Steigern Sie Ihren PV-Ertrag: Neigungswinkel und Ausrichtung der Solaranlage optimieren

Nutzen Sie Sonnenkraft voll aus! Optimieren Sie Neigung und Ausrichtung Ihrer PV-Anlage, um den Ertrag zu steigern. Auf was Sie dabei achten sollten, erklären wir in diesem Blog-Beitrag.

Grundsätzlich sind die klimatischen und geografischen Bedingungen in München zum Betrieb einer Photovoltaikanlage ausgezeichnet, wenn ein optimaler Winkel für jedes Solarmodul gewählt wird. Das verdeutlicht unter anderem die Solarpotenzialkarte für die Landeshauptstadt, welche aus dem "Integrierten Handlungsprogramm Klimaschutz in München (IHKM)" hervorgegangen ist.

Diese Einschätzungen gelten jedoch nur, wenn Neigungswinkel und Ausrichtung der Photovoltaik ideal sind. Wie gravierend der Einfluss dieser beiden Faktoren ist, zeigt ein einfaches Brennglas-Experiment in einem gesicherten Umfeld. Je nach Richtung und Winkel der Halteposition werden die durch das Glas konzentrierten Sonnenstrahlen schneller oder langsamer einen Brand auslösen. Bei Neigungswinkel und Ausrichtung einer Solaranlage verhält es sich ebenso: Je perfekter sie sind, desto mehr Sonnenenergie können die Module aufnehmen, um daraus Elektrizität zu erzeugen - und desto höher ist Ihr Ertrag.

Ist eine Installation nach Süden immer die beste Ausrichtung für eine Solaranlage?

Grundsätzlich sollten Sie für einen höchstmöglichen Ertrag Ihrer PV-Anlage eine Ausrichtung nach Süden bevorzugen. Genau in dieser Richtung findet die intensivste Sonneneinstrahlung statt. Das geschieht jedoch während der Mittagszeit. Falls Sie eine Möglichkeit haben, diesen Strom dann zu nutzen oder zu speichern, ist eine südliche Ausrichtung der Solaranlage, wenn nichts anderes dagegen spricht, empfehlenswert.

Das gilt auch dann, wenn Sie Ihre Solaranlage zur Volleinspeisung ins öffentliche Stromnetz betreiben, zumal Sie bei einer Südausrichtung über den ganzen Tag hinweg Solarstrom produzieren. Anders sieht das aus, wenn Sie den Solarstrom für den Eigenverbrauch nutzen wollen, tagsüber aber normalerweise nicht zu Hause sind und keinen Solarstromspeicher installiert haben oder andere große Stromabnehmer gegen Mittag aktivieren können. Dann kann es sinnvoller sein, wenn Sie von der Süd-Positionierung leicht abweichen und Ihre PV-Anlage etwas in eine Ost- oder West-Ausrichtung bringen. Wenn Sie beispielsweise am Morgen oder Vormittag besonders viel Strom verbrauchen, kann für die PV-Anlage eine Ausrichtung nach Südosten vorteilhaft sein. Bei einer Ausrichtung der Solaranlage nach Südwesten dagegen findet die höchste Stromproduktion am Nachmittag bis frühen Abend statt.

Auch, wenn eine optimale Ausrichtung der PV-Anlage aus baulichen Gründen oder wegen unabänderlichen Verschattungen nicht möglich oder sinnvoll ist, kann ein Schwenk nach Ost oder West infrage kommen. Allerdings nehmen Sie damit Leistungseinbußen in Kauf. Das sollten Sie bereits bei der Planung am besten durch einen Fachbetrieb berechnen lassen. Die mögliche Höchstleistung von Solarmodulen wird in Kilowatt Peak (kWp) angegeben. Je kWp entstehen durchschnittlich 1.000 kWh Strom pro Jahr. Liegt Ihr Bedarf also bei 6.000 kWh im Jahr, ist bei dieser Rechnung eine Entscheidung für eine 6-kWp-Anlage naheliegend. Muss aber eine noch tolerable, aber weniger optimale PV-Ausrichtung gewählt werden, kann die tatsächliche Jahresleistung bis auf 750 kWh/kWp abfallen. Dann sollten Sie im obigen Fall auf eine 8-kWp-Anlage zurückgreifen. Achten Sie dabei aber darauf, innerhalb von Rentabilitätsgrenzen zu bleiben. In der Regel können sie bei Abweichungen von maximal 30 % nach Ost oder West eingehalten werden.

