Photovoltaik Ausrichtung

Die Ausrichtung einer Photovoltaikanlage beeinflusst den zu erwartenden Ertrag. Jedoch sind selbst größere Abweichungen von den optimalen Werten meist nur mit geringen Ertragseinbußen verbunden. Ebenso wichtig ist die Vermeidung von Verschattungen.
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    Photovoltaik: Welche Ausrichtung der Anlage ist die beste? 

    Die Ausrichtung von Photovoltaikanlagen auf Hausdächern ist durch die Lage des Hauses und die Dachform größtenteils vorgegeben. Daher ist es wichtig, bereits bei der Planung die Ausrichtung der Photovoltaikanlage und auch den Neigungswinkel zu berücksichtigen und auf dieser Grundlage zu ermitteln, ob die Anlage wirtschaftlich betrieben werden kann. Ob Ihr Haus grundsätzlich eine gute Ausrichtung einer PV-Anlage zulässt, verrät dieser Ratgeber. 

    Grundsätzliches zur optimalen Ausrichtung von Photovoltaik

    Die Ausrichtung gehört zu den wichtigsten baulichen Anforderungen, die ein Haus für die Installation einer Photovoltaikanlage erfüllen muss. Den höchsten Ertrag erzielt eine PV-Anlage, wenn das Sonnenlicht während möglichst vieler Stunden im rechten Winkel auf die Solarzellen trifft. Dieser Idealzustand lässt sich zum einen durch die Ausrichtung des Hauses (in Bezug zur Himmelsrichtung), zum anderen durch den Neigungswinkel der Solarmodule beeinflussen ‒ beides Größen, die bei einem Neubau berücksichtigt werden sollten, bei bestehenden Gebäuden aber nur innerhalb gewisser Grenzen anpassbar sind. 

    Da die Solarmodule in aller Regel fest auf dem Hausdach installiert werden, kann die Ausrichtung einer Photovoltaikanlage auf einem Schrägdach ‒ der dominierenden Dachform in Deutschland ‒ immer nur ein Kompromiss sein. Photovoltaik auf einem Flachdach lässt sich flexibler ausrichten, doch auch hier sind der Optimierung Grenzen gesetzt. 

    Die gute Nachricht ist: Die meisten Schräg- und auch Flachdächer sind für PV-Anlagen gut geeignet. Geringe und selbst größere Abweichung von der „besten“ Ausrichtung beeinträchtigen die Photovoltaik-Erträge nur geringfügig. Wichtiger ist, dass die PV-Anlage weitestgehend frei von Verschattungen bleibt. Diese werden – auch mit Blick in die Zukunft – bisweilen vernachlässigt und führen dann tatsächlich zu großen Ertragseinbußen. 

    Tipp: Prüfen Sie vor der Planung der Photovoltaikanlage die Ausrichtung Ihres Hausdaches, indem Sie den Bauplan zurate ziehen. 

    Wichtiger Hinweis

    In diesem Ratgeber geht es um die optimale Ausrichtung von Photovoltaikanlagen. Umgangssprachlich werden diese auch als „Solaranlagen“ bezeichnet. Dabei handelt es sich jedoch um einen Oberbegriff, denn zu den Solaranlagen gehören auch Solarthermieanlagen. Wenn Sie sich also über die beste Ausrichtung einer Solaranlage informieren möchten, kommt es entscheidend darauf an, um welche Art der Anlage es sich handelt.

    Die optimale Ausrichtung einer PV-Anlage

    Während der Mittagsstunden, wenn die Sonneneinstrahlung besonders stark ist, steht die Sonne im Süden. Somit wird eine PV-Anlage idealerweise vollständig nach Süden ausgerichtet. Jedoch sind Abweichungen von dieser perfekten Ausrichtung der Photovoltaikanlage durchaus akzeptabel. Sie werden mithilfe des sogenannten „Azimutwinkels“ angegeben, der die Abweichung von der Horizontalen angibt. In der Astronomie und der Kartographie werden damit Abweichungen von der nördlichen Richtung angegeben, im Zusammenhang mit der Ausrichtung von Photovoltaikanlagen ist die Abweichung von Süden gemeint:

    • Im Süden beträgt der Azimutwinkel genau 0 Grad.
    • Eine Ausrichtung exakt nach Westen bezeichnet man mit 90 Grad, eine Ausrichtung nach Osten mit −90 Grad.
    • Ein Azimutwinkel von 45 Grad meint eine Ausrichtung nach Südwesten, ein Winkel von −45 Grad eine Ausrichtung nach Südosten. 

