Die optimale Ausrichtung einer Photovoltaikanlage
Der Ertrag und damit die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage sind maßgeblich von der Ausrichtung der Anlage abhängig. Optimal ist eine Ausrichtung nach Süden mit einem Neigungswinkel von 30°. Doch auch Abweichungen von diesem Idealwert rentieren sich. Erfahre in diesem Artikel, worauf bei der Dachausrichtung zu achten ist und wie du sie berechnen kannst.
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Ausrichtung, Neigungswinkel & Co.: Was hat Einfluss auf den PV-Ertrag?
PV-Anlagen können auf Dächern, Fassaden, Carports und als Balkonkraftwerk sogar am Balkon installiert werden. Was das betrifft, sind Solaranlagen ausgesprochen unkompliziert. Allerdings gilt: Unter idealen Bedingungen liefert eine Photovoltaikanlage den maximalen Ertrag. Deshalb sollte die PV-Anlage sorgfältig geplant werden, um das Beste aus ihr herausholen zu können. Mehrere Faktoren beeinflussen den Ertrag einer Solaranlagemaßgeblich:
Zum einen ist die Leistung einer PV-Anlage von ihrer geographischen Lage abhängig. In südlicheren Breiten und im Sommer ist die sogenannte “Globalstrahlung” – die Sonnenstrahlung, die tatsächlich auf der Erdoberfläche ankommt – höher. Dementsprechend ist die Globalstrahlung im Süden Österreichs höher als im Norden.
Neben dem Standort ist auch die Ausrichtung einer Photovoltaikanlage ausschlaggebend. Mit “Ausrichtung” ist das Einstellen der Solarpanels in eine Himmelsrichtung gemeint. In Europa kann die stärkste Sonneneinstrahlung zur Mittagszeit durch eine Ausrichtung der PV-Anlage nach Süden genutzt werden. Aber auch eine Ausrichtung nach Westen oder Osten mindert die Leistung der Anlage nur gering.
Auch der Neigungswinkel der Solarpanels spielt eine wichtige Rolle. Grundsätzlich gilt ein Neigungswinkel von 30° bis 35° als optimal, weil die Sonne dadurch im rechten Winkel auf die Module einstrahlt. Hier gilt jedoch ähnlich wie bei der Ausrichtung: Auch ein geringerer Neigungswinkel liefert rentable Energieerträge.
Außerdem müssen Verschattungen durch Bäume, Nachbargebäude, Schornsteine oder Ähnliches bei der Planung einer PV-Anlage berücksichtigt bzw. bauliche Gegenmaßnahmen (etwa durch das Versetzen von Satellitenschüsseln) eingeleitet werden. Insbesondere dauerhafte Verschattungen können den Ertrag einer Solaranlage nämlich deutlich reduzieren.
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Was ist die beste Ausrichtung für eine Photovoltaikanlage?
Fachleute prüfen bei der Ausrichtung einer Photovoltaikanlage zwei verschiedene Winkelbezeichnung: den sogenannten “Azimut” und die bereits erwähnte Neigung.
Azimut
Der Azimut bezeichnet den Winkel zwischen Süden und der Modulfläche, also die Abweichung von der optimalen Südausrichtung – hier beträgt der Azimutwinkel genau 0°. Abweichungen Richtung Osten werden mit negativen Vorzeichen versehen, Abweichungen nach Westen mit positiven. Eine Ausrichtung exakt nach Osten hat demnach einen Azimutwinkel von −90°, eine Ausrichtung direkt nach Westen 90°. Ein Azimutwinkel von 45° bedeutet demnach eine Süd-West-Ausrichtung, bei −45° besteht eine Süd-Ost-Ausrichtung.
Aber keine Sorge, wenn dein Haus nicht exakt nach Süden ausgerichtet steht: Bei kleineren Abweichungen von +/−20° sind die Ertragseinbußen kaum messbar und auch bei einer Abweichung von +/−45° kann man noch mit rund 95 % des maximal möglichen Ertrags rechnen.
