Ausrichtung der PV-Anlage

Der zu erwartenden Ertrag einer PV-Anlage wird durch die Ausrichtung der PV-Module beeinflusst. Hierbei ist jedoch anzumerken, dass selbst eine etwas höhere Abweichung von dem Optimalwert nur eine sehr geringe Reduzierung des Ertrages bedeutet. Ebenso wichtig wie die optimale Ausrichtung der PV-Anlage ist es, Verschattungen zu vermeiden. 

In der Regel ist die Ausrichtung der PV-Anlage vorgegeben durch das Gebäudedach. Bei der Planung der PV-Anlage sind daher für die Ausrichtung und den Neigungswinkel die vorhandene Dachfläche zu berücksichtigen. Auf der Grundlage der Gegebenheiten ist daher rasch erkenntlich, ob die geplante PV-Anlage rentabel ist. 

Welche Ausrichtung der PV-Anlage ist am besten geeignet?

Die Ausrichtung ist grundsätzlich der wichtigste bauliche Faktor eines Wohngebäudes, damit eine PV-Anlage installiert werden kann. Der beste Ertrag kann dann erzielt werden, wenn das Sonnenlicht während des Tages viele Stunden auf die PV-Module fällt. Fällt dabei das Sonnenlicht auf die Module im rechten Winkel, so ist dies optimal. 

Die optimale Ausrichtung im Bereich der Himmelsrichtung ist durch das Hausdach bedingt. Der optimale Neigungswinkel hingegen beeinflusst zusätzlich die PV-Module. Beide Faktoren können einfach bei einem Neubau berücksichtigt werden. Bei einem bestehenden Wohngebäude sind der optimalen Anpassung Grenzen gesetzt. 

Im Normalfall werden PV-Anlagen jedoch auf bereits bestehenden Wohngebäuden installiert. In Deutschland dominieren Schrägdächer, wodurch oftmals die Ausrichtung nicht ganz einfach ist. Die Installation und Ausrichtung einer PV-Anlage auf einem Flachdach ist hingegen um vieles einfacher. Doch auch bei Flachdächern bestehen Grenzen, wenn es um die optimale Ausrichtung geht. 

Die gute Nachricht ist jedoch, dass beide Dachvarianten sich hervorragend eignen, um eine PV-Anlage optimal ausrichten zu können. Geringe Abweichungen von der optimalen Ausrichtung beeinflussen den Ertrag der PV-Anlage nur ein wenig. Für die PV-Module ist es außerordentlich wichtig, dass keine Verschattungen auftreten. Leider wird auf diesen Faktor sehr oft vergessen, wodurch es zu erheblichen Einbußen beim Ertrag kommt. 

⚠️Bevor eine PV-Anlage geplant wird, ist es ratsam, den Bauplan des Wohngebäudes betreffend der Ausrichtung einzusehen. 

Die optimale Ausrichtung der PV-Anlage

In der Mittagszeit, die Sonne befindet sich dann südlich, ist die Einstrahlung am stärksten. Aus  diesem Grund wird eine PV-Anlage in der Regel gegen Süden ausgerichtet. Eine Abweichung von der optimalen Südausrichtung ist jedoch als akzeptabel zu bewerten. 

Durch die Zuhilfenahme des Azimutwinkels (dieser beschreibt die Abweichung in der Horizontale bei PV-Anlagen) können Abweichungen der Horizontalen festgestellt werden. Diese Vorgehensweise wird in der Kartographie und der Astronomie angewendet, um Abweichungen von Norden erkennen zu können.

In Verbindung mit der PV-Anlage wird die Abweichung von der optimalen Südausrichtung gemessen:

• der Azimutwinkel zeigt im Süden 0°
• eine westliche Ausrichtung hingegen wird mit 90° bezeichnet
• die östliche Ausrichtung hingegen wird mit -90° bezeichnet

Wird ein Azimutwinkel mit 45° angegeben, ist die Ausrichtung der PV-Anlage gegen Südwesten. Werden jedoch -45° angegeben, so befindet sich die Ausrichtung gegen Südosten.

Kommt es zu einer Abweichung von der optimalen Südausrichtung der PV-Anlage, stellen bis zu 45° kein großes Problem dar. PV-Anlagen, die gegen Südost oder Südwest ausgerichtet werden, erzielen rund 95 Prozent des höchstmöglichen Ertrags. Auch eine Ost-West-Ausrichtung (der Azimutwinkel zeigt hier -90° oder 90°) bietet noch rund 80 Prozent des maximalen Ertrags. 

