Die Ausrichtung der PV Anlage für optimalen Ertrag

Grundsätzliches zur Ausrichtung der PV-Anlage

Die Ausrichtung der PV-Anlage ist der wichtigste Faktor der baulichen Anforderungen, die ein Gebäude zur Installation aufweisen muss. Der höchste Ertrag kann erzielt werden, wenn während des Tages das Sonnenlicht mehrere Stunden lang direkt auf die PV-Module auftreffen kann. Die optimale Ausrichtung lässt sich durch die Gebäudeausrichtung und den optimalen Neigungswinkel erzielen. 

Diese Faktoren sollten schon bei Neubauten in der Planung integriert werden. Bei Bestandsgebäuden kann die Anpassung in Bezug auf Ausrichtung und Neigungswinkel nur innerhalb vorgegebener Grenzen optimiert werden. Die PV-Module werden im Normalfall fest auf dem Gebäudedach fixiert. In Deutschland sind das in den meisten Fällen Schrägdächer.

Dadurch kann bei der Ausrichtung nur ein Kompromiss erzielt werden. Wird eine PV-Anlage auf einem Flachdach installiert, so kann die Ausrichtung flexibel erfolgen. Doch auch in diesem Fall bestehen immer wieder Grenzen. 

Das Dach und die Ausrichtung

Es gibt eine gute Nachricht: Fast jedes Flach- oder Schrägdach eignet sich zur Montage einer PV-Anlage. Selbst geringe Abweichungen der optimalen Ausrichtung haben wenig Einfluss auf den zu erwartenden Ertrag. Es ist nur darauf zu achten, dass keine Verschattungen auftreten können. Verschattungen können zu erheblichen Einbußen beim Ertrag führen. 

Tipp: Schon vor der Planung der PV-Anlage sollte die Gebäude-Dachausrichtung mittels Bauplan überprüft werden!

Die optimale PV Anlagen Ausrichtung

Mittags ist die Einstrahlung der Sonne besonders stark, da die Sonne im Süden steht. Wird die PV-Anlage gegen Süden ausgerichtet, so ist dies optimal. Abweichungen der optimalen Ausrichtung sind jedoch akzeptabel. Die Abweichungen werden übrigens durch den “Azimutwinkel” (er gibt die Abweichung der horizontalen an) angegeben. 

Der Ausdruck stammt aus der Kartographie und der Astronomie und bezeichnet die Abweichung von Norden. Wird der Begriff in Zusammenhang mit PV Anlagen genutzt, so betrifft es immer den Süden:

• im Süden beträgt der Azimutwinkel immer 0°
• die Ausrichtung gegen Westen hingegen wird mit 90° bezeichnet 
• die Ausrichtung gegen Osten hingegen bezeichnet man mit -90°
• der Azimutwinkel 45° bedeutet eine Ausrichtung gegen Südwesten 
• ein Azimutwinkel mit -45° bedeutet die Ausrichtung gegen Südosten 

Abweichungen von der optimalen Ausrichtung gegen Süden bis zu circa 45° sind als unproblematisch zu bezeichnen. Eine PV-Anlage kann mit dieser Ausrichtung bis zu 95 Prozent ihrer maximalen Leistung erzielen. Erreicht der Azimutwinkel nur 90° bzw. -90°, erzielt die PV Anlage immer noch 80 Prozent ihrer maximalen Leistung.

Tipp

Die Ausrichtung der PV-Anlage gegen Ost-West hat sogar einige Vorteile zu bieten. Gerade dann, wenn der Eigenbedarf erhöht ist und kein Stromspeicher integriert wurde, bietet die Anlage  morgens und abends ein Leistungshoch. Dies ist gerade für Berufstätige sehr vorteilhaft, da der Eigenbedarf dadurch besser gedeckt werden kann. Des Weiteren ist es möglich, bei dieser Ausrichtung die gesamte Dachfläche nutzen zu können.