Eine reine Ost- oder Westausrichtung hat gegenüber der Südausrichtung einen Ertragsverlust von etwa 20 %. Dafür bringen Photovoltaikanlagen mit Ost-West-Ausrichtung einen anderen Vorteil: Steht ein möglichst hoher Eigenverbrauch und nicht in erster Linie die Einspeisung im Mittelpunkt, bietet eine Dachausrichtung nach Osten oder Westen eine über den Tag verteilte gleichmäßigere Stromerzeugung. Statt einer Leistungsspitze zu Mittag gibt es vor- und nachmittags jeweils ein kleineres Hoch, wodurch sich der Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms anheben lässt. Außerdem können bei einer Ost-West-Ausrichtung zwei Dachflächen genutzt werden, was den Ertragsverlust wieder ausgleichen kann.
Einzig nach Norden ausgerichtete PV-Anlagensind in der Regel nicht wirtschaftlich, da keine direkte Sonneneinstrahlung vorliegt und daher deutlich geringere Erträge erzielt werden.
Neigungswinkel
Der zweite wichtige Faktor bei der Ausrichtung einer Photovoltaikanlage ist der Neigungswinkel. Er gibt an, wie steil die Solarpanels aufgeständert sind. Die höchsten Photovoltaik-Erträge werden erzielt, wenn die Sonnenstrahlen senkrecht (also mit 90°) auf die Solarzellen auftreffen. Der Sonnenstand verändert sich jedoch im Tages- bzw. Jahresverlauf. Zu Mittag etwa steht die Sonne höher als am Morgen und am Abend. Deshalb wird der Neigungswinkel in der Regel so gewählt, dass im Jahresdurchschnitt der höchstmögliche Ertrag aus der PV-Anlage gewonnen wird. In Österreich und Deutschland handelt es sich dabei um 30° bis 35°.
Leichte Abweichungen von dieser optimalen Neigung wirken sich jedoch nur geringfügig auf den Ertrag aus. Bei einer nach Süden ausgerichteten Photovoltaikanlage wird bei einer Neigung zwischen 10° und 60° immer noch über 90 % des maximalen Ertrags erzielt.
Grundsätzlich lässt sich sagen: Je südlicher der Standort, desto flacher sollte die Neigung sein. Im Süden Österreichs sollte der Neigungswinkel also etwas flacher sein als im Norden, weil mit zunehmender Nähe zum Äquator die Sonne umso höher steht. Infolgedessen gilt: Je weiter die Ausrichtung der Photovoltaikanlage von Süden abweicht, desto besser ist ein geringerer Neigungswinkel der Solarpanels.
Ausrichtung der Photovoltaikanlage berechnen
Du möchtest die optimale Ausrichtung deiner Photovoltaikanlage berechnen? Mit Google Earth ist das schnell erledigt. Gib einfach deine Adresse ein und das Luftbild zeigt dir, in welche Himmelsrichtung dein Dach ausgerichtet ist.
Die Berechnung des Neigungswinkels gestaltet sich ein wenig komplizierter: Zuerst müssen Dachtiefe und Dachhöhe bestimmt werden. Miss im ersten Schritt eine beliebige waagrechte Länge (Dachtiefe = a) ausgehend von der Dachschräge und anschließend im rechten Winkel nach oben die Höhe (Dachhöhe = b) bis zur Dachschräge. Mithilfe des Satzes des Pythagoras wird jetzt die Dachschräge (c) berechnet: a2 + b2= c2. Ziehe dann aus c2 die Wurzel – nun weißt du, wie lang die Dachschräge ist. Zu guter Letzt wird der Sinuswert mit der Formel a/c = sin (ß) ermittelt. Den Sinuswert ß gibt man schließlich in den Taschenrechner ein, der wiederum die Grad bestimmt.
Wenn das zu kompliziert ist, empfehlen wir dir: Lass dich von einem Experten beraten. Wir bei Otovo stehen dir jederzeit mit Rat und Tat zur Seite!
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