Auswirkungen der PV Neigung auf den Ertrag

Die optimale Dachneigung beträgt immer 90° zum aktuellen Sonnenstand. Wie bereits im Punkt Standort erwähnt, ist der Sonnenstand umso höher, je näher sich der Standort am Äquator befindet. Folglich ist im Norden Deutschlands für eine PV Anlage eine steilere Dachneigung besser, im Süden dagegen eine flachere.
Dieser Artikel wurde von
Christian Märtel für www.Photovoltaik-Web.de verfasst.
PhotovoltaikIst das Dach geeignet?Die optimale Dachneigung

Der optimale Aufstellwinkel beträgt in Deutschland ca. 30° - 35°. Bei einer nach Süden ausgerichteten Anlage kann der Winkel stark nach oben oder unten abweichen (+/- 30 Grad), die Auswirkungen auf den Ertrag bleiben im einstelligen Prozentbereich. Je weiter die Dachfläche jedoch von der optimalen Ausrichtung Süden abweicht, desto mehr wirkt sich eine steile Montage negativ aus, da sich das Dach zunehmend selbst verschattet. Je mehr die Anlage also nach Osten oder Westen abweicht, desto flacher sollte die Neigung der Module sein.

Anhand des folgenden Diagramms kann man das sehr schön nachvollziehen. Die Daten habe ich von PVGIS für den Standort der Anlage High-Light entnommen. Da hier keine störenden Berge im Weg sind, kann diese Tabelle als sehr repräsentativ für andere Standorte ohne nennenswerte Schattenspender betrachtet werden. Wie sich die prozentuale Abweichung vom maximalen Stromertrag in Kilowattstunden und Stromvergütung für Ihren Standort niederschlägt, können Sie mit unserem Photovoltaik Rechner herausfinden.

Generell steht die Sonne im Sommer sehr hoch, im Winter dagegen äußerst tief. Das bedeutet, dass ein flaches Dach im Sommer und ein steiles Dach im Winter Ertragsvorteile hat. Ein weiterer Vorteil des steilen Daches:

In schneereichen Gebieten rutscht der Schnee früher und besser ab. Generell gilt, dass ein steileres Dach einen besseren Selbstreinigungseffekt hat, da Verschmutzungen wie Staub, Blütenstaub, Vogelkot etc. besser weggespült werden. Der Selbstreinigungseffekt funktioniert etwa bis zu einem Winkel von 20 bis 25 Grad. Bei noch flacheren Anstellwinkeln muss mit einer bleibenden Verschmutzung der Module gerechnet werden. Lässt sich ein geringes Dachgefälle nicht umgehen, so sollten rahmenlose Module gewählt werden, da bei diesen der Schmutz nicht am Rahmen hängen bleiben kann. Ansonsten sollte man eine Reinigung alle ein bis zwei Jahre einkalkulieren (siehe auch Punkt "Reinigung") Bei einem flachen Dach muss im Winter auch die größere Schneelast, die gegenüber einem steilen Dach auf den Modulen lastet berücksichtigt werden. Bei einem Flachdach kann man durch Aufständerung der Module den Neigungswinkel so einstellen, dass er für den Standort optimal ist. Wenn Sie eine Photovoltaik Anlage neu bauen wollen, lassen Sie sich am besten mehrere Angebote zukommen um vergleichen zu können, wie Fachbetriebe die Neigung der Photovoltaikanlage planen.

Vergleichen wir also zwei Fotovoltaikanlagen mit unterschiedlichen Dachschrägen an zwei wolkenlosen Tagen im Jahr 2008. Die Anlage, deren Leistungskurve gelb dargestellt ist, hat eine Neigung von 40 Grad, die blaue (die sich durch Überschneidung mit der gelben Fläche grün darstellt) repräsentiert eine Anlage mit einer Neigung von 25 Grad. Da alle Werte auf 1 kWp normiert sind, kann jede beliebige Anlage, auch wenn die Anschlussleistungen stark voneinander abweichen verglichen werden.