Die Ausrichtung der PV-Anlage gegen Norden

Die Ausrichtung der PV-Anlage gegen Norden ist durchaus möglich. Es gilt jedoch zu beachten, dass der zu erwartende Ertrag geringer ausfallen wird. Es wird zwar immer wieder darauf hingewiesen, dass die nördliche Ausrichtung nicht wirtschaftlich wäre, jedoch bieten die neuen modernen PV-Module die Möglichkeit, auch gegen Norden ausreichend Strom zu erzeugen. Dies gilt auch für die Ausrichtungen gegen Nordosten und Nordwesten. 

Der optimale Neigungswinkel für PV Anlagen

Neben der Ausrichtung der PV-Anlage ist auch der Neigungswinkel ein ausschlaggebender Faktor für einen hohen Leistungsertrag. Darum sollte der Neigungswinkel immer so gewählt werden, dass das einfallende Sonnenlicht so lange wie möglich im rechten Winkel auf die Module auftrifft.

Die Sonne weist jedoch, abhängig von der Uhrzeit und dem Jahresverlauf, einen unterschiedlichen Stand auf. In Deutschland wird der Höchststand um die Mittagszeit im Sommer und im Winter erreicht. Abends und morgens steht die Sonne ziemlich tief. 

Da die PV-Module starr auf einem Dach befestigt werden, muss der Neigungswinkel so optimiert werden, dass er das ganze Jahr über einen hohen Ertrag ermöglicht. In Deutschland beträgt der optimale Neigungswinkel für PV Anlagen übrigens zwischen 30° und 35°. Im Süden Deutschlands ist er etwas niedriger zu wählen und im Norden etwas höher. 

Korrektur des Neigungswinkel

Es ist möglich, bei bereits installierten PV-Modulen den Neigungswinkel gering zu korrigieren. Die Module müssen nicht unbedingt parallel zur Dachfläche montiert werden. Diese Maßnahme sollte auf jeden Fall den Kostenaufwand durch einen ausreichenden zusätzlichen Ertrag rechtfertigen. In der Regel lohnt sich dieser Aufwand nur sehr selten. 

Wie bei der Ausrichtung der PV-Module ist auch beim Neigungswinkel eine Abweichung nicht als großes Problem anzusehen. Abweichungen zwischen rund 10° und 60° lassen immer noch einen optimalen Ertrag von bis zu 90 Prozent zu. Es gilt jedoch darauf zu achten, dass bei der Ost-West-Ausrichtung des Daches das Dach selbst zu Verschattungen führen kann. Ein niedriger Neigungswinkel ist in diesem Fall von Vorteil. 

Das Vermeiden von Verschattungen

Ebenso wichtig wie die Ausrichtung der PV-Anlage ist die Verschattung. Während eine größere Abweichung von der optimalen Ausrichtung keine hohen Leistungseinbußen mit sich bringt, reduzieren Verschattungen die Leistung enorm. 

Grund für Verschattungen sind im Normalfall andere Gebäude, das Dach selbst, Schornsteine oder große Bäume. Je nach Art der Verschaltung wird nur ein Modul oder eine ganze Modulreihe durch die Verschattung in Leidenschaft gezogen. Das bedeutet, der Ertrag wird enorm reduziert. Eine gute Lösung ist es, die verschatteten Module auf eine begrenzte Zeit abzuschalten. Dadurch kann die Leistungsreduzierung etwas eingegrenzt werden. 

Vorausschauend planen

Schon bei der Planung ist es daher unumgänglich, das Wachstum der Bäume und Sträucher sowie eine eventuelle Verbauung der Umgebung einzuplanen. Die Lebensdauer einer PV-Anlage beträgt schließlich rund 20 Jahre, wodurch die Zukunft eine große Rolle spielen kann.

Zudem muss auch die Jahreszeit der Planung berücksichtigt werden. Eine Planung im Sommer bedeutet, die Umstände des Winters mit einzubeziehen und umgekehrt. Es können jahreszeitabhängig Verschattungen auftreten, die in jedem Fall Beachtung finden sollten. Einen Experten bei der Planung hinzuzuziehen ist auf jeden Fall empfehlenswert.