Tipp: Die Ausrichtung der PV-Anlage auf Ost-West kann in jedem Fall Vorteile bieten, wenn kein Stromspeicher integriert ist. Die PV-Anlage erzeugt dann den meisten Strom, wenn er in der Regel benötigt wird: Morgens und abends. Während der Mittagszeit wird weniger Solarstrom erzeugt. Diese Ausrichtung eignet sich für Berufstätige, die während des Tages in der Arbeit sind. Zudem kann bei der Ost-West-Ausrichtung die vollständige Dachfläche zur Installation der PV-Module benutzt werden. 

Eine Ausrichtung gegen Norden hingegen lässt die PV-Anlage nur rund 50 Prozent des höchsten Ertrages erbringen. Dadurch ist die Anlage bei dieser Ausrichtung nicht rentabel. Dies gilt auch für PV-Anlagen, die nach Nordosten oder Nordwest ausgerichtet werden. 

Der optimale PV-Anlagen-Neigungswinkel

Ein weiterer wichtiger Faktor, um einen hohen Ertrag der PV-Anlage erhalten zu können, ist der Neigungswinkel. Wird der Neigungswinkel richtig angepasst, so fällt die Sonneneinstrahlung rechtwinklig auf die PV-Module. Der Verlauf der Sonne verändert sich jedoch mit den Jahreszeiten. In Deutschland erreicht die Sonne ihren höchsten Stand im Sommer zur Mittagszeit. Im Winter hingegen steht sie tiefer, wie zum Beispiel im Sommer abends und morgens. 

Da PV-Module in der Regel unbeweglich auf den Dachflächen installiert werden, muss der Neigungswinkel optimal gewählt werden. Um den maximalen Ertrag zu erhalten, sollte der Neigungswinkel zwischen 30° und 35° liegen. Im Süden Deutschlands sollte er hingegen etwas niedriger gewählt werden. Im Norden Deutschlands hingegen sollte er höher gewählt werden. 

Der Neigungswinkel kann um einige wenige Grade korrigiert werden. Dies ist möglich, weil die PV-Module nicht gezwungenermaßen parallel zur Oberfläche des Daches montiert werden müssen. In jedem Fall sollte hier berücksichtigt werden, dass der dadurch erhaltene Ertrag den zusätzlichen Kostenaufwand deckt. In der Regel ist der zusätzliche Aufwand nicht lohnend. 

Für den Neigungswinkel gilt wie auch für die Ausrichtung, dass eine geringe Abweichung keine Probleme darstellt. Weisen die PV-Module eine Neigung von 10° und 60° auf, dann können immer noch 90 Prozent des Maximalertrags erhalten werden. Es gilt hier jedoch darauf zu achten, dass bei der Ost-West-Ausrichtung der PV-Anlage eine durch das Dach entstehende Verschattung eintreten kann! In diesem Fall ist der niedrigere Neigungswinkel äußerst sinnvoll. 

Verschattungen der PV-Anlage vermeiden!

Abweichungen von der optimalen Ausrichtung der PV-Anlage bringen Einbußen in der Leistung von 5 bis 20 Prozent mit sich. Dauerhafte Verschattungen hingegen mindern den Ertrag der PV-Anlage enorm. 

Der Grund der Verschattungen ist vielfältig. So können das Dach selbst, der Schornstein, sowie Bäume oder nahe Gebäude einen Grund für eine Verschattung darstellen. Ein einziges, verschattetes PV-Modul kann dazu beitragen, dass ein gesamter Strang einen reduzierten Ertrag erbringt. Es kommt hier selbstverständlich auf die Verschaltung der PV-Module an! Kommt es regelmäßig zu einer Verschattung, können die verschatteten PV-Module einzeln abgeschaltet werden. Durch diese Lösung wird der Ausfall minimiert. 

Fazit

Es ist schon bei der Planung der PV-Anlage darauf zu achten, dass die Ausrichtung optimal durchgeführt werden kann. Außerdem sollte bei der Planung an die Zukunft gedacht werden. Bäume werden über die Jahre höher oder in der Nachbarschaft wird ein größeres Gebäude errichtet. 

Eine PV-Anlage hat in der Regel eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren und sogar mehr. Die zukunftsorientierte Planung der PV-Anlage ist somit ein wesentlicher Faktor, um lange Zeit ausreichend Solarstrom erzeugen zu können. Es gilt auch auf die Jahreszeit zu achten, wenn eine PV-Anlage installiert wird. Zum Beispiel kann eine im Sommer installierte PV-Anlage im Winter durch die niedriger stehende Sonne verschattet werden.