2023 galt bereits als Rekordjahr im Photovoltaikausbau. Über eine Millionen Photovoltaik- und mehr als 500.000 Speichersysteme wurden verbaut, meldete der Bundesverband Solarwirtschaft. Mit Blick auf das Energiewendeziel sind das wichtige Schritte. Immerhin soll ein Viertel des Strombedarfs in Deutschland bis zum Jahr 2030 durch Photovoltaikstrom gedeckt werden.

Damit das gelingt, müssen das wachsende Umweltbewusstsein, die staatlichen Richtlinien und die technologischen Fortschritte aufeinander abgestimmt sein. In Deutschland sind insgesamt 81,4 GW Photovoltaikleistung verbaut. Damit wir die Zielvorgabe erreichen, ist ein Ausbau auf 215 GW nötig. Ein hohes Ziel, für das es Flächen, Investitionen und Menschen braucht. 2022 arbeiteten laut BMWK 84.100 Menschen in Deutschland in der Solarbranche. 2011 waren es fast doppelt so viele. Nach dem starken Markteinbruch in den 2010er-Jahren erholt sich die Branche langsam wieder.

Doch die internationale Bühne stand in den vergangenen Jahren nicht still. Im Mittel um 40 Prozent stieg die pro Jahr weltweit neu installierte Photovoltaikleistung in den Jahren 2020 bis 2023 an. Allein ca. 400 Gigawatt Leistung waren es laut Bloomberg NEF 2023. Die sinkenden Modulpreise sind einer der Faktoren, die dazu beitragen. In vielen Ländern zählt die PV-Energie mit Abstand zu den günstigsten Arten der Stromversorgung. Seine Vorreiterrolle hat Deutschland dabei längst an China abgetreten. Mit 250 GW neu installierter Leistung ist das Land inzwischen für 60 Prozent des globalen Photovoltaikwachstums verantwortlich. Mit insgesamt über 660 GW Leistung lässt China die Nummer 2 der Tabelle, die USA mit 169 GW, weit hinter sich. Deutschland ist auf Platz 5 abgerutscht.

Die wachsende Nachfrage nach PV-Anlagen

Doch wichtiger als Ranglisten und Vergleiche ist das Potenzial, das unser Land zu bieten hat. Ohne, wie oft von Kritikern proklamiert, in Konflikte mit Landwirtschaft oder Naturschutz geraten zu müssen, könne Deutschland das Ausbauziel problemlos erreichen, betont der Report «Aktuelle Fakten zur Photovoltaik» des Fraunhofer Institutes. Allein im Gebäudebereich besteht das technische Potenzial für 1000 GW. Lediglich zehn Prozent des Dachpotenzials würden derzeit genutzt. Innovationen machen es möglich zunehmend auch Bestandsgebäuden und herausfordernde Gebäude auf erneuerbare Energiequellen sicher und nachhaltig umzurüsten. In diesem Feld gibt es also wirtschaftliches Entwicklungspotenzial, von dem die Wirtschaft, der Arbeitsmarkt und am Ende die Menschen profitieren.

Die entscheidende Rolle hochwertiger Montagesysteme

Photovoltaikanlagen sind eine langfristige Investition. Sie sollen mindestens 20 Jahre auf dem Dach oder als Freiflächenanlage Wind und Wetter ausgesetzt möglichst reibungslos arbeiten. Dabei wird erwartet, dass sie mit maximalem Output Energie erzeugen. Als Nutzende wollen wir uns darauf verlassen. Nicht nur die Modul- und Speicherlösungen entwickeln sich daher immer weiter, werden effizienter, sicherer. Auch im Bereich der Unterkonstruktionen tut sich einiges auf dem PV-Markt.

Das ist auch notwendig. Mit dem weiteren Ausbau in Deutschland und anderen Ländern rücken auch Flächen und Dächer in den Fokus, die besondere Herausforderungen mit sich bringen. Unterkonstruktionen müssen die Fläche und das Dach schonen und gleichzeitig dazu beitragen, die Sicherheit der Installationsteams gewährleisten. Dabei dürfen die Kernaufgaben nicht in den Hintergrund rücken:

• Strukturelle Integrität: Ein stabiles und langlebiges Montagesystem ist entscheidend, um den Kräften von Wind, Schnee und anderen Umweltfaktoren standzuhalten.
• Erhöhter Energieertrag: Ein korrekt installiertes Montagesystem kann die Energieleistung eines PV-Systems optimieren, indem es eine optimale Ausrichtung und Neigung der Photovoltaikmodule gewährleistet. Dies kann zu einer erhöhten Energieerzeugung und einer besseren Kapitalrendite führen.
• Erhöhte Sicherheit: Ein gut durchdachtes Montagesystem ist entscheidend für die Sicherheit sowohl der Installateure als auch der Gebäudenutzenden.

