Was bedeutet die 20-Prozent-Regel für Solarmodule?

Wird eine PV-Anlage geplant, stößt man immer wieder auf die 20-Prozent-Regel bzw. hört man 20 Prozent, wenn der Neigungswinkel der Solarmodule festgelegt wird. Was diese 20-Prozent-Regelung bzw. die 20 Prozent Neigungswinkel auf sich haben, wird in diesem Beitrag erläutert. Es kann jedoch bereits vorab schon gesagt werden, dass der Neigungswinkel der Solarmodule für den zukünftig zu erwartenden Ertrag eine große Rolle spielt. 

Der Neigungswinkel und die Ausrichtung der Solarmodule

Um einen optimalen Stromertrag mit den installierten Solarmodulen zu erhalten, sind zwei Faktoren besonders wichtig. Zum ersten der Neigungswinkel und zum zweiten die Ausrichtung. Diese beiden Faktoren können optimiert werden, was beim Standort der Solarmodule nicht möglich ist. 

Ein kurzer Überblick für den optimalen Stromertrag:

• sind Solarmodule gegen Süden ausgerichtet, so können sie am längsten von der Sonne profitieren und bringen einen hohen Stromertrag 
• der Neigungswinkel kann je nach Standort und dem Gebäudedach optimal ausgerichtet werden und muss genau angepasst werden 
• kommt es zu Abweichungen von der optimalen Ausrichtung und dem Neigungswinkel, so ist der zu erwartenden Stromertrag vermindert

Kurz und knapp, je länger das Sonnenlicht direkt auf die Solarmodule fällt, desto höher ist der Stromertrag der PV Anlage. Daraus folgt, dass durch den höheren Stromertrag die Amortisation der Anschaffungskosten rascher erfolgt. Dies gilt egal ob eine Einspeisung in die öffentlichen Stromnetze geplant ist oder aber ob der Eigenbedarf erhöht wird. 

Es ist somit nicht nur wichtig, in welche Himmelsrichtung die Solarmodule ausgerichtet sind, sondern auch deren Neigung zum Horizont. Und hier kommen die bereits erwähnten 20 Prozent ins Spiel. Der Neigungswinkel der installierten Solarmodule. Der Neigungswinkel ist somit nicht nur je nach Dachform, Ausrichtung oder dem Standort des Gebäudes bei der Planung und Installation enorm wichtig. 

Die optimale Ausrichtung der Solarmodule

Bei der Ausrichtung der Solarmodule sind, wie bereits erkennbar, mehrere Faktoren als wichtig zu betrachten, um einen optimalen Stromertrag zu erhalten. Zu diesen Faktoren zählt auch der Verlauf der Sonnenstrahlung während eines Tages vom Osten nach Westen. In der Mittagszeit ist die Sonneneinstrahlung Richtung Süden am höchsten. Kommt es zu Abweichungen bei der Ausrichtung der Solarmodule, ist mit einem verminderten Stromertrag zu rechnen. 

Weitere Faktoren sind die eventuelle Verschattung der Solarmodule im Tagesverlauf. Nachbargebäude, Bäume, Rauchfänge, Satellitenanlagen und einiges mehr kann dazu führen, dass eine Verschattung einzelner oder mehrerer Solarmodule auftritt. Auch durch die Verschattung wird der Stromertrag beeinträchtigt. 

Im Idealfall erfolgt die Ausrichtung der Solarmodule so, dass die Sonnenstrahlen in einem rechten Winkel auftreffen. Leichte Abweichungen von der optimalen Ausrichtung weisen in der Regel rund 20 Prozent Strom-Ertragsminderung auf. Diese Abweichungen entstehen im Normalfall, wenn die optimale Ausrichtung gegen Südwesten oder Südosten nicht erreicht wird. 

Die Himmelsrichtung ist bedeutend

Nach Norden ausgerichtete Solarmodule hingegen weisen eine Reduzierung des Stromertrags von über 20 Prozent auf. Hier kann die Reduzierung zwischen 30 Prozent und 50 Prozent betragen. Um hier den Stromertrag zu erhöhen, ist ein flacher Neigungswinkel besser geeignet. Zudem wird eine eventuelle Verschattung reduziert. 