    Eine Abweichung von der idealen (südlichen) Ausrichtung für PV-Anlagen ist bis zu 45 Grad unproblematisch. Eine Anlage, die nach Südwest oder nach Südost ausgerichtet ist, erzielt noch etwa 95 % des maximal möglichen Ertrags. Selbst bei einer Ost-West-Ausrichtung der Photovoltaik, das heißt also mit zwei Teilanlagen mit einem Azimutwinkel von 90 bzw. −90 Grad, sind noch immer 80 % des Höchstertrags möglich. 

    Tipp: Tatsächlich kann eine Photovoltaikanlage in Ost-West-Richtung sogar Vorteile mit sich bringen, wenn die PV-Anlage für den Eigenverbrauch, aber ohne Stromspeicher betrieben wird. Die Anlage produziert dann nämlich zwar weniger Strom, erreicht dabei aber täglich zwei Leistungshochs, einmal am Morgen und einmal am Abend. Für Berufstätige, die tagsüber nicht zu Hause sind, ist diese Verteilung der Stromerzeugung günstig. Darüber hinaus kann bei einer Ost-West-Ausrichtung die gesamte Dachfläche (nicht nur wie sonst die nach Süden gewandte Seite) für die Installation der Solarmodule genutzt werden.

    PV-Anlagen, die nach Norden ausgerichtet sind, erzielen tatsächlich deutlich geringere Erträge und erreichen nur etwa 50 % des möglichen Potenzials. Somit sind sie in aller Regel nicht wirtschaftlich. Das gilt auch für die Ausrichtung von Photovoltaik nach Nordwest oder Nordost. 

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    Der optimale Neigungswinkel für Photovoltaik

    Der Neigungswinkel einer Photovoltaikanlage sollte so gewählt werden, dass das Sonnenlicht möglichst häufig – und insbesondere während der sonnenintensivsten Stunden – im rechten Winkel auf die Solarmodule trifft. Jedoch steht die Sonne sowohl während des Tages als auch während des gesamten Jahres unterschiedlich hoch am Himmel: Den Höchststand erreicht sie in Deutschland während der Mittagsstunden im Sommer; im Winter sowie morgens und abends steht sie niedriger. 

    Da die PV-Anlage aber in den meisten Fällen unbeweglich auf dem Dach montiert wird, wählt man einen Neigungswinkel, der über das ganze Jahr betrachtet den höchstmöglichen Ertrag begünstigt. In Deutschland liegt dieser Neigungswinkel für Photovoltaikanlagen bei 30–35 Grad – tendenziell in Süddeutschland etwas niedriger (da die Sonne etwas höher steht) und in Norddeutschland etwas höher. 

    Korrekturen des Neigungswinkels um wenige Grad sind möglich, die Module müssen nicht zwangsläufig parallel zur Dachoberfläche installiert werden. Allerdings sollte auch hier der zusätzliche Ertrag die höheren Kosten rechtfertigen. In den meisten Fällen lohnt sich der Aufwand jedoch nicht. 

    Wie bei der Ausrichtung der Photovoltaikanlage gilt auch für den Neigungswinkel: Abweichungen vom Optimum sind unproblematisch. Bei einer Neigung der Module zwischen 10 und 60 Grad sind noch immer 90 % des maximalen Ertrags möglich. Zu beachten ist allerdings, dass es bei Photovoltaikanlagen mit einer Ost-West-Ausrichtung zu Verschattungen durch das Dach selbst kommt. Deshalb ist in diesem Fall, soweit möglich, ein kleinerer Neigungswinkel sinnvoll. 

    Mindestens ebenso wichtig: die Vermeidung von Verschattungen

    Während selbst größere Abweichungen von der idealen Ausrichtung nur Leistungseinbußen von 5–20 % mit sich bringen, können dauerhafte Verschattungen den Ertrag der Anlage deutlich reduzieren. Grund für Verschattungen sind beispielsweise Bäume, andere Gebäude, Schornsteine oder auch das Dach selbst. Je nach Schaltung kann ein einziges verschattetes Modul den Ertrag des gesamten Strangs vermindern. Bisweilen ist es die bessere Lösung, einzelne Module zu bestimmten Tageszeiten abzuschalten, um diese Auswirkung zu vermeiden.

