Photovoltaik Neigungswinkel: Tabelle für die optimale Ausrichtung

Damit Photovoltaikmodule einen optimalen Solarertrag liefern können, müssen sie von möglichst viel Sonnenlicht erreicht werden. Idealerweise stehen sie dazu im 90-Grad-Winkel zur Sonne. Da die Sonne im Jahresverlauf aber wandert, ist es gar nicht so einfach, den optimalen Photovoltaik Neigungswinkel zu finden. Wir haben daher die wichtigsten Tipps für Dich, inklusive einer Photovoltaik Neigungswinkel Tabelle, Angaben zum optimalen Neigungswinkel für die verschiedenen Dacharten, wie Flachdach oder Satteldach, und Möglichkeiten zur Optimierung des Neigungswinkels mit einem Solar-Nachführsystem oder einer Aufständerung.

Der optimale Neigungswinkel für PV-Module

Um bestmögliche Erträge einzufahren, sollten PV-Module in Deutschland eine Neigung von 30 bis 35 Grad aufweisen. Dadurch sind sie im Mittel ideal zur Sonne ausgerichtet und die Sonnenstrahlung trifft im 90 Grad Winkel auf die Module. Da die Sonne im Jahresverlauf wandert und unterschiedliche Standorte auch einen unterschiedlichen Strahlungswinkel aufweisen, gilt grundsätzlich: Je südlicher der Standort, desto flacher ist der optimale Neigungswinkel für Solarmodule.

Warum ist der Neigungswinkel für die Photovoltaikanlage so wichtig?

Den richtigen Neigungswinkel zu bestimmen, ist ein wichtiger Schritt in der Planung der PV-Anlage. Das hat gleich mehrere Gründe:

Mehr Sonnenlicht bedeutet mehr Solarertrag

Das PV-Modul kann nur die Sonnenenergie in Solarstrom umwandeln, die es auch erreicht. Im Idealfall steht das PV-Modul dafür jederzeit im 90-Grad-Winkel zur Sonne, sodass die Sonnenstrahlen senkrecht auf das Modul treffen. In der Realität ist das aber nicht möglich, denn: Zum einen wandert die Sonne und der ideale Neigungswinkel ändert sich dadurch stetig. Zum anderen ist der mögliche Neigungswinkel oft schon allein durch die Dachart begrenzt, sodass die optimale Ausrichtung gar nicht möglich ist. Der optimale Neigungswinkel ist daher in der Regel nur ein Richtwert, den es gilt, möglichst gut zu erreichen.

Möglichkeit zur Ertragsoptimierung

Die Bestimmung des Neigungswinkels ist also eine Möglichkeit zur Ertragsoptimierung. Zwar kann bei Bestandsgebäuden die Dachneigung in der Regel nicht mehr angepasst werden, aber auch hier kann zum Beispiel durch ein Aufständerungssystem der Neigungswinkel und damit auch der Ertragswinkel optimiert werden. Außerdem gibt die Berechnung der Dachneigung einen ersten Überblick darüber, wie hoch die Solarerträge mit der geplanten PV-Anlage ausfallen würde und inwiefern die Investition rentabel wäre.

Der Selbstreinigungseffekt

Der Neigungswinkel ist außerdem noch relevant, weil damit auch ein gewisser Selbstreinigungseffekt einhergeht. Dadurch, dass die Module schräg angebracht werden, läuft Regen einfach herunter und befreit das Modul dabei von Verschmutzungen durch Pollen und Blätter. Auch das wirkt sich auf den Ertrag aus. Wären die Module horizontal angebracht, würden Schmutz und Wasser nicht ablaufen und mit der Zeit den Ertrag beträchtlich verringern.

Zusätzlich dient die Neigung auch einer Verminderung der Schneelast: Dieser kann durch die schräge Lage einfach abrutschen. Auch das wäre bei einer horizontalen oder zu niedrigen Neigung nicht möglich und das hohe Gewicht des Schnees würde womöglich zu Beschädigungen am Photovoltaikmodul führen.

Welcher Neigungswinkel ist optimal für die PV-Anlage?

Kurz gesagt: In Deutschland liegt der optimale Neigungswinkel für PV-Anlagen zwischen 30 und 35 Grad. Grundsätzlich wird der optimale Neigungswinkel niedriger, je südlicher der Standort der Anlage liegt. Konkret: Für eine Anlage in Süddeutschland wären 32 Grad optimal, während in Norddeutschland eher 37 Grad für optimale Erträge sorgen würden.

Außerdem kann der optimale Neigungswinkel auch immer nur auf einen kurzen Zeitraum bzw. einen durchschnittlichen Wert ausgerichtet sein, denn die Sonne wandert im Jahresverlauf. Eine Neigung von 30 Grad kann also im Sommer beste Erträge liefern, im Winter hingegen sogar für Einbußen sorgen. Hier wird versucht, auf das ganze Jahr gesehen bestmögliche Erträge zu erzielen, auch wenn das teilweise Verluste bedeutet.