Der Neigungswinkel von Solarmodulen beträgt optimalerweise um die 40 Grad, um ausreichend genügend Solarstrom für den Eigenbedarf zur Verfügung zu haben. Ein Neigungswinkel von 20 Grad bietet in der Regel bis zu 70 Prozent und 35 Grad nur in etwa 60 Prozent Stromertrag. Der Neigungswinkel von rund 20 Prozent bzw. Grad bietet somit einen höheren Stromertrag, wodurch die besagte 20-Prozent-Regel wieder auftritt. 

Der optimale Neigungswinkel von Solarmodulen

Die Ausrichtung der Solarmodule ist ein Faktor und der Neigungswinkel der zweite wichtige Faktor für einen optimalen Stromertrag. Wie bereits erwähnt, ist der höchste Ertrag der Solarmodule dann gegeben, wenn die Sonnenstrahlen in einem rechten Winkel auftreffen. Das bedeutet ein Neigungswinkel von 30 Grad bis 40 Grad und ein Einfallswinkel von in etwa 50 Grad bis zu 60 Grad in den Sommermonaten. In diesem Fall treffen die Sonnenstrahlen mit in etwa 90 Grad auf die installierten Solarmodule. 

Kommt es hier zu geringfügigen Abweichungen zwischen 15 bis 20 Prozent bzw. Grad kann die Reduzierung des Stromertrags als relativ gering betrachtet werden. Daher die 20 % Regelung. Ein optimaler Neigungswinkel ist bei der Installation somit besonders wichtig, um einen optimalen Ertrag zu erhalten. 

Bei Schrägdächern kann der optimale Neigungswinkel mit einer Aufständerung erzielt werden. Werden Indach-Solarmodule verwendet, wird der Neigungswinkel durch die vorhandene Dachhaut vorgegeben. Bei Flachdächern ist der optimale Neigungswinkel hingegen sehr einfach einzuhalten. Hier gilt es nur darauf zu achten, dass sich die Solarmodule nicht gegenseitig verschatten! 

Flachdächer und die optimale Solarmodul-Installation

Der Neigungswinkel bzw. in diesem Fall Anstellwinkel beträgt bei Flachdächern mit einer Südausrichtung von 15 bis 20 Grad. Ist hingegen eine Ausrichtung gegen West-Ost gegeben, so reicht ein Anstellwinkel von rund 10 Grad vollkommen aus. Bei Flachdächern sind jedoch der Optimierung der Ausrichtung und dem Neigungswinkel ebenfalls Grenzen gesetzt. 

So sollte zum Beispiel der Neigungswinkel der Solarmodule auf keinen Fall 7 Grad unterschreiten. Bei einem geringen Neigungswinkel besteht das Risiko, dass Regenwasser nicht richtig abfließen kann und der Staub und Schmutz nicht weggespült werden. Verschmutzte Solarmodule können keinen optimalen Stromertrag erzielen! 

Werden Solarmodule in Gegenden mit hohen Schneemengen im Winter installiert, ist ein Neigungswinkel von über 20 Grad unbedingt notwendig. Am besten wird hier sogar der Neigungswinkel von 30 Grad gewählt. Mit dieser Neigung rutscht Schnee von allein ab.

Die Berechnung der optimalen Ausrichtung und des optimalen Neigungswinkels

Bevor eine PV Anlage installiert wird, ist es unumgänglich, dass die Himmelsrichtung und der Neigungswinkel geprüft werden. Nur so wird ein optimaler Stromertrag erzielt. Ein seriöser Händler bietet bei der Angebotserstellung in der Regel auch die Berechnung des Neigungswinkels und der Ausrichtung an. Zudem finden sich Informationen über die Gebäude-Dachneigung in der Regel in den Bauplänen des Gebäudes. 

Nicht zu vergessen, dass der im Internet befindliche Solarkataster oder auch Solaratlas genannt, Auskünfte über den Standort und für übliche Ausrichtung sowie den Neigungswinkel bietet. Durch diese online Information kann in erster Linie festgestellt werden, ob das eigene Gebäude geeignet ist, um eine PV Anlage wirtschaftlich betreiben zu können. 

Interaktive Tools zeigen zudem die Einstrahlung der Sonne, eventuelle Verschattungen, die optimale Ausrichtung und den Neigungswinkel detailliert auf. Einige Anbieter bieten sogar die Möglichkeit, den zukünftigen Stromertrag zu berechnen. Mit dieser Berechnung kann jedoch nur ein vorläufiger Ertrag festgestellt werden. Diese Daten sind daher nur für eine vorläufige Planung zu verwenden.