Was heißt Solarertrag?
Eine Photovoltaik-Anlage besteht aus zu Solarmodulen zusammengesetzten Solarzellen. Jede dieser Solarzellen erzeugt aus der Energie in den Sonnenstrahlen, die auf sie auftreffen, nutzbaren Strom. Die Menge dessen ist der energetische Ertrag der Anlage. Er wird auch Solarertrag oder kurz: Ertrag genannt. Doch wie viel Sonnenenergie landet auf Ihrer Photovoltaik-Anlage an einem Standort in Deutschland?
Umwelt-Faktoren, die den Ertrag der Photovoltaik-Anlage beeinflussen
Für eine in Deutschland installierte Photovoltaik-Anlage lässt sich die jährliche Strahlungsmenge der Sonne in Kilowattstunden (kWh) so beziffern: Während auf den Norden des Landes pro Quadratmeter (m2) etwa 980 kWh im Jahr auftreffen, sind es im Süden etwa 1170 kWh/m2. Diese Globalstrahlung ist ein wichtiger Kennwert zum Berechnen des Ertrags einer Photovoltaik-Anlage.
Richtwert: Nach Abzug der natürlichen Strahlungsverluste können Sie in Süd-Deutschland von etwa 850 bis 1.000 kWh Stromertrag pro Kilowattpeak (kWP) installierter Photovoltaikleistung ausgehen.
Die Globalstrahlung ergibt sich aus der Summe der direkt und diffus auftreffenden Strahlen. Direkte Strahlen landen ohne Umwege von der Sonne auf der Erde. Anders diffuse Strahlen: Sie werden schon auf dem Weg zur Erde von den in der Atmosphäre befindlichen Partikeln (vor allem Staub) absorbiert, gestreut und reflektiert, so dass sie erst nach Umwegen auf der Erde auftreffen. Von der direkten Strahlung heißt es, sie sei intensiver als die diffuse. Wobei ein wolkenverhangener Himmel keine direkten Sonnenstrahlen zulässt, so dass die gesamte auf die Anlage auftreffende Strahlung (Globalstrahlung) diffus ist. Übers Jahr gesehen halten sich beide Strahlungsarten in etwa die Waage, auf Photovoltaik-Anlagen in Deutschland treffen innerhalb eines Jahres demnach ebenso viele direkte wie diffuse Sonnenstrahlen auf.
Wissen muss man, dass die Globalstrahlung stetig variiert: Sie verändert sich in Abhängigkeit von den Faktoren
- Standort,
- Klima und Wetter am Standort,
- Tageszeit
- und Jahreszeit.
Die Globalstrahlung ist unter anderem abhängig vom Sonnenstand, denn dieser beeinflusst den Weg der Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre hindurch. Es gilt: Je höher die Sonne über dem Standort der Photovoltaik-Anlage steht, desto kürzer ist der Weg für die Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre mit ihren für Umlenkung sorgenden „Störpartikeln“. Das bedeutet, dass ein hoher Sonnenstand mit einer höheren Intensität der Globalstrahlung einhergeht – der Grund, warum sie aus Prinzip
- mittags höher als am Abend,
- im Süden höher als im Norden (in Süddeutschland etwa ein Fünftel höher als in Norddeutschland)
- und im Sommer höher als im Winter ist.
Damit haben Sie die Globalstrahlung als die Größe kennengelernt, die den möglichen Ertrag Ihrer Photovoltaik-Anlage begrenzt – und als eine Größe, die Sie nicht beeinflussen können. Das trifft auf die folgenden Standort-Faktoren nicht zu:
Standort-Faktoren, die den Ertrag der Photovoltaik-Anlage beeinflussen
Während Sie weder am Stand der Sonne, dem Sender der energiereichen Sonnenstrahlen, noch am Klima und dem daraus resultierenden Wetter rütteln können, lässt sich die Photovoltaik-Anlage, als Empfänger der Solarenergie, optimal in Richtung Sonne installieren, um möglichst viele ihrer Sonnenstrahlen zu empfangen. Dabei müssen Sie Folgendes beachten:
- Verschattung am Standort
Jeder Schatten, der auf die Solarmodule fällt, mindert deren Ertrag. Denn das schattenverursachende Element (zum Beispiel ein Hügel, Berg, Baum, Gebäudeteil wie ein Schonstein oder Turm oder ein anderes Gebäude) steht zwischen der Sonne und den Solarzellen und hindert einen Teil der Sonnenstrahlen daran, auf die Anlage zu treffen. Das künftige Solardach sollte deshalb an einem Standort stehen, der auf Dauer unverschattet ist. Weder Hügel und Berge, noch Bäume, Teile des Gebäudes oder andere Gebäude sollten ihren Schatten über die Anlage wandern lassen können.Unser Tipp: Beachten Sie hier unbedingt den variierenden Sonnenstand im Jahresverlauf: Ein Baum, dessen Schatten im Sommer bei hochstehender Sonne (noch) kein Problem ist, kann im Winter bei tiefstehender Wintersonne zum Problem werden.