Photovoltaik Neigungswinkel Tabelle

Welche Auswirkungen der Neigungswinkel auf den Ertrag hat, zeigt die Tabelle. Die Datengrundlage bildet dabei das Tool PV GIS, mit dem für denselben Standort die Jahreserträge bei einem kWp mit unterschiedlichen Dachneigungen und Azimutwinkeln berechnet wurden.

Die Auswirkung der Ausrichtung auf den optimalen Neigungswinkel

Ob die Module optimale Erträge einfahren können oder nicht, hängt nicht nur vom Neigungswinkel ab, sondern auch von ihrer Ausrichtung. Die beiden Werte haben eine Wechselwirkung aufeinander, es gilt: Je weiter der Azimutwinkel der Anlage von 0 abweicht, desto größer ist der Einfluss der Neigung auf den Ertrag. Konkret also: Bei einer Anlage, die nach Süden ausgerichtet ist, haben Abweichungen des Neigungswinkels weniger Einfluss auf den Ertrag, während beispielsweise bei Süd-West oder Ost-West-Anlagen Abweichungen des Winkels vom Optimum einen großen Einfluss auf den Ertrag haben.

Dachneigung berechnen

Wer nicht gerade eine PV-Anlage für einen Neubau plant, muss in der Regel mit dem Neigungswinkel arbeiten, den das Dach bereits hat. Aber wie berechnet man die Dachneigung? Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten:

• Dachneigung per App berechnen: Viele Smartphones haben mittlerweile bereits einen integrierten Neigungsmesser oder bieten passende Apps dafür. Dafür folgst Du einfach den Anweisungen und richtest die Kante Deines Smartphones an dem Dach aus. Das Handy ermittelt dann die Neigung und zeigt sie Dir auf dem Bildschirm an.
• Dachneigung im Bauplan ermitteln: In der Regel ist die Dachneigung auch im Bauplan vermerkt. Wer diesen schnell zur Hand hat, kann also auch schnell einen Blick hineinwerfen, um den Neigungswinkel für die PV-Anlage herauszufinden.
• Dachneigung per Formel ausrechnen: Alternativ kannst Du den Winkel auch direkt am Dach selber messen. Dafür nutzt Du einfach einen Winkelmesser oder ziehst selber einen Winkel und berechnest den Winkel mit dem Satz des Pythagoras (a²+b²=c²) und der Winkelfunktion a / c = sin (ß).

Optimaler PV-Neigungswinkel auf dem Flachdach

Ein Dach gilt als Flachdach, wenn es eine Neigung von weniger als 7 Grad aufweist. Das Dach muss mindestens eine Neigung von zwei Grad haben, um einen sicheren Regenwasserabfluss gewährleisten zu können. Der Vorteil an Flachdächern ist, dass PV-Module dort aufgeständert werden können und damit in Ausrichtung und Neigungswinkel flexibel sind.

Durch die Aufständerung müssen aber auch Verschattungen bedacht werden und entsprechend viel Abstand zwischen den Modulreihen gelassen werden.

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Flachdachaufständerung für Photovoltaikmodule

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Daher ist es hier oft sinnvoller, geringer Neigungswinkel zu wählen, dafür aber mehr Module auf der Dachfläche unterzubringen. Da die Neigung mindestens 15 Grad betragen muss, damit der Selbstreinigungseffekt eintreten kann, werden PV-Module auf Flachdächern in der Regel mit einer Neigung zwischen 15 und 20 Grad montiert.

Neigungswinkel optimieren: Aufständerung und Nachführsysteme

Nicht immer ist die Neigung des eigenen Dachs optimal und Solarerträge würden verloren gehen. Ist das der Fall, gibt es die Möglichkeit, mit Aufständerungen oder Nachführsystemen zu optimieren und den Solarertrag damit zu maximieren.

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Aufständerung auf Schrägdächern

Nicht nur auf Flachdächern, sondern auch auf Schrägdächern ist es mit der passenden Unterkonstruktion möglich, die PV-Module aufzuständern und damit den Neigungswinkel um fünf bis sieben Grad anpassen. Wie die Montagekonstruktionen angebracht werden, hängt dabei von dem Dach selber ab.

Nachführsysteme für PV-Anlagen

Ähnlich wie eine Sonnenblume sorgen Nachführsysteme dafür, dass das PV-Modul immer der Sonne zugewandt ist. So wird natürlich der bestmögliche Solarertrag erzielt, da das Modul nie verschattet wird oder einen schlechten Neigungswinkel aufweist. Gleichzeitig bedeutet ein Nachführsystem aber auch Mehraufwand in der Montage der PV-Anlage.

Insgesamt stellt sich daher die Frage, wann die Optimierung des Winkels durch eine Aufständerung oder ein Nachführsystem sich wirklich rentiert.