Photovoltaik ermöglicht es, mit der Kraft der Sonnenstrahlen Strom zu erzeugen. Ein elementarer Teil einer Photovoltaikanlage sind Solarmodule, die häufig auf dem Dach von Einfamilienhäusern platziert sind. Um den maximalen Ertrag zu erzielen, kommt dem Neigungswinkel der Module eine wichtige Rolle zu.
In diesem Beitrag erfährst Du, wie Du eine Neigungswinkel-Tabelle lesen musst, um herauszufinden, welcher Winkel und welche Ausrichtung optimal sind. Zudem erhältst Du weitere wichtige Informationen zu Photovoltaikanlagen und ihrer Funktionsweise.
Wie beeinflusst der Neigungswinkel der Solarmodule den Ertrag einer PV-Anlage?
Damit eine Photovoltaikanlage möglichst viel Strom produziert, müssen ihre Module so viele Sonnenstrahlen wie möglich einfangen. Dafür müssen sie so ausgerichtet sein, dass die Sonne in einem optimalen Winkel darauf strahlt.
Dabei muss unter anderem der Standort der PV-Anlage bedacht werden. Je südlicher sich die Anlage befindet, desto steiler sollte der Neigungswinkel sein.
In Bayern ist der Winkel, in dem Solarmodule ausgerichtet sein sollten, somit steiler als etwa in Berlin oder an der Ostsee.
Dazu kommt, dass die Sonne im Sommer höher am Himmel steht als im Winter. Theoretisch wäre also ein flacher Winkel im Sommer und ein steiler Winkel im Winter optimal.
Weil sich dies praktisch aber nur schwer umsetzen lässt, muss der Neigungswinkel der Solarmodule so gewählt werden, dass sie zu allen Jahreszeiten den maximal möglichen Ertrag erzielen.
Weicht der Neigungswinkel vom Optimum ab, dann verringert sich der Ertrag der PV-Anlage. Bei einer leichten Abweichung ist der Verlust relativ gering, je stärker sie ist, desto höher ist der Verlust.
Doch nicht nur für den PV-Ertrag spielt der Neigungswinkel eine bedeutende Rolle. Auch andere äußere Einflüsse sind für die Ausrichtung und Neigung wichtig.
Denn sind die Solarmodule zu flach ausgerichtet, dann kann sich darauf leichter Schmutz ansammeln. Sowohl Laub als auch Staub kann die Leistung der PV-Module verringern. Zudem kann Regen bei einem flachen Winkel nur unzureichend zur Reinigung beitragen.
Welche Rolle die Himmelsrichtung spielt
Nicht nur der Neigungswinkel der Solarmodule ist entscheidend für die Menge an Strom, die sie gewinnen. Auch die Himmelsrichtung, in die sie ausgerichtet sind, ist von Bedeutung.
Im Idealfall weisen die Module eine Ausrichtung nach Süden auf. Der Grund dafür ist, dass sich die Sonne den ganzen Tag lang im Süden befindet, während sie über den Himmel wandert. Somit fangen die Module über viele Stunden Sonnenstrahlen ein.
Wenn das Dach Deines Hauses keine Südausrichtung aufweist, muss dies aber nicht zwangsläufig ein Problem darstellen. Denn auch wenn die PV-Module nach Süd-Ost oder Süd-West zeigen, können sie immer noch recht viel Strom erzeugen.
Möglich ist ein guter Ertrag aber auch, wenn das Dach eine Ost-West-Ausrichtung hat. Dann treffen zwar nur am Vormittag oder am Nachmittag Sonnenstrahlen auf die Solarmodule, die auf einer Dachseite installiert sind.
Die beste Lösung ist es dann, wenn beide Seiten des Daches mit Solarmodulen versehen werden. Dadurch bekommen im Laufe des Tages alle Module genug Sonneneinstrahlung ab.
Neigungswinkel-Tabelle: So sieht die optimale Ausrichtung von Solarmodulen aus
Um die optimale Ausrichtung der PV-Module zu ermitteln, nutzen Experten eine Neigungswinkel-Tabelle. Darin ist verzeichnet, bei welchem Neigungswinkel und der Ausrichtung in welche Himmelsrichtung welcher Ertrag möglich ist.
Auf einer Achse der Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle ist die Dachneigung verzeichnet, auf der anderen Achse die Ausrichtung in Form einer Gradzahl. Diese wird als Azimut bezeichnet.
Das Azimut ist der Horizontalwinkel, der sich an der Himmelsrichtung orientiert. Eine Süd-Ausrichtung hat demnach eine Azimut von 0°. Ins Positive geht es mit einer Bewegung über Westen nach Norden, ins Negative mit einer Bewegung über Osten nach Norden.
Eine Ausrichtung nach Süd-West kann also eine Azimut von 60° aufweisen, eine Ausrichtung nach Süd-Ost eine Azimut von -60°.
Die Experten ermitteln nun, in welche Himmelsrichtung Dein Dach ausgerichtet ist. Dann bekommen sie auf der Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle einen Überblick, mit welchem Neigungswinkel der beste Ertrag zu erzielen ist.
Beträgt die Azimut Deines Daches zum Beispiel 0°, dann ist bei einem Neigungswinkel von 35° der optimale PV-Ertrag von 100 Prozent zu erwarten. In Deutschland ist dies die einzige Ausrichtung, bei der keine Ertragsverluste vorliegen.
Bei einer Azimut von 0° und einem Neigungswinkel von 40° sind es laut Tabelle noch 99,8 Prozent, bei 30° liegt der Ertrag bei 99,6 Prozent.
Mit einer Südausrichtung kann der Ertrag übrigens nie weniger als 71,2 Prozent betragen – selbst dann, wenn der Neigungswinkel bei unrealistischen 90° liegt.
Wie Du die Ausrichtung Deines Hauses ermittelst
Du kannst übrigens selbst herausfinden, in welche Himmelsrichtung das Dach Deines Hauses ausgerichtet ist. Geh dafür auf Google Maps und gib Deine Adresse ein.
Wenn Du nun mit dem Mauszeiger auf „Ebenen“ gehst und in den Satelliten-Modus wechselst, erscheint rechts eine Windrose. Daran kannst Du ablesen, wo Norden ist, und findest heraus, wohin Dein Dach ausgerichtet ist.
Wie Solarmodule Strom erzeugen
Photovoltaik-Module sind ein wichtiges Element für PV-Anlagen. Indem Sonnenlicht auf sie trifft, erzeugen sie Strom. Dafür nutzen sie die Eigenschaften von Halbleitern aus.
In Halbleitermaterial wie Silizium befinden sich Elektronen, die durch Licht in Bewegung geraten. Dadurch lösen sich die Elektronen aus ihren Atomverbindungen.
PV-Module bestehen aus zwei Schichten Silizium. In einer Schicht befinden sich viele Elektronen, in der anderen keine. Wenn Licht auf ein Modul trifft, bewegen sich die Elektronen in eine Schicht und die Elektronenlöcher in die andere.
Dadurch entsteht zwischen den Schichten ein elektrisches Feld, das elektrischen Strom erzeugt. Weil es sich dabei um Gleichstrom handelt, der für die Verwendung im Haushalt ungeeignet ist, muss er durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden.
Nun weißt Du also auch, warum es so wichtig ist, dass möglichst lange viel Sonnen
Deine PV-Anlage von enerix: Beratung, Planung, Umsetzung aus einer Hand
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