Unsere Teams arbeiten täglich daran, unsere Lösungen zu prüfen und anhand des Kundenfeedbacks und unserer Erfahrungen zu verbessern. Nicht von Ungefähr kommt es, dass unsere Lösungen PMT EVO 2.0, PMT EVO 2.1 und PMT X118 eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erhalten haben. Damit tragen wir dazu bei, dass sich die Branche weiter in eine nachhaltige Richtung entwickeln kann.

Dächer und Hauswände, Freiflächen und doppelt genutzte Flächen – Photovoltaikanlagen sind eine der tragenden Lösungen der Energiewende. Ein Neubau ohne PV ist nicht mehr denkbar. Im Vorfeld einer Sanierung wird auch geprüft, ob die Nutzung einer Solaranlage infrage kommt. Doch was, wenn das Dach nicht perfekt ausgerichtet ist, um die volle Sonnenausbeute zu garantieren? Wie Ausrichtung und Neigungswinkel einer Photovoltaik zusammenspielen, erfahren Sie bei uns.

Die optimale Ausrichtung und Neigung einer Solaranlage

Damit eine Photovoltaikanlage Sonnenstrahlen in Strom umwandeln kann, muss sie möglichst lange möglichst viel Sonnenlicht abbekommen. Das heißt, dass die Solarmodule so zur Sonne ausgerichtet sein sollten, dass sie maximal viel Energie auffangen können.

Das ist aber nicht so einfach. Die Erde steht nicht still. Sie ändert ihre Position zur Sonne im Verlauf eines Tages und im Jahresverlauf:

• Mittags steht die Sonne am höchsten.
• Ist die Sonne auf ihrer Bahn zwischen Äquator und nördlichem Wendekreis (21.3. bis 23.9.), steht sie höher über uns. Ist sie dagegen auf ihrer Bahn in Richtung des südlichen Wendekreises (23.9. bis 21.3.), steigt sie nur noch sehr knapp über dem Horizont auf.
  
  

Der Einstrahlungswinkel, mit dem die Sonnenstrahlen auf dem Boden, einem Hausdach oder einer Wand aufkommen, sind also tages- und jahreszeitlich bedingt unterschiedlich. Dazu kommt die individuelle Topographie der Umgebung, die die Sonnenausbeute beeinflusst.

Diese Faktoren müssen berücksichtigt werden, soll eine Solaranlage effizient arbeiten. Beim Design der Anlage kommt es darauf an, anhand der Ziele des Betreibenden den besten Kompromiss aus allen Einflussfaktoren zu finden.

Welche Ausrichtungsoptionen gibt es?

Prinzipiell können Solarmodule in alle Himmelsrichtungen ausgerichtet werden. Üblich sind die Ausrichtungen Süd und Ost-West.

Da die Sonne im Süden ihren höchsten Stand hat, liegt es nahe, die Module in diese Richtung zu positionieren. In der Mittagssonne erreichen die PV-Module in Südausrichtung ihre Spitzenwerte. Kann der produzierte Strom nicht gespeichert werden, bietet es sich an, überschüssigen Strom ins Netz einzuspeisen.

Bei einer Ost-West-Aufständerung wird der stetige Ertrag über den Tagesverlauf hin maximiert. Aus diesem Grund werden Ost-West-Aufständerungen empfohlen, wenn der Strom für den Eigenverbrauch generiert werden soll. Für Flachdächer kann eine Ost-West-Ausrichtung sogar die effizientere Lösung sein.

Ausrichtung und Neigungswinkel

Die höchste Sonnenausbeute produzieren Photovoltaikanlagen, wenn die Sonnenstrahlen im 90°-Winkel auf die Solarmodule auftreffen. In Europa, und damit nördlich des nördlichsten Wendekreises der Sonne, treffen die Sonnenstrahlen allerdings nie im 90°-Winkel auf dem Boden auf. Deshalb müssen die Solarmodule je nach Boden- oder Dachbedingungen geneigt aufgestellt werden.

