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Photovoltaik Neigungswinkel: Tabelle, Rechner & Ausrichtung
Die präzise Einstellung des Neigungswinkels von Solarmodulen ist von essenzieller Bedeutung für die Effizienz und Leistung von Photovoltaikanlagen. In diesem Artikel werfen wir einen detaillierten Blick auf die verschiedenen Aspekte des Neigungswinkels und dessen Einfluss auf die Energieerzeugung. Von der Berechnung mithilfe von Solar Winkel Rechnern bis hin zur Anpassung bei Balkonkraftwerken – erfahren Sie, warum der richtige Neigungswinkel ein Schlüsselfaktor für den Erfolg Ihrer Solaranlage ist.
Das Wichtigste in Kürze:
- Bei einer Photovoltaik-Anlage ist je nach Breitengrad ein Neigungswinkel zwischen 30 und 40 % ideal.
- Solar Winkel Tabelle zeigt: Der optimale Neigungswinkel kann bis zu 20 % mehr Energieertrag ermöglichen
- Insbesondere bei begrenztem Raum, wie bei Balkonkraftwerken, spielt der Neigungswinkel eine zentrale Rolle.
- Eine saisonale Anpassung des Neigungswinkels führt zu einer durchschnittlichen Steigerung des Ertrags, ist aber mit zusätzlichen Kosten verbunden
- Online-Tools wie Solar Winkel Rechner helfen Ihnen die beste Neigung für Ihr Dach zu finden, egal ob Flachdach oder Schrägdach
Photovoltaik Neigungswinkel: Grundsätzliches für die PV-Planung
Der Begriff Photovoltaik-Neigungswinkel meint den Winkel, in dem die Solarmodule gegenüber der Horizontalen ausgerichtet sind. Es ist ein entscheidender Parameter in der Photovoltaik, der die optimale Ausrichtung von Solarmodulen für die Sonneneinstrahlung bestimmt.
Der optimale Photovoltaik Neigungswinkel
Der Neigungswinkel einer Photovoltaikanlage ist entscheidend für die Effizienz, da er sicherstellen soll, dass das Sonnenlicht optimal auf die Solarmodule trifft, besonders während der sonnen-intensivsten Stunden.
In Deutschland, wo die Sonne unterschiedlich hoch am Himmel steht, wird der Neigungswinkel so gewählt, dass über das ganze Jahr hinweg der höchstmögliche Ertrag erzielt wird. Dieser befindet sich im Durchschnitt zwischen 30 - 35 Grad, wobei er in Süddeutschland tendenziell etwas niedriger und in Norddeutschland etwas höher liegt.
Wichtig: die Module müssen nicht zwingend parallel zur Dachoberfläche installiert werden. Mittlerweile gibt es vielfältige technische Lösungen, um auch auf einem Schrägdach den Modulwinkel an den eigentlich optimalen Winkel anzupassen.
In den meisten Fällen ist der Mehraufwand jedoch nicht wirtschaftlich. Trotz Abweichungen vom optimalen Neigungswinkel sind noch immer 90 % des maximalen Ertrags möglich, solange die Neigung der Module zwischen 10 und 60 Grad liegt.
Ausrichtung und Neigung der Photovoltaik-Module
In der Planung von Photovoltaik-Anlagen werden Neigung und Ausrichtung meistens gemeinsam betrachtet. Das hat gute Gründe, denn die Kombination aus beiden Angaben ermöglicht eine erste valide Einschätzung für den Ertrag.
Die ideale Ausrichtung erfolgt nach Süden, wobei die Differenz von dieser perfekten Einstellung mithilfe des "Azimutwinkels" dargestellt wird. Dieser Winkel gibt die Abweichung von der Horizontalen an und variiert von 0 Grad im Süden über 90 Grad im Westen bis zu -90 Grad im Osten.
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von Brigitte M. aus Kassel
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SUCHENSolar Winkel Tabelle
Sie wissen, Ihr Dach zeigt tendenziell Richtung Süden – ist die Neigung der Module da wirklich so entscheidend? Die folgende Tabelle zeigt Ihnen, wie viel Auswirkung der Neigungswinkel auf den Sonnenenergie-Ertrag hat.
