponenten sind entscheidend für den Erfolg Ihrer Photovoltaik-Projekte. Sollten Sie Fragen haben oder eine individuelle Beratung wünschen, stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Wir wünschen Ihnen viel Erfolg bei der Umsetzung Ihrer Photovoltaik-Projekte!
