Photovoltaikanlage

Erneuerbare Energien und Energiewende sind die (An-)Reizworte der letzten Jahre. Wer sich mit diesem Thema als Heimwerker auseinandersetzt, der kommt schon bald zu dem Schluss, für sich selbst eine Photovoltaik-Anlage zu erstellen, um Strom zu produzieren und eine Unabhängigkeit von den permanent steigenden Stromkosten zu erreichen.
Mit ein wenig handwerklichem Geschick kann auch der Heimwerker eine gut funktionierende und ertragreiche PV-Anlage installieren. Die notwendigen technischen Mittel dafür gibt es im Baumarkt und im Online-Shop via Internet.

Wichtige Voraussetzungen müssen aber geschaffen werden, damit eine Solar-Anlage auch ökologisch und ökonomisch sinnvoll eingesetzt werden kann. Um eine Solaranlage so einsetzen zu können, sind einige Standortfaktoren zu berücksichtigen. Nachstehend wollen wir auf die vier wichtigsten Faktoren näher eingehen: die Globalstrahlung, die Dachneigung, die Dachausrichtung und eine mögliche Verschattung.

Die Globalstrahlung

Unter der Globalstrahlung im Rahmen der Errichtung einer Photovoltaik-Anlage versteht man die Menge an solarer Strahlungsenergie (direkte und diffuse Strahlung), die auf einen Quadratmeter horizontaler Empfangsfläche innerhalb eines Jahres auftrifft. Diese Menge ist für jeden Ort in Deutschland verschieden und daher die erste wichtige Größe bei der Errechnung etwaiger PV-Erträge.

Die Globalstrahlung ist abhängig vom jeweiligen Standort der Solaranlage, von der Tageszeit, der Jahreszeit und vom Wetter. Je südlicher der Standort, desto größer ist der Ertrag an Sonnenstrahlung. Auch die Jahreszeit spielt eine Rolle, denn im Sommer ist in der Regel mit einer größeren Solarausbeute zu rechnen als im Winter.

Um eine genauere Planungsgrundlage zu haben, benutzt man zweckmäßigerweise Strahlungsdatenkarten, die vom Deutschen Wetterdienst (DWD) bezogen werden können. Insgesamt kann man sagen, dass in Süddeutschland eine um 20% höhere Sonnen-Strahlungsintensität herrscht als in Norddeutschland. Als Durchschnittswert ist ermittelt worden, dass man in Norddeutschland etwa 900 bis 1.000 kWh/m2 und Jahr und in Süddeutschland etwa 1.200 kWh/m2 und Jahr aus Globalstrahlung erwarten kann.

Dachneigung

Die oben bei der Globalstrahlung angegebenen Werte beziehen sich auf die optimale Position der Solarmodule zur Sonne. Daher ist der nächste entscheidende Faktor für die Ertragsfähigkeit der Anlage die Dachneigung des Daches, das die Photovoltaikanlage aufnehmen soll. Die Sonne geht im Tagesverlauf auf und unter und hat dabei immer einen anderen Winkel zur Solaranlage. Der optimale Winkel (der 12 Uhr mittags erreicht wird), der die höchsten Erträge garantiert, sollte 90 Grad betragen. Man kann also leicht erkennen, dass eine Solaranlage in Deutschland vom Optimum weit entfernt ist.

Man kann allerdings mit einer ein- oder  zweiachsigen Nachführung der Solarmodule den Ertrag erhöhen. Dies ist eine kostenträchtige Arbeit für Experten; laut verschiedener Berechnungen kann die so erzielte Ertragserhöhung maximal 30 % betragen.

Die Dachneigung sollte daher zwischen 30 und 35 Grad liegen, was auf die meisten Satteldächer in Deutschland zutrifft. Allerdings sind auch Abweichungen bis zu 20 Grad im akzeptablen Bereich. Die Effizienz gegenüber der optimalen Dachneigung verringert sich nur um maximal 5 %. Dies gilt allerdings nur für die Südausrichtung, bei Abweichungen der Ausrichtung des Daches gelten dann andere, schlechtere Werte.

Dachausrichtung

Nach der Dachneigung hängt der Ertrag wie oben angedeutet auch von der optimalen Dachausrichtung ab. Optimale Dachausrichtung bedeutet, das Dach bzw. das Haus genau in südliche Himmelsrichtung auszurichten. Solche Ausrichtungen des Hauses kann man in der Regel nur bei einem Neubau planen, sofern der Bebauungsplan dies auch zulässt. Leider stehen die wenigsten Bestandsgebäude so optimal zur Sonne.

Jetzt ist die Lage hinsichtlich der optimalen Dachneigung von Bedeutung. Wenn das Dach die optimale Dachneigung aufweist, dann kann auch bei der Dachausrichtung eine Abweichung bis zu 45 Grad erfolgen, die dann auch nur geringe Ertragseinbussen von maximal 5% bedeuten.

Man darf aber auch zu bedenken geben, dass in Deutschland der Anteil der diffusen Sonnenstrahlung besonders hoch ist. Daher sind gute Erträge auch mit nicht optimaler Dachneigung und Dachausrichtung erzielbar.

Verschattung

Als letzter wichtiger Standortfaktor ist die mögliche Verschattung der Solaranlage abzuklären. Die Verschattung wird häufig nicht genügend beachtet. Man muss bedenken, dass Bäume schon in kurzer Zeit erheblich wachsen können und plötzlich das kleine Bäumchen neben dem Haus zu einem ausgewachsenen Riesen wird, der einen Teil der Solarmodule verschattet. Auch die Planung im Winter, wenn die Bäume keine Blätter haben, sollte den sommerlichen Laubbewuchs mit einkalkulieren.

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