- Dach
Das Dach trägt die Photovoltaik-Anlage. Es muss folgenden Anforderungen gerecht werden:
- Dachbeschaffenheit
Vorausgesetzt, die Statik stimmt, lassen sich Photovoltaik-Anlagen auf fast jedes Dach installieren, ganz gleich, mit welcher Dacheindeckung diese gedeckt sind. Für jede Dacheindeckung gibt es mittlerweile passende Halterungen.In den meisten Fällen wird die Photovoltaik-Anlage auf die Dacheindeckung montiert (sogenannte Aufdachmontage). Die für Großdächer typischen Trapezbleche bieten beste Voraussetzungen für die Installation, denn sie sind montagefreundlich und sorgen für eine optimale Dachausnutzung. Soll eine Anlage auf ein mit Dachpfannen eingedecktes Dach, ist dies dagegen aufwendiger, weil die Installation schwieriger ist. Alternativ könnte die Photovoltaik-Anlage auch einen Teil der Dacheindeckung ersetzen (sogenannte Indachmontage). Im Vergleich zur Aufdachmontage müssen Sie bei einer Indachmontage mit
- höheren Installationskosten,
- einer Menge Dacheindeckungsmaterial, das eingelagert oder entsorgt werden muss,
- und einer leicht reduzierten Anlagenleistung (bis 5 Prozent) rechnen.
Sonderfall: Asbestdach
Sollte Ihr Bestandsdach aus Eternit bestehen, besteht die Gefahr, dass die Faserzement-Platten Asbest enthalten. Auf Asbest darf grundsätzlich nicht mehr gebaut werden – stattdessen muss dieser fachgerecht saniert werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass Ihr Dach asbesthaltig ist, ist dann hoch, wenn das Gebäude vor 1990 gebaut worden ist.
- Dachneigung
In der Regel können Solarmodule auf das bestehende Dach Ihres Gebäudes problemlos aufmontiert werden. Das Dach gibt dabei den Neigungswinkel der Anlage vor: Je nach Dachtyp – Schrägdach oder Flachdach – ist der Neigungswinkel mal steiler und mal flacher, da gilt: Dachneigung ist gleich Modulneigung. Höchsterträge fährt eine Photovoltaik-Anlage ein, auf die die Sonnenstrahlen in einem rechten Winkel (senkrecht im 90-Grad-Winkel) auftreffen. Das Ideal ist bei fest installierten Solarmodulen kaum erreichbar, da die Sonne im Tages- und Jahresverlauf stetig am Himmel wandert.
Unser Tipp: Es gibt die Möglichkeit, die Solarmodule so zu installieren, dass sie sich entsprechend dem Weg der Sonne am Himmel nachführen lassen. Man unterscheidet hier zwischen einer ein- und zweiachsigen Nachführung. Allerdings lohnt es wegen der vielen diffusen Strahlen in unseren Breiten kaum, die teureren und aufwendiger zu installierenden Nachführungssysteme zu installieren. Das höchste Mehr an Ertrag wird für einen deutschen Standort auf weniger als ein Drittel beziffert.Für deutsche Solardächer gilt generell, die Solarmodule so zu installieren, dass sie im Verlauf eines Jahres (Jahressumme) Höchstertrag liefern.
Der dafür beste Neigungswinkel liegt hierzulande zwischen 30 und 35 Grad. Doch keine Sorge: Auch wenn Ihr Dach nicht so optimal geneigt ist, erwirtschaften Sie noch genug Solarstrom! Denn selbst Abweichungen vom Ideal um plus/minus 20 Grad gelten immer noch als günstig: Sie mindern die Solarstrahlung im Vergleich zum Optimum höchsten um bis zu fünf Prozent.Auf sehr ungünstig geneigten Steildächern und generell aus Flachdächern werden die Solarmodule im optimalen Neigungswinkel aufgeständert. Das gelingt mit speziellen Halterungen aus Metall.
- Dachausrichtung
Die Ausrichtung des Dachs gen Sonne am Himmel (Himmelsrichtung) nimmt zusammen mit der Dachneigung maßgeblich Einfluss auf den Ertrag der Photovoltaik-Anlage. Idealerweise, weil ertragsmaximierend sind das Dach und damit die Module in Deutschland nach Süden ausgerichtet. Der sogenannte Azimutwinkel beträgt dann Null Grad. Doch die Ertragseinbußen sind bei gering vom Optimum abweichender Ausrichtung nur leicht. Selbst wenn Ihre Solardach gen Südwesten oder Südosten zeigt, büßen Sie lediglich fünf Prozent an Ertrag ein. Und sogar nach Osten und Westen ausgerichtete Solardächer machen hierzulande noch ordentlichen Ertrag.
Unser Tipp: Insbesondere dann, wenn die Anlage wie bei der Solardach-Vermietung typischerweise sehr groß ist, lohnt sich deren Betrieb also allemal.Sie kennen jetzt die von Ihnen unveränderlichen naturgegebenen Faktoren und die am Standort der Photovoltaik-Anlage optimierbaren Faktoren, die den Ertrag derselben beeinflussen – und können diese bei der Planung und Installation Ihrer Anlage berücksichtigen.Sie wollen mehr zum Thema Dachvermietung lesen? Dann empfehlen wir unseren Ratgeber zur Dachpacht zum kostenlosen Download! Jetzt Ratgeber runterladen