Außerdem kann es empfehlenswert sein, bei einer suboptimalen Ausrichtung der Photovoltaik-Module Leistungsoptimierer einzusetzen. Das gilt insbesondere dann, wenn Verschattungen den Ertrag mindern. Dann kann ein Leistungsoptimierer für eine Ertragssteigerung von bis zu 25 % sorgen.

Was ist beim Aufstellwinkel der Solarmodule zu beachten?

Ein optimaler Winkel der PV-Anlage ist dann erreicht, wenn die PV-Module senkrecht zur Sonneneinstrahlung stehen. In München ist das oft bei einem Neigungswinkel der Paneele von 30° bis 40° der Fall. Je nach Himmelsrichtung, Tageszeit und Jahreszeit kann der ideale Neigungswinkel höher oder tiefer liegen. Daher ist es häufig sinnvoll, regelmäßig Anpassungen vorzunehmen.

Es gibt zwar sogenannte nachgeführte PV-Anlagen, die über ein einachsiges oder zweiachsiges System den Neigungswinkel und/oder die Ausrichtung der Photovoltaik-Anlage abhängig vom Sonnenstand korrigieren. Hierbei sollten Sie jedoch überprüfen, ob die möglichen Ertragssteigerungen durch diese Maßnahme die Kosten für das System rechtfertigen.

Alternativ dazu bietet sich eine manuelle Justierung des Neigungswinkels an, um saisonal unterschiedliche Sonnenhöchststände auszugleichen.

Dachformen und Standortbedingungen bei PV-Ausrichtung und -Neigungswinkel berücksichtigen

Ein weiterer Einflussfaktor, den Sie bei Neigungswinkel und Ausrichtung Ihrer Solaranlage in Rechnung stellen müssen, ergibt sich aus der Dachform Ihres Gebäudes. Bei Flachdächern stellt sich häufig als günstig dar, dass Sie dort bei der Ausrichtung Ihrer Solaranlage nicht durch die Dachform limitiert sind. Ferner können Sie Gestelle zur Aufständerung der PV-Module nutzen und mit ihnen den Neigungswinkel flexibel justieren.

Auf Schrägdächern bestimmt selbstverständlich die Richtung, in der die Schrägen zeigen, weitgehend die Ausrichtung der Photovoltaik. Handelt es sich dabei um eine Nord- und eine Südseite, wird meist nur die südliche Seite infrage kommen. Sind die Dachschrägen aber gen Osten und Westen angeordnet, kann es sinnvoll sein, beide Seiten zu bestücken, um von der einen am Morgen Höchsterträge zu erhalten und von der anderen am Abend. Bei verschiedenen Dachformen wie dem Walmdach ist sogar eine dreigeteilte PV-Ausrichtung nach Süden, Westen und Osten möglich. Falls der Winkel der Dachschräge flach genug ist, kann es sich häufig sogar lohnen, auf der Nordseite Solarmodulen zu montieren. In jedem Fall müssen Sie bei Schrägdächern den Neigungswinkel der Solarmodule an denjenigen der Schrägen anpassen.

 

Achten Sie bei der Planung auch darauf, dass der Kamin, umliegende Gebäude, Bäume und Ähnliches in Abhängigkeit vom jeweiligen Sonnenstand Schatten auf Ihre PV-Module werfen und damit ertragsmindernd wirken können.

Neigungswinkel und Ausrichtung der Solaranlage überwachen und optimieren

Damit Sie sicher sind, dass Neigungswinkel und Ausrichtung Ihrer Photovoltaik-Anlage so gewählt sind, dass Sie den maximal möglichen Ertrag erhalten, lohnt es sich des Weiteren sogenannte Solar-Monitoring-Systeme einzusetzen. Dabei handelt es sich um Geräte beziehungsweise Software-Lösungen, die die Leistung Ihrer Solaranlage sowie alle Energieflüsse rund um die Uhr überwachen. Sie wissen also unter anderem, wann Ihre PV-Anlage den höchsten Ertrag liefert und wann Sie am meisten Strom verbrauchen oder ins Netz einspeisen. Aufgrund dieser Daten können Sie die Ausrichtung Ihrer Solaranlage sowie den Aufstellwinkel der Solarmodule optimieren.

Darüber hinaus ist natürlich eine regelmäßige Reinigung und Wartung für eine optimale Effizienz Ihrer PV-Anlage unabdingbar. Um dabei keine Sicherheitsrisiken einzugehen sowie ein professionelles Vorgehen zu gewährleisten, sollten Sie beides einem Fachbetrieb überlassen. Dann sind allein schon durch Wartung und Reinigung Ertragssteigerungen von bis zu 20 % möglich.

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