| Aus- richtung von Süden | Neigungs- | Ertrag in Prozent | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0° | 10° | 20° | 30° | 35° | 40° | 50° | 60° | 70° | 80° | 90° | ||
| 0° | Süd | 86,50% | 92,90% | 97,30% | 99,60% | 100% | 99,80% | 97,80% | 93,70% | 87,60% | 79,90% | 70,60% |
| 10° | SO/SW | 86,50% | 92,80% | 97,20% | 99,50% | 99,80% | 99,60% | 97,60% | 93,60% | 87,60% | 79,90% | 70,70% |
| 20° | 86,50% | 92,60% | 96,70% | 98,80% | 99,10% | 98,90% | 96,90% | 92,80% | 87% | 79,50% | 70,60% | |
| 30° | 86,50% | 92,10% | 95,80% | 97,60% | 97,90% | 97,50% | 95,50% | 91,60% | 85,80% | 78,60% | 70,10% | |
| 40° | 86,50% | 91,40% | 94,50% | 96% | 96% | 95,50% | 93,50% | 89,40% | 84% | 77% | 69% | |
| 50° | 86,50% | 90,50% | 93% | 93,90% | 93,70% | 93,20% | 90,70% | 87% | 81,40% | 74,90% | 67,30% | |
| 60° | 86,50% | 89,60% | 91,10% | 91,30% | 91% | 90,70% | 87,60% | 83,60% | 78,50% | 72,10% | 65% | |
| 70° | 86,50% | 88,40% | 89% | 88,40% | 87,90% | 86,80% | 84% | 80% | 74,90% | 69% | 62,10% | |
| 80° | 86,50% | 87,30% | 86,70% | 85,40% | 84,40% | 83,10% | 79,90% | 75,90% | 71% | 65,30% | 59% | |
| 90° | Ost-West | 86,50% | 86% | 84,40% | 82,10% | 80,70% | 79,20% | 75,60% | 71,40% | 66,60% | 61,20% | 55,30% |
| 100° | NO/NW | 86,50% | 84,70% | 81,90% | 78,60% | 76,80% | 75% | 71% | 66,70% | 61,90% | 56,80% | 51,30% |
| 110° | 86,50% | 83,50% | 79,50% | 75,10% | 72,90% | 70,70% | 66,30% | 61,80% | 57% | 52,10% | 47,30% | |
| 120° | 86,50% | 82,30% | 77,10% | 71,60% | 69% | 66,40% | 61,50% | 56,80% | 52,50% | 47,70% | 43,10% | |
| 130° | 86,50% | 81,20% | 74,90% | 68,40% | 65,30% | 62,20% | 56,80% | 52% | 47,60% | 43,50% | 39,40% | |
| 140° | 86,50% | 80,30% | 73% | 65,50% | 61,90% | 58,50% | 52,50% | 47,60% | 43,40% | 39,60% | 36% | |
| 150° | 86,50% | 79,50% | 71,40% | 63,30% | 59,30% | 55,60% | 48,80% | 43,60% | 39,60% | 36,30% | 33,10% | |
| 160° | 86,50% | 78,90% | 70,10% | 61,70% | 57,60% | 53,60% | 46,30% | 40,40% | 36,50% | 33,50% | 30,80% | |
| 170° | 86,50% | 78,50% | 69,40% | 60,80% | 56,60% | 52,50% | 44,90% | 38,50% | 34,40% | 31,60% | 29,30% | |
| 180° | Nord | 86,50% | 78,40% | 69,20% | 60,50% | 56,30% | 52,10% | 44,40% | 37,90% | 33,70% | 31% | 28,70% |
Wie diese Photovoltaik Neigungswinkel Tabelle verdeutlicht, können verschiedene Neigungswinkel nahe der optimalen Südausrichtung die besten Ergebnisse liefern, während bei Nordausrichtung Neigungswinkel über 20 % zu deutlich niedrigeren Effizienzwerten führen.
Besonders gute Werte:
- Neigungswinkel von 0° bei Südausrichtung erreicht nahezu 100 % Effizienz.
- Neigungswinkel von 10° bei Südost/Südwest-Ausrichtung erreicht ebenfalls nahezu 100 % Effizienz.
Gute Werte bis mittlere Werte:
- Neigungswinkel zwischen 20° und 40° bei verschiedenen Ausrichtungen erzielen Werte über 90 % Effizienz.
- Neigungswinkel zwischen 50° und 80° zeigen eine mittlere Effizienz von 81 % bis 90 %.
Schlechte bis ungeeignete Werte:
- Neigungswinkel von 90° (Ost-West-Ausrichtung) zeigen eine Effizienz von etwa 66 % bis 86 %.
- Neigungswinkel von 100° bis 180° bei Nordost/Nordwest- und Nordausrichtung erzielen Effizienzwerte unter 70 %, wobei Nordausrichtung die niedrigsten Werte um 28,7 % aufweist.
Solar Winkel Rechner nutzen
Was diese Werte im Detail für Ihr eigenes Dach bedeuten, und wie Ihre künftige PV-Anlage dimensioniert sein sollte, können Sie selbst mit der Hilfe von kostenfreien Solar Winkel Rechnern ermitteln. Diese Online-Tools ermöglichen es, mit detailreichen Geodaten den geeigneten Neigungswinkel für Ihre Solarmodule zu bestimmen.
Eine bekannte Möglichkeit für den europäischen Raum bietet das Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS). Die Funktionsweise von PVGIS umfasst die Eingabe von Standortkoordinaten, der Ausrichtung der Module und des Neigungswinkels. Das System greift dann auf umfangreiche meteorologische Daten zu, um den erwarteten Energieertrag unter verschiedenen Bedingungen zu berechnen.
