Immer, wenn Solarzellen an einer Stelle fest montiert werden, stellt sich die Frage nach dem bestmöglichen Standort. Egal, ob nur eine einzelne Solarzelle, ein Solarmodul oder eine große Photovoltaikanlage errichtet wird. Um möglichst viel direkte Sonnenstrahlung einfangen zu können, müssen die Solarzellen optimal in Richtung Sonne zeigen.

 

Erhöhung des Ertrags

Damit der Ertrag der Solarzellen, bzw. Solarmodule, möglichst hoch ist, sollten drei Punkte beachtet werden:

  • Ausrichtung nach Süden
  • Neigung zum Himmel (möglichst im 30° Winkel)
  • Verschattungen vermeiden

Der Ertrag von Solarzellen hängt zudem noch von der Stärke der Sonnenstrahlung ab. Je mehr Sonnenstrahlung auf der Erde ankommt, desto mehr Energie kann durch die Solarzellen umgewandelt werden. (>> mehr)

 

Ausrichtung nach Süden
Die Energieerträge von Solarzellen sind umso höher, je genauer die Solarzellen in die Himmelsrichtung zeigen, in der sich die Sonne gerade befindet. Die Sonne geht morgens im Osten auf, steht dann mittags im Süden am höchsten und geht abends im Westen unter (siehe Abbildung unten). Werden die Solarzellen also in Richtung Süden ausgerichtet, können sie über den ganzen Tag Sonnenstrahlen einfangen. Der Winkel, um den die Ausrichtung der Solarzellen von Süden abweicht, nennt man Azimut.

Es gibt auch sogenannte Nachführsysteme. Durch diese Konstruktionen werden die Solarzellen automatisch gedreht, so dass sie immer in Richtung der Sonne ausgerichtet sind. (>> mehr)

7 - Planung - Sonnenstand

 

Neigung zum Himmel

7 - Planung - NeigungswinkelWerden Solarzellen auf einem schrägen Dach montiert, ist die Neigung zum Himmel durch das Dach bereits festgelegt. Werden die Solarzellen jedoch auf einem relativ flachen Untergrund montiert, z.B. auf einem Flachdach oder auf dem Erdboden, ist die Neigung der Solarzellen noch frei wählbar. Im optimalen Fall werden die Solarzellen so ausgerichtet, dass die Sonnenstrahlen immer im rechten Winkel auf die Solarzellen treffen (siehe Abbildung rechts). Weil sich die Höhe des Sonnenstandes über den Tag und das Jahr ändert, ist das nur bei Nachführsystemen möglich (siehe Abbildung oben). Für fest montierte Solarzellen muss ein Kompromiss gefunden werden. Die beste Neigung für Solarzellen beträgt in Deutschland 30° zur Erdoberfläche. Solarzellen, die in diesem Winkel aufgestellt sind, fangen die meisten Sonnenstrahlen ein. Wenn der Winkel der Neigung viel größer oder kleiner als 30° ist, sinkt der Ertrag der Solarzellen.

 

Verschattungen vermeiden

Eine Solarzelle funktioniert nur bei Sonneneinstrahlung. Bereits ein kleiner Schatten auf ein Solarmodul einer Photovoltaikanlage, kann einen Teil der Anlage lahm legen. Dadurch sinken die Erträge der Photovoltaikanlage. Ein solcher Schatten kann zum Beispiel durch einen Baum, eine Antenne oder einen Schornstein verursacht werden. Es ist daher notwendig, den Ort an dem die Solarzellen errichtet werden sollen, genau zu untersuchen. (>> mehr)

Warum sinken die Erträge so stark, wenn nur ein kleiner Teil der Anlage verschattet wird?

Eine Solarzelle wandelt die Energie der Sonne in elektrische Energie um. Wird die Solarzelle verschattet, dann erzeugt sie keinen elektrischen Strom mehr und es kann kein Strom mehr durch sie hindurch fließen. Ein Solarmodul besteht meistens aus vielen in Reihe geschalteten Solarzellen. Wird eine der Solarzellen verschattet, so ist die „Kette“ unterbrochen und es kann kein elektrischer Strom mehr fließen. Das ganze Solarmodul fällt aus.


Damit der Ertrag einer Solarzelle möglichst hoch ist, sollten Solarzellen immer nach Süden ausgerichtet sein und 30° zum Himmel geneigt sein. Wird eine Solarzelle verschattet, sinken ihre Erträge.

 

Quellen:
F. Kliche, I. Draeger (2011): Schulpacket Solarsupport – Sekundarstufe, 2. Auflage, Unabhängiges Institut für Umweltfragen, Berlin
V. Wesselak, S. Voswinckel (2012): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird, Springer Verlag, Berlin Heidelberg
S. Karamanolis (2009): Photovoltaik: Schlüsseltechnologie der Solarenergie, E. Karamanolis Verlag, Weilheim
K. Mertens (2013): Photovoltaik - Lehrbuch zu Grundlagen, Technologie und Praxis, 2. neu bearbeitete Auflage, Carl Hanser Verlag, München

Online Rechner

Wie hoch ist der jährliche Energieertrag der geplanten Photovoltaikanlage? (>> mehr)


Nachführsysteme

Sie drehen die Solarzellen automatisch in Richtung Sonne. (>> mehr)

Nachführsysteme haben Vor- und Nachteile. (>> mehr)

Zweiachsige Nachführsysteme sind am ergiebigsten. (>> mehr)


Energieertrag

Der Energieertrag einer PV-Anlage ist die gesamte elektrische Energie, die in einem bestimmten Zeitraum erzeugt wurde. 

Die elektrische Energie wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen.


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