Bester Winkel für Solarmodule: Wie findet man ihn – und spielt er eine Rolle?

In diesem Blogbeitrag erfahren Sie, was der wechselnde Sonnenstand für die Stromerzeugung aus Sonnenenergie bedeutet und wie Sie Ihre Module so ausrichten können, dass sie maximale Leistung bringen. Außerdem erklären wir, wie der beste Winkel für Solarmodule von verschiedenen Faktoren abhängt. Schließlich untersuchen wir, wie wichtig es tatsächlich ist, den optimalen Winkel zu erreichen.

Aber bevor wir beginnen, ein kurzer Hinweis: Der Winkel von Solarmodulen wird auch als Neigung von Solarmodulen bezeichnet. Sie werden sehen, dass die Begriffe in diesem Artikel und im Internet synonym verwendet werden.

Was bedeutet „Neigungswinkel der Solarmodule“?

Der Neigungswinkel der Solarmodule ist eine andere Art, die vertikale Neigung Ihres PV-Systems zu beschreiben. Wenn eine Solaranlage waagerecht auf dem Boden steht, hat sie keine Neigung. Wenn sie senkrecht zum Boden steht, hat sie einen Neigungswinkel von 90°.

Der Neigungswinkel des Solarmoduls kann sich auf die Menge des erzeugten Solarstroms auswirken und hängt von zwei Faktoren ab: dem Breitengrad und der Jahreszeit.

Die Optimierung und Anpassung der Neigung Ihres Solarmoduls an diese Faktoren kann Ihnen helfen, Ihre Solarstromproduktion zu maximieren.

Was ist die beste Neigung für Ihren Breitengrad?

Der Neigungswinkel nimmt mit dem Breitengrad zu – je weiter Ihr Haus vom Äquator entfernt ist, desto höher sollte der Neigungswinkel sein.

In Staaten mit niedrigeren Breitengraden (wie Arizona und Hawaii) steht die Sonne beispielsweise höher am Himmel. In diesen Staaten benötigen Photovoltaikmodule eine geringe Neigung, um direktes Sonnenlicht einzufangen.

In Staaten mit höheren Breitengraden – wie Minnesota und Oregon – steht die Sonne dagegen tiefer am Himmel. In diesen Staaten sollten Photovoltaikmodule in einem höheren Neigungswinkel installiert werden, um ein Maximum an Sonnenlicht zu erhalten.

Wie können Sie den optimalen Winkel für Solarmodule in Ihrem Bundesland ermitteln?

Es gibt eine einfache Faustregel zur Berechnung des besten Neigungswinkels für fest montierte Solarmodule. Ziehen Sie im Sommer 15 Grad vom Breitengrad Ihres Standorts ab und addieren Sie im Winter 15 Grad zu Ihrem Breitengrad hinzu.

Für eine genauere Methode verwenden Sie die zweite Formel auf dieser Seite, um den Neigungswinkel zu berechnen.

In der San Francisco Bay Area beispielsweise liegt der beste Neigungswinkel für Solarmodule zwischen 22-23 Grad. Für Los Angeles ist ein Neigungswinkel von 19 Grad am besten geeignet.

Mit diesen Neigungswinkeln erzielen Sie die beste Gesamtleistung über das Jahr hinweg, wenn Sie sich für eine feste Installation entscheiden. Es ist sogar möglich, die Energieproduktion weiter zu steigern, indem man die Solarmodule je nach Jahreszeit anpasst – wir erklären das im nächsten Abschnitt.

Was ist die beste Neigung der Solarmodule für jede Jahreszeit?

Der Winkel der Sonne ändert sich nicht nur je nach Breitengrad, sondern auch mit dem Wechsel der Jahreszeiten. Wie die folgende Abbildung zeigt, steht die Sonne in den Wintermonaten tiefer und in den Sommermonaten höher.