    Bei der Planung der Ausrichtung Ihrer Photovoltaikanlage ist es wichtig, auch an die Zukunft zu denken: Umstehende Bäume, die derzeit noch nicht zu Verschattungen führen, wachsen. Es kann ebenfalls sein, dass in Ihrer Nachbarschaft neue Gebäude errichtet werden. Photovoltaikanlagen haben schon heute eine Lebensdauer von 20 Jahren und mehr – eine zukunftsorientierte Planung ist daher unerlässlich. Wird die Anlage im Sommer geplant, muss auch berücksichtigt werden, dass es im Winter aufgrund des niedrigeren Sonnenstands zu mehr Verschattungen kommen kann.

    Pv Anlage Verschattung Durch Schnee
    Verschattungen durch Schornsteine, Bäume, Schnee im Winter oder ähnlichem gilt es zu vermeiden

    Weitere Tipps zur optimalen Ausrichtung von PV-Anlagen

    Die folgenden Hinweise tragen ebenfalls dazu bei, die Ausrichtung je nach Standort der Anlage bestmöglich zu wählen:

    • Selbstreinigung beachten. Erst ab einem Neigungswinkel von ca. 12 Grad setzt der selbstreinigende Effekt der Solarmodule ein. Ist dieser nicht gegeben, sollte eine regelmäßige Reinigung der PV-Anlage einkalkuliert werden. 
    • Schneelast bedenken. In Regionen mit hohem Schneeaufkommen sollten Solarmodule mit einem Neigungswinkel von mindestens 30 Grad installiert werden, damit der Schnee abrutschen kann. 
    • Kosten für Anlagen auf Flachdächern kalkulieren. Die Ausrichtung von PV-Anlagen auf Flachdächern lässt sich flexibler gestalten. Dazu brauchen Sie allerdings Aufständerungen, die mit zusätzlichen Kosten einhergehen.
    • Bei starker Südabweichung Neigungswinkel korrigieren. Je stärker die Ausrichtung der PV-Anlage von Süden abweicht, desto kleiner sollte der Neigungswinkel gewählt werden. So lassen sich mit einem Winkel von 0 bis 20 Grad auch bei Ost-West-Anlagen noch etwa 90 % des maximalen Ertrags erreichen. Umsetzen lässt sich die Korrektur jedoch meist nur auf Flachdächern.

    Nicht zuletzt gibt es auch Nachführsysteme für Photovoltaikanlagen. Diese richten die Solarmodule entweder nur vertikal oder auch in beiden Richtungen nach dem Sonnenstand aus. Jedoch sind Nachführsysteme trotz der deutlichen Ertragssteigerung aufgrund der geringen Größe und der verhältnismäßig hohen Kosten für Privatbetreiber in der Regel nicht lohnenswert und ohnehin eher für Freiflächen-PV-Anlagen gedacht.

    In jedem Fall sollte die Planung der PV-Anlage mit einem Experten durchgeführt werden. Dieser berechnet die insgesamt günstigste Ausrichtung der Photovoltaikanlage und berücksichtigt dabei auch Aspekte, die für Laien nicht ohne Vertiefung nachvollziehbar sind. 

    Ausrichtung Photovoltaik
    Nachgeführte Photovoltaikanlage

    Die optimale Photovoltaikausrichtung auf einen Blick

    • optimale Ausrichtung für Photovoltaikanlagen: nach Süden
    • Ausrichtung nach Südwest oder Südost: Ertragsverlust unter 5 %
    • Ost-West-Ausrichtung: Ertragsverlust ca. 20 %
    • Ausrichtung nach Norden: nicht empfehlenswert
    • optimaler Neigungswinkel für Photovoltaikanlagen: 30–35 Grad
    • PV-Anlagen in Süddeutschland: Neigungswinkel etwas kleiner wählen
    • PV-Anlagen in Norddeutschland: Neigungswinkel etwas größer wählen

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