Beispielsweise können Sie durch die Simulation unterschiedlicher Neigungswinkel den optimalen Wert identifizieren, der den höchsten Energieertrag über das Jahr hinweg gewährleistet.
| Neigungswinkel | PV-Energieerzeugung pro Jahr | Einstrahlung/Jahr auf Modulebene |
|---|---|---|
| 25° | 9899,99 kWh | 1239,65 kWh/m2 |
| 30° | 10017,95 kWh | 1253 kWh/m2 |
| 35° | 10079,35 kWh | 1259,5 kWh/m2 |
| 40° | 10085,72 kWh | 1259,24 kWh/m2 |
| 45° | 10036,78 kWh | 1252,26 kWh/m2 |
Was beachten beim Neigungswinkel
Ein Neigungswinkel unter 40° ist in den meisten Fällen vielversprechend, dabei sollte jedoch bedacht werden:
- Selbstreinigung: 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: In Regionen mit hohem Schneeaufkommen sollten Solarmodule mit einem Neigungswinkel von mindestens 30 Grad installiert werden, damit der Schnee abrutschen kann.
- Flachdach-Anlagen: Die Ausrichtung von PV-Anlagen auf Flachdächern lässt sich flexibler gestalten. Dazu brauchen Sie allerdings Aufständerungen, die mit zusätzlichen Kosten einhergehen.
- 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.
Saisonale Verschattung beim Neigungswinkel beachten
Durch die geneigte Erdachse ist der Sonnenstand auf der Nordhalbkugel im Sommer höher als im Winter. Logischerweise treffen die Sonnenstrahlen so auch in unterschiedlichen Winkeln auf die Solarmodule. Deutliche Einbußen sind im Ertrag deshalb nicht nur durch die geringere Anzahl von Sonnenstunden, sondern auch wegen der Neigung im Winter zu beobachten.
Hilfestellung: Um den optimalen Winkel für Photovoltaik zu berechnen, addieren Sie 15 Grad zu Ihrem Breitengrad (Winter) bzw. ziehen Sie 15 Grad von Ihrem Breitengrad ab (Sommer).
Am Beispiel Kiel, das auf dem 54. Breitengrad liegt, bedeutet das:
optimaler Photovoltaik-Neigungswinkel im Sommer 54° - 15° = 39°
optimaler Photovoltaik-Neigungswinkel im Winter 54° + 15° = 69°.
Der niedrigere Sonnenstand beeinflusst den Ertrag durch einen „schlechteren“ Winkel, kann aber darüber hinaus auch Verschattungen verursachen, die im Sommer nicht gegeben sind. Beispielsweise ist das der Fall, wenn die Sonne im Winter nur teilweise über ein angrenzendes Gebäude oder Bäume strahlt und dadurch für einige Zeit am Tag Schatten auf die Module geworfen wird. Ein steilerer Neigungswinkel kann dies korrigieren, ist allerdings nur bei nach Süden ausgerichteten Dächern zu empfehlen.
Neigungswinkel bei Balkonkraftwerk bestimmen
Balkonkraftwerke, also kompakte Photovoltaikanlagen und Stecker-Solargeräte für den Einsatz auf Balkonen oder Terrassen, erfordern eine präzise Anpassung des Neigungswinkels, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dachanlagen bieten Balkonkraftwerke oft begrenzten Platz und erfordern daher eine sorgfältige Ausrichtung der Solarmodule. Der Neigungswinkel spielt eine entscheidende Rolle, da er den Einfallswinkel des Sonnenlichts beeinflusst und somit direkten Einfluss auf den Energieertrag hat.
In diesem Zusammenhang werden verschiedene Neigungswinkel für Balkonkraftwerke betrachtet, wobei auch praktische Überlegungen zur Platzierung und Ausrichtung eine Rolle spielen:
- Eine präzise Einstellung des Neigungswinkels ermöglicht eine effiziente Nutzung des verfügbaren Platzes und maximiert die Stromproduktion bei Balkonkraftwerken.
- Da Balkonkraftwerke niedriger angebracht werden als Dachanlagen, tritt saisonale Verschattung hier häufig als Problemstellung auf.
- Eine saisonale Anpassung des Neigungswinkels berücksichtigt die Veränderungen in der Sonnenbahn über das Jahr hinweg.
- Dies ermöglicht Ihnen eine kontinuierliche Optimierung der Ausrichtung, um den Sonnenstrahlen immer im bestmöglichen Winkel zu begegnen.
Den idealen Solar Winkel durch Profis ermitteln
Sollten mehrere Komplikationen an Ihrem Standort zutreffen – eine starke Abweichung des Azimutwinkels und Verschattungen durch angrenzende Gebäude – ist es sehr ratsam, Solar-Fachwissen mit in die Planung einzubeziehen.
Wir empfehlen Ihnen, regionale Betriebe anzufragen. Diese wissen über die ertragreichen Solar-Neigungswinkel auf Ihrem Breitengrad und die meteorologischen Spezifika wie Sonnenstunden pro Jahr am besten Bescheid.
Zögern Sie nicht, mehrere Meinungen einzuholen und so aus dem besten Angebot auszuwählen. Über unser Tool erhalten Sie beispielsweise kostenfrei bis zu drei Angebote von unterschiedlichen Anbietern aus Ihrer Region.
Letzte Aktualisierung: 17.01.2024
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