Die ideale Ausrichtung von PV-Anlagen spielt eine entscheidende Rolle bei der Maximierung der Energieerzeugung aus Sonnenlicht. Eine korrekte Ausrichtung gewährleistet nicht nur eine effiziente Nutzung der verfügbaren Solarenergie, sondern kann auch erheblichen Einfluss auf die Rentabilität und Leistung der Photovoltaikanlage haben. In diesem Artikel betrachten wir die Bedeutung der idealen Ausrichtung von PV-Anlagen und wie sie sich auf die Energieproduktion auswirkt.
Warum ist eine ideale Ausrichtung der PV-Anlage wichtig?
Die Ausrichtung einer PV-Anlage bezieht sich auf die Positionierung der Solarmodule in Bezug auf die Himmelsrichtungen. Eine perfekte Ausrichtung gibt es jedoch nicht, denn sie hängt von verschiedenen Faktoren ab wie der geografischen Lage, dem Klima und ggf. der Dachneigung. Dies gilt besonders, wenn die PV-Anlage auf einem Sattel- oder Pultdach verbaut werden soll. Es gibt jedoch einige Faustregeln, die bei der Einführung in die Ausrichtung von PV-Anlagen helfen können. Generell gibt es zwei Hauptausrichtungen: die Ausrichtung nach Süden und die Ausrichtung nach Westen oder Osten.
Die ideale Ausrichtung hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Standort, Breitengrad, Neigungswinkel und die gewünschte Tageszeit für die maximale Energieerzeugung. Allerdings können die Solarmodule bei Dach-PV-Anlagen durch Aufständerung und bei Solarparks oder PV-Carports durch optimale Montage in der Regel perfekt auf die Sonneneinstrahlung justiert werden. Dabei gilt immer: Die Sonne strahlt die meiste Energie aus, wenn sie in einem nahezu senkrechten Winkel auf die Solarzellen trifft. Dabei beträgt der sog. Azimutwinkel 0°.
In Deutschland ist eine Ausrichtung zwischen Südost und Südwest im Azimutwinkel von 45°oder – 45°noch als sinnvoll anzusehen. Dabei beträgt der optimale Neigungswinkel etwa 30°. Daher ist die Ausrichtung in unseren Breitengraden nach Süden am effizientesten. Hier ist der beste Winkel, um das Sonnenlicht während des Tages einzufangen. Eine korrekte Ausrichtung garantiert jedoch immer eine höhere Energieerzeugung und somit auch eine höhere Rendite für den Anlagenbetreiber. Es ist daher wichtig, vor der Installation einer PV-Anlage die Planung sorgfältig durchzuführen und die optimale Ausrichtung zu bestimmen.
Ausrichtung der PV-Anlage nach Süden:
Die Ausrichtung nach Süden wird oft als „optimale Ausrichtung“ betrachtet. Sie ermöglicht die höchste Energieerzeugung über das gesamte Jahr hinweg gerechnet. Solarzellen, die nach Süden ausgerichtet sind, erhalten die meiste Sonneneinstrahlung während der Mittagsstunden. In dieser Zeit erzeugen sie somit zu die meiste Energie. Diese Ausrichtung hat aber auch Nachteile: Man kann meistens weniger Module installieren, da eine reine Süd-Ausrichtung mehr Platz benötigt. Die höchste Stromproduktion liegt eben in der Mittagszeit oder Mittagspause, in der das Unternehmen vielleicht weniger Strom verbraucht. Im Umkehrschluss erzeugt die PV-Anlage den Morgen- und Abendstunden deutlich weniger Energie, wenn die Maschinen meist produzieren.
Ausrichtung nach Westen und Osten:
In vielen Fällen ist es sinnvoller, die PV-Module nach Westen und Osten auszurichten. Dies kann die Energieerzeugung über den Tag verteilen und die Spitzenproduktion auf den Vormittag oder Nachmittag verlagern. Diese Ausrichtung ist besonders vorteilhaft, wenn der Hauptstromverbrauch in diesen Zeiten liegt. Durch eine Ost-West-Ausrichtung lässt sich auch die Netzeinspeisung zu bestimmten Tageszeiten besser steuern. Zudem bietet sie den Vorteil, dass sich die Module nicht gegenseitig verschatten. Insgesamt lassen sich auch mehr Module auf gleicher Fläche für mehr Leistung verbauen. Die optimale Ausrichtung wird im Vorfeld mit einem Lastgang des Unternehmens und dem Solarkataster abgeglichen.
Berücksichtigung des Neigungswinkels:
Der Neigungswinkel der PV-Module spielt ebenfalls eine wichtige Rolle. Der optimale Neigungswinkel hängt vom exakten Breitengrad der geplanten Anlage ab. In der Regel entspricht der Neigungswinkel in Grad in etwa dem Breitengrad des Standorts. Wird der Neigungswinkel allerdings zu gering gewählt, so dass sich die Solarmodule nicht durch Regen oder Schnee selbst reinigen, können Verschmutzungen zu einem erheblichen Leistungsverlust führen. Bei einem geringeren Neigungswinkel von den in Deutschland üblichen 30-35° rechnet man je nach Störeinflüssen, wie Blätter, Nadeln, Staub, Ruß oder Vogelkot mit Verlusten von 2-3 % des PV-Ertrags. Zusätzlich sollte auch die Umgebung berücksichtigt werden, da Bäume, Masten oder andere Gebäude Schatten werfen können und somit die Leistung der PV-Anlage beeinträchtigen können. Eine professionelle Beratung hilft, den besten Standort für eine PV-Anlage zu finden und sicherzustellen, dass sie den besten Ertrag liefert.
Technologische Fortschritte:
Moderne Solarwechselrichter und Tracking-Systeme bzw. Nachführ-Systeme können dazu beitragen, die Leistung von PV-Anlagen zu optimieren, unabhängig von ihrer Ausrichtung. Tracking-Systeme bewegen die Solarmodule automatisch, um den Sonnenverlauf über den Himmel hinweg zu verfolgen, was die Energieproduktion weiter erhöhen kann. Allerdings sind solche Systeme eine recht hohe Investition und die Technik ist störanfälliger als festverbaute Solarmodule, was sich gerade bei hohen Wind- oder Schneelasten bemerkbar macht.
Wie wird die ideale Ausrichtung von PV-Anlagen gefunden?
Die ideale Ausrichtung von PV-Anlagen ist von entscheidender Bedeutung, um die maximale Energieerzeugung aus Sonnenlicht zu gewährleisten. Die Ausrichtung nach Süden ist oft die effizienteste Option, aber je nach Standort, Energieverbrauchsmuster und technologischem Fortschritt können auch andere Ausrichtungen sinnvoll sein. Wenn mehr Strom am Morgen benötigt wird, sollte eine östliche Ausrichtung gewählt werden. Eine westliche Ausrichtung ist geeignet für diejenigen, die den meisten Strom am Abend verbrauchen. Letztendlich hängt es vom Lastgang des Unternehmens ab, welche Ausrichtung am besten geeignet ist. Es ist daher immer ratsam, professionelle Beratung einzuholen und Standortanalysen durchzuführen, um die ideale Ausrichtung und Neigung für eine spezifische PV-Anlage zu bestimmen. Letztendlich kann die richtige Ausrichtung dazu beitragen, die Rentabilität der Investition in Solarenergie zu maximieren und gleichzeitig einen Beitrag zur nachhaltigen Energieerzeugung zu leisten.