Bei der Planung einer Solaranlage wird daher der Neigungswinkel berechnet, bei dem über den Jahresverlauf gerechnet die meiste Sonne von den Modulen aufgenommen werden kann. In dieser Position kann der standortbedingte maximale Jahresertrag der Anlage erzielt werden.

Good to know:

Faustregel Ausrichtung: Je weiter die Ausrichtung von Süden abweicht, umso stärker verringert sich der Ertrag. Bei einer Abweichung von 45° nach Osten oder Westen geht man von einer Ertragsminderung von 5 bis 10 % aus.

Die Faustregel für den Neigungswinkel: Je weiter die Ausrichtung der Anlage von Süden abweicht, desto geringer sollten die Module geneigt werden.

Auch hier gilt: Die beste Lösung für Ihr Projekt berechnen unsere Experten gern für Sie.

Suboptimale Ausrichtung und Neigung einer Solaranlage

Je weiter Ausrichtung und Neigung vom Optimum abweichen, umso niedriger ist die Sonnenausbeute, mit der die PV-Anlage arbeiten kann.

Doch auch von diesen Idealausrichtungen abweichende Positionen können sinnvoll sein, wenn sie zu den Zielen der Anlagenbetreibenden passen. Geeignet sind daher so gut wie alle Ausrichtungen von Süd-Ost bis Süd-West. 

Bei der Ausrichtung streben wir eine möglichst optimale Ausrichtung orientiert an Ihren Zielen an und kalkulieren, mit wie viel Sonnenausbeute Sie rechnen können.

Photovoltaiknachführsysteme

Wenn der Sonnenstand sich im Tages- und Jahresverlauf ändert, warum bewegen wir dann nicht die Solarmodule mit? Photovoltaiknachführsysteme machen genau das. Dabei wird zwischen einachsigen und zweiachsigen Nachführsysteme unterschieden.

Weil Nachführsysteme im Vergleich zur Sonnenausbeute aber platzintensiv und teuer sind, kommen sie bisher selten zum Einsatz.

Berechnung der Neigung von Solaranlagen

Mit welcher Sonneneinstrahlung Sie wo auf der Welt rechnen können, dazu geben Tools wie der Global Solar Atlas oder das europäische Photovoltaic Geographical Information System einen guten Überblick.

Wie Ihre Solaranlage ausgerichtet und geneigt sein sollte, hängt von all den oben genannten Faktoren ab. Onlinerechner bieten Ihnen eine grobe Einschätzung. Ihr Manko ist allerdings, dass Ihnen wesentliche Informationen nicht vorliegen, die nur Sie als Eigentümer*in des Daches oder des Geländes kennen bzw. die man nur vor Ort sammeln kann.

Wirft ein Berg in der Nähe Schatten auf die Anlage? Wie sieht es mit Schornsteinen, Satellitenschüsseln und anderen Dachaufbauten aus? Stehen das Dach überragende Bäume in der Nähe? Unsere Expertenteams kalkulieren die für Ihr Projekt perfekte Ausrichtung und die optimalen Neigungswinkel und zeigen Ihnen Ihre Optionen auf.

Sie haben ein konkretes Projekt? Sprechen Sie uns an.

FAQ:

• Welche Ausrichtung eignet sich am besten für die Installation einer Solaranlage?
  Optimal für die Installation einer Solaranlage ist eine Südausrichtung mit einem Neigungswinkel, der die Zeit maximiert, in der die Sonnenstrahlen im 90°-Winkel auf die Solarmodule auftreffen können. Welche Ausrichtung optimal für Ihr Projekt ist, lässt sich pauschal allerdings nicht sagen. Der Standort, die Topographie und weitere Faktoren beeinflussen, wie gut eine PV-Anlage arbeiten kann.
• Wie beeinflusst die Ausrichtung die Energieerzeugung einer Solaranlage?
  Als Faustregel kann man sagen: Je weiter die Ausrichtung von Süden abweicht, umso geringer die Energieausbeute. Bei einer Abweichung von 45° geht man von einer Energieeinbuße von 5-10 Prozent aus.
• Welche Ausrichtung erhöht den Output einer Solaranlage?
  Eine Ausrichtung nach Süden stellt sicher, dass zur Mittagszeit mit dem Maximum an Sonneneinstrahlung auch das Maximum an Energie generiert werden kann. Eine Ausrichtung nach Ost/West kann allerdings über den Tagesverlauf gesehen die bessere Lösung darstellen. Den maximalen Output für Ihr Projekt errechnen wir Ihnen gern anhand der individuellen Gegebenheiten.