Das bedeutet, dass Sie, wenn Sie sicherstellen möchten, dass Ihre Solarmodule immer so positioniert sind, dass sie dem Sonnenlicht maximal ausgesetzt sind, sie für jede Jahreszeit anpassen müssen.

Die folgende Tabelle zeigt den optimalen Winkel der Solarmodule für verschiedene US-Bundesstaaten im Winter, Frühling/Herbst und Sommer.

Optimale Winkel der Solarmodule für verschiedene US Städte

Ein System auf dem 40° Breitengrad genießt einen erheblichen Energieschub von 4.1%, wenn sie nur zweimal im Jahr eingestellt wird.

Zusätzliche zwei Einstellungen für Frühjahr und Herbst können eine zusätzliche Leistung von 0,5% bringen – siehe unten.

Wie sich die Änderung des Winkels auf die Leistung des Solarmoduls auswirkt

Das viermalige (oder sogar zweimalige) Einstellen der Solarmodule pro Jahr ist jedoch keine einfache Aufgabe. Schließlich sind die meisten Solarmodule fest auf dem Dach montiert und können nicht verstellt werden.

Die einzige Möglichkeit, Solarmodule einfach zu justieren, ist die Verwendung eines Freiflächensystems und die Installation von Solarmodulen mit Achsennachführung. Dieser Ansatz hat jedoch einen großen Nachteil: Er erhöht zwar die Solarleistung, aber auch die Kosten. Daher lohnen sich Achsennachführungen derzeit nicht.

*Wundern Sie sich, warum Sie nach Anpassung an die jeweilige Jahreszeit immer noch nur 75,7 % der optimalen Leistung erhalten? Das liegt daran, dass die verbleibende Menge nur durch die Anpassung an die Ausrichtung der Sonnenkollektoren während des Tages erreicht werden kann. Wir werden die Ausrichtung der Solarmodule in einem der nächsten Blogs behandeln.

Wie wirkt sich ein flacher oder steiler Dachwinkel auf die Solarproduktion aus?

Wenn Sie die von den Solarmodulen erzeugte Leistung über ein Jahr hinweg vergleichen, werden Sie feststellen, dass es relativ wenig Unterschied zwischen den Modulen auf einem flachen (15 Grad) und einem steilen (45 Grad) Dach gibt.

Das liegt daran, dass sich die unterschiedlichen Neigungen über die Jahreszeiten hinweg ausgleichen. Solarmodule auf einem Flachdach fangen im Sommer mehr Sonnenlicht ein, während Solarmodule auf einem Steildach im Winter mehr Strom produzieren.

Man kann zwar Nachführsysteme für Solarmodule verwenden, um sie immer im optimalen Winkel zu halten, aber die damit verbundenen Kosten und Komplikationen sind es in den meisten Fällen nicht wert.

In solarfreundlichen Bundesstaaten wie Kalifornien finden die meisten Hausbesitzer daher, dass sich die Investition in Solarsysteme lohnt, ganz gleich, in welchem Winkel sie installiert werden.

Das zeigen die kalifornischen Solarstatistiken, wie dieses Diagramm der Energy Information Administration zeigt.

Fazit: Der Winkel von Solarmodulen ist wichtig, aber nicht so sehr

Die Leistung von Solarmodulen wird durch ihren Neigungswinkel beeinflusst. Um die maximale Leistung aus einer PV-Anlage herauszuholen, muss man den Winkel sowohl an den Breitengrad als auch an die Jahreszeit anpassen.

In der Praxis hat man es oft mit festen Dachwinkeln zu tun, bei denen es keine Möglichkeit gibt, die Solarsysteme zu verstellen oder zu neigen.

Aus diesem Grund werden Solarsysteme mit verschiedenen Neigungswinkeln installiert, um den unterschiedlichen Dachneigungen von Häusern gerecht zu werden – und den Hausbesitzern Geld zu sparen.

Das Fazit: Der optimale Neigungswinkel der Solarmodule kann die Produktion erhöhen, aber das Scheitern ist kein Grund, den Vertrag zu brechen.