Es ist gut zu erkennen, dass die Anlage auf einem steilen Dach an diesem wolkenlosen Februartag ganz klar die besseren Voraussetzungen hat. Durch den niedrigen Sonnenstand ist diese Anlage zu diesem Zeitpunkt eindeutig im Vorteil. Der Unterschied macht mehr als 1 kWh/kWp Tagesertrag aus. Schön zu erkennen ist auch, dass die Anlage auf dem flachen Dach nicht genau nach Süden ausgerichtet ist, sondern 28 Grad Richtung Osten zeigt. Dadurch ist die gesamte Ertragskurve weiter nach links versetzt, da die Sonnenstrahlen früher eingefangen werden.

Im Mai sieht das schon ganz anders aus. Leider gab es 2008 im Juni und Juli bei diesen Anlagen keine wolkenfreien Tage mehr, der Effekt wäre zu dieser Zeit noch stärker hervorgetreten. Aber auch so ist deutlich zu erkennen, dass die Anlage mit der geringen Modulneigung jetzt die Nase vorne hat. Insgesamt hat diese Anlage an diesem Tag etwa 0,8 kWh/kWp mehr Ertrag gebracht als die Anlage mit steiler Modulneigung. Hier kommt der Ostversatz der Anlage noch viel extremer zur Geltung.

Dachneigung der Anlage "High-Light":

Die Dachneigung beträgt bei der Anlage "High-Light" 33 Grad. Diese 33 Grad können aus dem Bauplan entnommen werden, oder einfach durch Anlegen eines Geodreiecks oder Winkelmessers ermittelt werden. Schauen wir doch mal bei PVGIS, was dort für den Standort der Anlage als optimaler Winkel für das Dach errechnet wird:

Wie wir sehen, wäre die optimale Dachneigung für den Standort der Anlage "High-Light" 36 Grad. Dabei kämen wir auf einen Jahresertrag von 1030 kWh/kWp. Wie macht sich die um 3 Grad reduzierte Dachneigung im Ertrag bemerkbar? Schauen wir nach:

Wie schön! Obwohl die Dachneigung laut PVGIS von der optimalen Dachneigung abweicht, ist das Ergebnis trotzdem gleich. Anscheinend wirken sich die 3 Grad in diesem Fall nicht weiter aus.

Wie würde das Ergebnis aber bei größeren Abweichungen aussehen?

  • 10 Grad: 955 kWh/kWp
  • 20 Grad: 1000 kWh/kWp
  • 40 Grad: 1030 kWh/kWp
  • 50 Grad: 1010 kWh/kWp
  • 60 Grad: 964 kWh/kWp

Zu beachten ist, dass alle Werte bei optimaler Südausrichtung ermittelt wurden. Bei einer Dachneigung von 20 Grad würde der Unterschied gerade mal 3% betragen. Klingt nicht nach viel. Rechnen wir kurz hoch, was das in 20 Jahren ausmacht:

Die Anlage "High-Light" hat eine Generatorleistung von 10,08 kWp. Die Einspeisevergütung beträgt für das Inbetriebnahmejahr 2007 49,21 Ct/kWh

  • Bei 33°: 1030 kWh/kWp x 10,08 kWp x 49,21 Ct/kWh x 20 Jahre = 102.184 Euro
  • Bei 50°: 1000 kWh/kWp x 10,08 kWp x 49,21 Ct/kWh x 20 Jahre = 99.207 Euro

Das sind dann immerhin fast 3.000 Euro, die nach 20 Jahren weniger vom Energieversorger überwiesen werden. Aber aufgepasst. Bei größeren Abweichungen der Ausrichtung nach Ost oder West wird der Unterschied größer!

PVGIS liefert uns noch mehr. Mich interessiert z. Bsp., zu welcher Zeit im Jahr die Dachneigung meiner Anlage optimal ist. Dazu gebe ich wieder meinen Standort und meine Daten ein und klicke rechts oben auf "Monthly radiation". Dann das Häkchen nur bei "optimal inclination angle" machen.
Das Ergebnis sieht so aus:

Das ist für den gewählten Standort und die eingegebene Ausrichtung des Daches zu jedem Monat die optimale Dachneigung. Für die Anlage "High-Light" mit 33° Dachneigung wären also so in etwa die Zeiten Anfang April und Ende August optimal. Anhand dieser Tabelle kann man sehr schön erkennen, wie sich die unterschiedlichen Dachneigungen auswirken. Wer ein flaches Dach hat, wird im Juni/Juli absolute Toperträge einfahren, wer ein sehr steiles Dach hat, der wird im Dezember und Januar im Vergleich zu anderen Anlagen sehr gute Erträge einfahren.

