Neigungswinkel, optimale Ausrichtung von Solar Anlagen
Marc D.2023-02-20T16:24:35+01:00Der Neigungswinkel einer Photovoltaikanlage ist abhängig von der geografischen Lage. Standorte in der Nähe des Äquators benötigen im Vergleich zu Standorten weiter entfernt einen geringeren Neigungswinkel. Es gibt verschiedene Arten von Befestigungen für Photovoltaikanlagen, wobei für jede Art ein optimaler Neigungswinkel existiert. Die Neigung beeinflusst die Verschmutzungs- und Schneelastanfälligkeit der Anlage. Bei einem Winkel von etwa 5 Grad ist der Reinigungseffekt des Regenwassers ausreichend. In schneereichen Gebieten besteht im Winter jedoch das Risiko einer zu hohen Schneelast, die mit zusätzlichen Aufständerungen reduziert werden kann.
Optimale Ausrichtung Photovoltaik Anlage
Die Sonneneinstrahlung auf Solarmodule sollte idealerweise unter einem Winkel von 90 Grad auf die Module treffen, um eine maximale Effizienz zu gewährleisten. In Regionen wie Deutschland, die sich geografisch gesehen weit von den Tropen entfernt befinden, variiert dieser Einfallswinkel jedoch aufgrund der saisonalen Veränderungen der Sonneneinstrahlung. Zur Sommersonnenwende im Juni erreicht die Mittagssonne am nördlichen Wendekreis ihren höchsten Punkt, während sie zur Wintersonnenwende im Dezember am südlichen Wendekreis am höchsten steht. In Europa ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen niemals genau 90 Grad, weshalb eine Neigung der Solarpaneele notwendig ist, um die optimale Einstrahlung zu erreichen. Da sich der Sonnenstand täglich verändert, variiert auch der optimale Neigungswinkel der Solaranlage.
Die ideale Neigung für eine Photovoltaikanlage variiert aufgrund der saisonalen Veränderungen der Sonneneinstrahlung täglich. Bei einem Informationsstand für Photovoltaik in Offenbach am Main soll der optimale Neigungswinkel für den 21. Juni präsentiert werden, wenn die Sonne mittags senkrecht über dem nördlichen Wendekreis bei rund 23 Grad steht. In der Innenstadt von Offenbach, die auf dem 50. Breitengrad liegt, beträgt der ideale Neigungswinkel für diesen Tag 27 Grad. Da die meisten Solarmodule in der Regel fest positioniert sind, sind sie das ganze Jahr über einer sich verändernden Sonneneinstrahlung ausgesetzt.
Planung der Photovoltaik Anlage
Die optimale Planung einer Photovoltaikanlage umfasst neben der optimalen Ausrichtung, die Ermittlung des idealen Neigungswinkels, um den maximalen Jahresertrag der Photovoltaikanlage auszulotender. Der Aufstellwinkel wird so gewählt, dass er im Jahresdurchschnitt der optimalen Modulneigung am nächsten kommt.
Im Durchschnitt beträgt die angestrebte Dachneigung für Photovoltaikanlagen in Deutschland liegt bei 20 bis 35 Grad, wenn das Dach eine maximale Abweichung von ± 40 (in südlicher Ausrichtung) aufweist. Wenn die Solarmodule nach Westen, Osten oder Norden ausgerichtet sind und der Azimut also mehr als ± 40 Grad beträgt, sollte die Neigung im Verhältnis zur Abweichung von Süden sukzessive verringert werden.
Beispiel für Planung einer Photovoltaik Anlage
Eine Familie plant eine Photovoltaikanlage auf dem Dach ihres Hauses in Offenbach am Main. Bevor das Unternehmen die Ausrichtung und die Neigung der Anlage bestimmt, analysieren die Beteiligten das Verhältnis zwischen Ausrichtung und Neigungswinkel. Der Standort hat eine globale horizontale Sonneneinstrahlung von 1132,3 kWh pro Quadratmeter. Die geplante Solaranlage hat eine Leistung von 6 kWp. Die Grafik zeigt die prozentualen Abweichungen des Ertrags der Anlage in Abhängigkeit von der Ausrichtung und Neigungswinkel. In der Abbildung sind die optimalen Neigungswinkel für verschiedene Ausrichtungen der Anlage dargestellt.
