Ausrichtung, Neigung und Verschattung: was den Ertrag einer PV-Anlage bestimmt

Ausrichtung: Süd ist nicht die einzige gute Antwort

Ein nach Süden geneigtes Dach fängt über das Jahr die meiste Sonne ein und liefert den höchsten Jahresertrag. Die Erzeugung konzentriert sich dabei auf die Mittagsstunden, in denen viele Haushalte wenig Strom verbrauchen. Ein großer Teil des Stroms fließt dann ins Netz, statt im Haus genutzt zu werden.

Bei einer Ost-West-Belegung liegen Module auf beiden Dachhälften. Die Ostseite liefert am Vormittag, die Westseite am Nachmittag und frühen Abend, die Erzeugungskurve wird flacher und breiter. Für Haushalte mit Verbrauch morgens und abends passt dieser Verlauf oft besser, und der Anteil des selbst genutzten Stroms steigt, auch wenn der Jahresertrag etwas unter dem eines Süddachs liegt.

Nordflächen sind eingeschränkt nutzbar. Bei flacher Neigung erreichen sie noch brauchbare Werte, bei steilen Norddächern sinkt der Ertrag deutlich. Ob eine Belegung sinnvoll ist, hängt dann vom Platz auf den übrigen Dachseiten ab.

Neigung: der Winkel zur Sonne

Neben der Himmelsrichtung entscheidet der Neigungswinkel darüber, wie steil die Sonne auf die Module trifft. In Deutschland gilt als Richtwert, dass ein Süddach mit etwa 30 bis 40 Grad Neigung nahe am höchsten Jahresertrag liegt, im Norden eher am oberen Ende dieses Bereichs. Abweichungen davon wirken sich weniger stark aus, als viele erwarten, die meisten Satteldächer liegen in einem gut nutzbaren Bereich.

Flachdächer bieten die Freiheit, Module aufgeständert in der gewünschten Neigung und Richtung zu montieren. Steilere Dächer haben den Vorteil, dass Schnee leichter abrutscht und Regen die Module besser reinigt.

Verschattung: warum wenige Zellen den ganzen Strang bremsen

Schatten wird bei der Planung oft unterschätzt. Schon der Schatten eines Schornsteins auf wenigen Zellen kann die Leistung eines ganzen Modulstrangs mindern, weil die Module in Reihe geschaltet sind. Entscheidend ist auch, wann er fällt: am Mittag wiegt er schwerer als am frühen Morgen, im Sommer schwerer als im Winter.

Ein Blick auf das Dach an einem sonnigen Tag am Vormittag, mittags und am späten Nachmittag zeigt bereits viel. Für die Planung wird der Schattenverlauf über das ganze Jahr rechnerisch simuliert.

• Bäume: wachsen weiter, der Schatten wandert über die Jahre auf das Dach
• Gauben und Dachaufbauten: werfen je nach Sonnenstand lange Schatten auf die Fläche daneben
• Schornsteine, Antennen, Lüftungsrohre: kleine Flächen, aber dicht an den Modulen
• Nachbargebäude: vor allem bei niedrigem Sonnenstand im Winter relevant

Modulverschaltung und Optimierer

Module werden zu Strängen verschaltet, deren Strom gemeinsam zum Wechselrichter fließt. Innerhalb eines Strangs drückt ein verschattetes Modul die Leistung der übrigen mit, auch wenn Bypassdioden das Schlimmste abfangen. Deshalb werden Flächen mit unterschiedlicher Ausrichtung oder Verschattung getrennt geführt. Ein Wechselrichter mit mehreren unabhängigen Eingängen erlaubt es, Ost- und Westseite getrennt zu betreiben.

Leistungsoptimierer sitzen an den einzelnen Modulen und lassen jedes Modul für sich arbeiten. Sinnvoll sind sie bei komplexen Dächern mit wechselnder Verschattung oder vielen kleinen Teilflächen. Auf einem freien, gleichmäßig belegten Dach bringen sie wenig Zusatznutzen und erhöhen die Zahl der Bauteile auf dem Dach.

Dachstatik und Eindeckung

Eine Photovoltaikanlage bringt zusätzliches Gewicht auf das Dach und muss Wind- und Schneelasten sicher an die Konstruktion weitergeben. Viele Dächer tragen diese Lasten ohne Verstärkung, bei älteren Dachstühlen oder großen Flachdächern gehört eine Prüfung der Tragfähigkeit dazu.

Die Eindeckung bestimmt das Montagesystem. Betondachsteine und Tonziegel lassen sich mit Dachhaken gut belegen, Biberschwanz, Schiefer und Blech erfordern eigene Befestigungen. Bei Faserzementplatten aus älteren Baujahren muss vorab geklärt werden, ob sie asbesthaltig sind, dann ist eine Belegung ohne vorherige Sanierung nicht möglich. Ein Dach, das ohnehin bald neu gedeckt werden soll, wird besser zuerst saniert und dann belegt.

Zählerschrank und Netzanschluss

Der Wechselrichter speist über den Zählerschrank ins Hausnetz und ins öffentliche Netz. Ältere Zählerschränke mit wenig Platz oder ohne Überspannungsschutz entsprechen häufig nicht mehr den Anschlussbedingungen des Netzbetreibers und müssen ertüchtigt oder ersetzt werden. Diese Position wird bei der ersten Abschätzung gern vergessen.

Für die Messung des eingespeisten und bezogenen Stroms wird ein Zweirichtungszähler eingebaut, zunehmend als Smart Meter. Bei größeren Anlagen oder in Kombination mit Speicher und Wallbox prüft der Netzbetreiber zudem, ob der Hausanschluss die Leistung aufnehmen kann. Ein Foto vom geöffneten Zählerschrank hilft bei der Einschätzung mehr als jede Beschreibung.

Anmeldung beim Netzbetreiber und Registrierung

Vor der Installation wird die Anlage beim örtlichen Netzbetreiber angemeldet. Er prüft, ob und wie die Anlage an sein Netz angeschlossen werden kann, und legt den Zählerwechsel fest. Diese Anmeldung übernimmt in der Regel der ausführende Fachbetrieb, da sie technische Unterlagen wie Datenblätter erfordert.

Nach der Inbetriebnahme wird die Anlage im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur eingetragen. Die Registrierung nimmt der Betreiber selbst vor, der Fachbetrieb kann dabei unterstützen. Der Eintrag ist Voraussetzung dafür, dass die Einspeisung vergütet wird, und auch ein Speicher wird dort gesondert erfasst.

So ordnen Sie Ihr Dach grob ein

Für eine erste Einschätzung reichen wenige Angaben, die Sie ohne Fachwissen zusammentragen können. Sie ersetzen keine Planung, geben aber eine gute Grundlage für das erste Gespräch.

Damit lässt sich im Photovoltaik-Check eine erste Einordnung treffen, welche Flächen in Frage kommen. Ob Optimierer nötig sind und was am Hausanschluss zu tun ist, klärt der Termin vor Ort.

• Himmelsrichtung der Dachflächen, etwa mit dem Kompass im Telefon
• Ungefähre Neigung und freie Fläche je Dachseite ohne Fenster, Gauben und Schornsteine
• Schattenquellen in der Nachbarschaft und auf dem Dach selbst
• Baujahr des Dachs und Art der Eindeckung
• Zustand und Alter des Zählerschranks, gern als Foto
• Jahresstromverbrauch und geplante Verbraucher wie Wärmepumpe oder Wallbox