Holen Sie das Beste aus Ihrem Balkonkraftwerk heraus: Optimieren Sie die Ausrichtung Ihrer Solarmodule
Wer sich für eine Solaranlage entscheidet, möchte einen möglichst hohen Ertrag. Die Erträge hängen von verschiedenen Faktoren ab, unter anderem von der richtigen Ausrichtung der PV-Module. Vielleicht ist die Anordnung der PV-Module, aufgrund der Balkonart oder des Standorts, eingeschränkt. Dennoch sollten Sie immer versuchen, die beste Ausrichtung für die eigene PV-Anlage zu finden
Wie sich die Ausrichtung von Solarmodulen auf die Energieerzeugung auswirkt
Photovoltaik-Module fangen das Sonnenlicht ein und wandeln die Sonnenenergie in nutzbaren Strom um. Nur das Sonnenlicht, das auf das Modul trifft, kann verarbeitet werden. Bei einer Balkonkraftwerk Ausrichtung müssen die Module so positioniert werden, dass möglichst viele Sonnenstrahlen auf das Modul treffen. Neben der Ausrichtung, muss auch der Winkel zur Sonne richtig eingestellt werden.
Verschattungen müssen bei der Planung und Anordnung der Module berücksichtigt werden. Fällt Schatten auf ein Modul, fällt nicht nur dieses Panel aus. Die gesamte Anlagenleistung wird beeinträchtigt. Eine optimale Ausrichtung ist essentiell für beste Erträge und eine gute Rendite.
Vorteile der optimalen Ausrichtung von Solarmodulen für Ihr Balkonkraftwerk
Nur optimal ausgerichtete Module liefern den optimalen Ertrag. Letztlich kommt es auf die individuellen Voraussetzungen der Anlage an, in welcher Anordnung und Ausrichtung die Module effektiv arbeiten.
Eine Anlage im Norden Deutschlands ist einer anderen Sonneneinstrahlung ausgesetzt als eine Anlage im Süden. Man spricht hier von der sogenannten Globalstrahlung. Das ist die Gesamtmenge, der auf der Erdoberfläche eintreffenden Solarstrahlung.
Innerhalb Deutschlands ist die Globalstrahlung unterschiedlich. Im Norden liegt sie bei etwa 900 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr, im Süden sind über 1200 Kilowattstunden pro Quadratmeter möglich. Je nach Standard ändert sich die maximale Leistung einer Anlage. Je nach Standort unterscheidet sich außerdem der optimale Winkel der Solarmodule zur Sonne.
Maximierung der Energieeffizienz und der Energieeinsparungen
Lange galten nur Südanlagen als lukrativ und energieeffizient. Das stimmte vor allem, wenn der gesamte Strom gegen die Einspeisevergütung im Netz zur Verfügung gestellt wurde.
Mit dem heutigen Stand der Technik sind auch abweichende Ausrichtungen rentabel und teilweise sogar effektiver als Südausrichtung. Ost-West-Anlagen bringen hohe Erträge durch modernste Module.
Um die Anlage so zu planen, dass sie optimal bestrahlt wird, muss die Ausrichtung korrekt erfolgen. Dazu wird der Azimutwinkel gemessen. Azimut bezeichnet die Ausrichtung: Osten (-90°) Südost (-45°) Süden (0°) Südwest (45°) Westen (90°) Norden (+/- 180 °).
Bei einer optimalen Südausrichtung beträgt der Azimutwinkel 0°. Ein Azimutwinkel von - 90° bedeutet eine Ostausrichtung der Module, 45 °eine Südwest-Ausrichtung etc.
Solaranlagen in der Südausrichtung sind der höchsten Strahlung ausgesetzt. Vor allem zur Mittagszeit ist der Ertrag sehr hoch. Bei einer Ost-West-Ausrichtung wird die kräftige Mittagssonne nicht perfekt ausgenutzt, dafür aber die Morgen- und Abendsonne. Module werden immer leistungsfähiger und können auch diffuse Strahlung gut einfangen.
Erhöhung der Autarkie und Verringerung der Abhängigkeit vom Stromnetz
Achten Sie bei der Balkonkraftwerk Ausrichtung auch darauf, wie der Strom genutzt wird. Ein Modul nach Süden ausgerichtet zeigt eine schön ansteigende und wieder abfallende Leistungskurve. Sie beginnt ca. 8 Uhr morgens und endet um 19 Uhr abends. Die höchsten Werte liefern die Module zwischen 12 und 14 Uhr.
Wird die Anlage beispielsweise 45° Südost ausgerichtet, dann beginnt die Kurve früher, endet später und verläuft flacher. Sind Sie tagsüber oft nicht daheim, haben Sie dann morgens und abends länger Strom. Wer am Tag auf Höchstleistung Akkus laden will, kann Richtung Süden ausrichten. So verringern Sie Ihre Abhängigkeit vom Stromnetz weiter und erhöhen Ihre Autarkie.
Verbesserung der Gesamtleistung und Lebensdauer Ihres Balkonkraftwerks
Nicht nur die Ausrichtung, auch der Neigungswinkel der Module spielt eine große Rolle für die Gesamtleistung und die Lebensdauer der Anlage
Das meiste Sonnenlicht trifft auf das Modul, wenn es im 90°-Winkel zur Sonne steht. Doch die Sonne verändert ihre Position und damit den Einstrahlungswinkel. Das geschieht nicht nur im Laufe des Tages, sondern auch im Laufe eines Jahres.