Beim Vergleich zweier unterschiedlicher Tage der Anlage "High-Light" macht sich das so bemerkbar:

Wie zuvor erwähnt, müsste die ideale Zeit Anfang April und Ende August sein. Die ungünstigste Zeit etwa zum Jahreswechsel. Anfang April gab's keinen wolkenlosen Tag, also nehmen wir den 28.03.2008.
Was kann ich erkennen? Am 28.03.08 habe ich natürlich bereits eine wesentlich längere Sonnenscheindauer als am 21.12. Der 21.12. ist übrigens der Tag, an dem die Sonne am kürzesten scheint, da ist nämlich Sonnenwende. Am 28.03. sind Sonnenauf- und Sonnenuntergang bereits rund 2 Stunden früher bzw. später. Wie kommt jetzt die Dachneigung ins Spiel? Diese macht sich durch die kW/kWp Werte (also die Höhe der Kurve) bemerkbar. Am 28.03.08 hat die Anlage einen Spitzenwert von 965,18 W/kWp, wogegen der Spitzenwert am 21.12.07 nur 725,00 W/kWp beträgt.

Weiterlesen zum Thema "Sonneneinstrahlung vor Ort"

Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik

Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage

Ist eine Solaranlage bei Nachtstromspeicherheizung möglich und sinnvoll bei ca. 10.000 KWh Stromverbrauch?
Antwort eines Haus&Co Experten

Ja, das kann eine sinnvolle Kombination sein - besonders, wenn Sie bei der Elektroheizung bleiben wollen. Sie benötigen auf jeden Fall einen Solarstromspeicher - da Sie den Strom dann tagsüber erzeugen, wenn die Nachtspeicherheizung gerade nicht vorheizt. Generell ist der Eigenverbrauch - dank sinkender Einspeisevergütung - stark in den Fokus gerückt. Da Solarstromspeicher auch aktuell noch von der KfW gefördert werden, würde ich da auf jeden Fall einmal ein Angebot anfragen.

Sie können sich das hier einmal kalkulieren (da ich keine Angaben zur verfügbaren Dachfläche habe): https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/kosten

Erfahrungen mit der Stromcloud?

Ich plane den Bau einer PV Anlage und habe von der Stromcloud gehört. Daher meine Frage: Kann ich auch nur die Cloud buchen? Eine PV Anlage habe ich ja schon bzw. plane / kaufe ich gerade. Gibt es sonst Erfahrungen mit der Stromcloud?
Antwort von energie-konzept24 GbR

Die Firma Sonnen und Senec bieten die Cloud aktiv an.

Wenn Sie die Cloud nutzen möchten brauchen Sie den Speicher der jeweiligen Firma.

Von Sonnen würde ich generell abraten da die Firma darauf bedacht ist einen hohen Ajtienweet zu erreichen um beim
Börsengang ordentlich Kasse zu machen. Ich bezweifle nur ob das für die Kunden nachhaltig ist und ob die Garantiezeiten
eingehalten werden.

Wenn Sie sich unbedingt eine Cloud leisten möchten, nehmen Sie Senec.

Generell kann ich Ihnen nur raten genau zu rechnen!

Die Berechnungen die wir mit beiden Anbietern vollzogen haben waren negativ.

Ich habe bis jetzt keine Berechnung gesehen wo der Kunde einen Vorteil hatte.

Gerne erkläre ich Ihnen die List und Tücken, die Sie im normalen Angebot nur sehr schlecht erkennen.

Mein Rat - Batterrie etwas größer als Ihr Verbrauch und auf jedenfall größer als Ihre PV Anlage.

Beispiel : 5 KWp PV Anlage dann 8 oder 9 KW Speicher !

Erfahrungen mit Solarziegeln von autarq

Haben Sie Erfahrung mit Solarziegeln der Firma autarq / Berlin? Wir interessieren uns für Solarziegel und wüssten gerne mehr über Vor- / Nachteile und technische Umsetzung.
Antwort von ENPLA GmbH

Hallo,
Ja wir haben Erfahrung mit den Solarziegeln von Autarq.
Referenzen können Sie bei uns besichtigen. Für weitere Fragen und eine Berstung kontaktieren Sie uns einfach!

ENPLA GmbH, 88630 Pfullendorf.

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