Welche Ausrichtung und Dachneigung ist für PV-Anlagen optimal?
Indem wir die Sonnenenergie und andere erneuerbare Energiequellen effizient nutzen und den notwendigen Strom selbst produzieren, werden wir alle von den großen Energieversorgungsunternehmen zunehmend unabhängiger. Weiters wird dadurch das Stromnetz entlastet, die weltweite Dekarbonisierung der Stromproduktion vorangetrieben und der Wechsel zu Erneuerbaren Energien beschleunigt.
Jeder PV-Anlagenbetreiber möchte natürlich seine persönliche „Solarernte“ so ertragreich wie nur möglich sehen, damit die Stromrechnung so gering wie möglich ausfällt. Generell sind auf fast allen Dächern Photovoltaikanlagen umsetzbar, jedoch ist nicht jedes Haus und jedes Dach für einen maximalen Ertrag gleichermaßen geeignet.
Für eine große Energieeffizienz spielen die vier folgende Faktoren eine entscheidende Rolle: die geographische Lage, die Ausrichtung, die Neigung der Module und die Verschattung der PV-Anlage.
Geographische und regionale Lage
Der tatsächliche Energieertrag hängt davon ab, in welcher geografischen Lage die PV-Anlage installiert wird und wie viele Sonnenstunden dort vorherrschen. So gibt es geografisch und klimatisch bedingt in Marokko einfach mehr Sonnenstunden als in Österreich und der Einstrahlwinkel ist durch den höheren Sonnenstand, bedingt durch die größere Nähe zum Äquator, auch effizienter. Selbst in einem kleinen Land wie Österreich gibt es deutliche regionale Unterschiede. Im östlich gelegenen Burgenland scheint durch den bereits kontinentalen Einfluss öfters und länger die Sonne als im westlich gelegenen Vorarlberg.
Die Einheit der „Globalstrahlung“ wird in Kilowattstunden pro Kilowattpeak pro Jahr (kWh/(kWp x a) angegeben.
Zum Vergleich die jährlich möglichen Erträge (aus dem Jahr 2016):
Spanien 1.409 kWh/kWp, Deutschland 850 kWh/kwp, Großbritannien 757 kWh/kwp und Österreich mit 981 kWh/kWp. Gegenüber Deutschland profitiert Österreich von der südlicheren Lage und der Höhenlage mit den Alpen, denn auch mit der Höhe steigt die Globalstrahlung.
Bildquelle: SolarGIS © 2011 GeoModel Solar s.r.o.
Himmelsrichtung – In welche Richtung schaut das Dach?
Die Himmelsrichtung, in welche die PV-Module ausgerichtet sind, beeinflusst maßgeblich die Menge an Sonnenlicht, die sie während des Tages erhalten. In Regionen auf der Nordhalbkugel, wie beispielsweise in Österreich, ist eine Ausrichtung nach Süden am effektivsten. Dies liegt daran, dass die Sonne im Süden am höchsten steht und somit die PV-Module dort die meiste Sonneneinstrahlung erhalten. Eine Ausrichtung nach Osten oder Westen kann bei vielen Dächern sogar die bessere Alternative sein, wenn z.B. bei einem Gebäude das Süd-Dach sehr klein ist oder es sich um ein Satteldach mit 30° Dachneigung handelt, welches zur Hälfte nach Osten und zur anderen Hälfte nach Westen ausrichtet. Mit so einer Variante kommt man zur doppelten PV-Anlagengröße und sowohl am Vormittag als auch am Nachmittag wird über den ganzen Tag verteilt Solarstrom erzeugt.
Die Abweichung von der perfekten Südausrichtung wird in der Fachsprache als Azimutwinkel bezeichnet. Süd sind dabei 0°, Ost -90°, West 90°.
Dach- und Modulneigung – Was ist ideal?
Die Dach- bzw. Modul-Neigung spielt ebenfalls eine wichtige Rolle. Der optimale Neigungswinkel hängt prinzipiell auch von der geografischen Breite des Standorts und der Jahreszeit ab. In unseren Regionen wird eine Neigung von etwa 30 bis 35 Grad empfohlen, da dies eine gute Balance zwischen Sommer- und Winter-Ertrag darstellt. Bei Neigungswinkel unter 10° kann sich zu viel Schmutz ansammeln und dadurch die Leistung der Anlage beeinträchtigen, während steilere Neigungswinkel möglicherweise nicht das volle Potenzial der Sonneneinstrahlung nutzen. Meistens werden PV-Module dachparallel montiert. D.h. die Neigung der PV-Module entspricht der Neigung des Dachs. Bei Flachdächern mit 0° kommt man um Aufständerungen mit 10 - 15° Neigung nicht drum herum. Was sich jedenfalls nicht rentiert, auf ein Dach mit z.B. 10° Neigung auf 30° aufgeständerte PV-Module zu installieren. Zu groß wären hier die Mehrkosten durch eine aufwändigere Unterkonstruktion und der Mehrwert an Stromertrag relativiert sich auch noch zusätzlich durch die Abstände, die man zwecks Verschattung zwischen den Reihen halten muss.
Mit dieser Tabelle kannst du den Effizienzwert deiner zukünftigen PV-Anlage bestimmen - abhängig von der Ausrichtung des Dachs und der Modulneigung (Steilheit des Dachs)
Dachbeschaffenheit und Verschattungen
Ein besonders wichtiges Thema ist die Verschattung auf dem Dach bzw. der PV-Anlage. Die ungeliebten Schatten können einerseits durch Bäume, andere Häuser oder auch durch das eigene Dach bzw. Aufbauten auf dem selbigen. Besonders häufig sind dies Schornsteine, Entlüftungen, Sat-Schüsseln, Stromkabel oder Gaupen. Hierbei ist vor allem wichtig, die Module so anzuordnen, dass Verschattungen entweder ausgespart werden oder mit Modul-Optimierern gearbeitet wird.
Fazit:
Österreich befindet sich trotz des wechselhaften Klimas bei der weltweiten Globalstrahlung im guten Mittelfeld, womit es für die Stromproduktion aus PV-Anlagen absolut empfehlenswert ist. Die Ausrichtung des Dachs und die Dachneigung ist sehr entscheidend für einen möglichst guten Stromertrag. Gegenüber aber vieler Meinungen ist es nicht so, dass nur Dächer mit Südausrichtung und 30° Dachneigung für PV-Anlagen optimal sind. Gegenüber der Solarthermie (Warmwassergewinnung durch Sonnenkollektoren) ist die Neigung der PV-Module außerhalb des „Idealwinkels“ unproblematischer. In den letzten Jahren hat man auch festgestellt, dass gerade O-W-Ausrichtungen über den Tagesverlauf sehr effizient (85% bei 30° Dachneigung) sein können und selbst Norddächer bei flachen Dachneigungen noch sehr produktiv (80% bei 10° Dachneigung) sein können. Zunehmend beliebter werden auch PV-Module auf Fassaden oder auf Zäunen u. Balkongeländern. Die 90°-Montage bringt im Sommer zwar mittags wenig Leistung, kann dafür im Winter , Herbst und Frühjahr bei tief stehender Sonne das maximal mögliche an Leistung herausholen.
Um beim eigenen Haus jedoch die bestmögliche Positionierung zu finden, um das Potenzial der Sonneneinstrahlung zu maximieren, empfiehlt es sich auf alle Fälle bei der Planung und Umsetzung auf professionelle PV-Firmen zu setzen.