Grundsätzlich gilt: je näher man am Äquator ist, desto höher steht die Sonne. Dementsprechend niedriger muss der Neigungswinkel der PV-Anlage ausfallen. In den deutschen Breitengraden bringt eine Neigung von 30 bis 35 Grad durchschnittlich den höchsten Ertrag (bei Solarthermieanlagen ist das anders).
Der Neigungswinkel ist auch aus anderen Gründen für den Ertrag entscheidend. Ab einem Winkel von 12 Grad setzt ein Selbstreinigungseffekt ein. Staub, Pollen und Dreck werden vom Regen vom Modul gespült. Das spart Kosten für regelmäßige, professionelle Reinigung, und verlängert die Lebensdauer der Module. Zum anderen bringen saubere Module einen höheren Ertrag. Verschmutzungen auf dem Modul werfen Schatten, die sich negativ auf die Leistung der gesamten Anlage auswirken.
Tipps zur Optimierung der Ausrichtung von Solarmodulen für Ihr Balkonkraftwerk
- Eine Ost-West-Ausrichtung nutzt die gesamte Tageslänge
- Eine Süd-Nord-Ausrichtung profitiert von der Kraft der Mittagssonne
- Im Norden Deutschlands ist die Globalstrahlung niedriger als im Süden
- Anlagen für Solarthermie haben eine andere Neigung als stromerzeugende Anlagen
- Achten Sie auf mögliche Verschattungen
- Spielen Sie verschiedene Szenarien auf einem Online-Solarrechner durch
Werkzeuge und Ressourcen zur Optimierung der Ausrichtung Ihres Balkonkraftwerks
Es gibt leistungsstarke Tools, die Sie unterstützen, bereits im Vorfeld die optimale Position und Ausrichtung für das Balkonkraftwerk zu bestimmen. .
Solar Pathfinder
Der Solar Pathfinder wird eingesetzt, um zu ermitteln, wo, wann und wodurch Schatten auf die Photovoltaik-Anlage Schatten wird. Der Solar Pathfinder ist mit Sonnenkarten für unterschiedliche Breitengrade ausgestattet. Befinden Sie sich außerhalb des kontinentalen Breitengrads 48 befinden, benötigen Sie eine zusätzliche Sonnenkarte.
Wenn Sie eine Solaranlage installieren möchten, hilft Ihnen der Pathfinder, den Schattenwurf der Umgebung zu analysieren. Sie legen die entsprechende Sonnenkarte auf die Unterlage und richten diese aus. Ist die PV-Anlage nach Süden ausgerichtet, legen Sie die Karte entsprechend aus, ein Kompass zu Orientierung ist vorhanden. Auch die magnetische Abweichung können Sie berücksichtigen.
Auf der Solarkarte sind unterschiedliche Linien eingezeichnet, Die senkrechten Linien entsprechen einer Stunde am Tag, die waagerechten Linien entsprechen einem Monat im Jahr. So lässt sich der Sonnenverlauf einzeichnen.
Jetzt setzen Sie die transparente, konvexe Kuppel auf die Karte. Diese Kuppel spiegelt, blicken Sie von oben darauf, haben Sie einen Panoramablick über den ganzen Standort. Alle Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse für die Sonne, sind auf der Oberfläche der Kuppel als Reflexionen deutlich sichtbar. Gleichzeitig kann das Sonnengang-Diagramm durch das durchsichtige Material gesehen werden.
Anhand der Sonnenlinie sehen Sie sofort, wieviel Schatten durch ein Gebäude oder einen Baum auf Ihre PV-Anlage fällt. Sie sehen, zu welchen Tageszeiten der Schatten fällt. Und Sie sehen, wie sich der Schatten zu verschiedenen Jahreszeiten verändert.
Sie können ein Foto machen, dann führt eine Software anhand dieses Bildes alle Berechnungen aus. Sie erhalten einen übersichtlichen Bericht, wieviel Schatten bei welcher Ausrichtung auf den Modulen entsteht und wieviel Leistung Sie dadurch verlieren. Sie können so Ihren Standort beurteilen und die Ausrichtung optimieren.
Online-Solar-Rechner
Mittlerweile gibt es hervorragende Online-Solarrechner, um die eigene PV-Anlage durchzurechnen. Solarflächen in unterschiedlichen Ausrichtungen mit unterschiedlichen Parametern können angelegt werden. Anhand des Standorts erhalten Sie genaue Einstrahlungsdaten, den Sonnenverlauf und die Sonnenstunden pro Jahr. Das Programm führt alle Berechnungen eigenständig durch.
Ganz wichtig ist die Ertrags- und Wirtschaftlichkeitsauswertung. Der Flächenertrag zeigt die Stromerzeugung pro Stunde je Monat. Hier lässt sich gut erkennen, zu welchen Zeiten die Solarproduktion am höchsten ist. So können Sie verschiedene Ausrichtungen und Neigungswinkel ihrer Solarpaneele prüfen.
Die Ausrichtung der Fläche wird von Süden aus betrachtet. 0 Grad entspricht einer genauen Ausrichtung nach Süden. + 90° einer Ausrichtung nach Westen, - 90 Grad einer Ausrichtung nach Osten. Sind Sie nicht sicher, in welche Himmelsrichtung die Dachseiten oder der Balkon zeigen, können Sie das über Google Maps herausfinden. Suchen Sie Ihr Haus heraus und orientieren sich am Kompass. Alternativ gibt es für viele Regionen sogenannte Solarkataster, sie funktionieren ähnlich wie Google Maps. Sie suchen ihr Haus und können, je nach farblicher Markierung, direkt sehen welche Ausrichtung das Dach hat. Anhand dieser Angabe können Sie Ihr Balkonkraftwerk positionieren.
