Was sagt eine Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle über den möglichen Ertrag einer PV-Anlage aus?

Für den Jahresertrag von Solaranlagen sind ihre jeweiligen Neigungswinkel von herausragender Bedeutung. Sie entscheiden, wie viele kWh Jahresleistung an Solarstrom Sie mit der angegebenen Nennleistung in kWp erzeugen können. Der ideale Neigungswinkel aber ist unter anderem von der Ausrichtung abhängig. Einen Überblick über den Einfluss von Neigungswinkel in Abhängigkeit von der Ausrichtung gibt eine Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle.

Lesen Sie hier, wie Sie aus so einer Tabelle wertvolle Informationen gewinnen können, was Sie bei dem Neigungswinkel Ihrer PV-Anlage noch berücksichtigen sollten und mit wie vielen kWh Sie letztendlich analog zum Neigungswinkel der Photovoltaik-Anlage rechnen können. Zudem beschäftigen wir uns neben anderen Aspekten mit der Frage, wie Sie vor Ort die Dachneigung als Berechnungsgrundlage für den Neigungswinkel Ihrer Photovoltaikanlage bestimmen können.

Warum ist der Neigungswinkel so wichtig bei einer PV-Anlage?

Die Solarmodule einer PV-Anlage erzeugen den meisten Strom, wenn das Sonnenlicht <span class="inline-hightlight-orange">in einem 90-Grad-Winkel auf die Solarzellen</span> trifft. Dazu müssen sich die Module im idealen Winkel zum auftreffenden Sonnenlicht befinden. Der Neigungswinkel von PV-Anlagen entscheidet also, wieviel Energie die Solarzellen einfangen können.

Wonach sollte man einen optimalen Neigungswinkel auswählen?

Der Auftreffwinkel der Sonnenstrahlen ändert sich ständig. Den höchsten Ertrag können Sie aus Ihrer Solaranlage <span class=”inline-highlight-orange”>im Frühjahr und Sommer während der Mittagszeit</span> erzielen. Meist werden, wenn keine anderen Gründe dagegen sprechen, Ausrichtung und Neigung von Photovoltaik-Anlagen darauf optimiert.

Es kommt auf den Jahresertrag an

Dafür wird in Kauf genommen, dass die Solarmodule bei einem niedrigeren Sonnenstand im Herbst und Winter ihre maximalen Möglichkeiten nicht ausschöpfen. Schließlich geht es ja um einen höchstmöglichen Jahresertrag der Photovoltaikanlage, auf den die sonnenreichen Perioden des Jahres einen höheren Einfluss haben.

Beachten Sie: Als ideal in diesem Sinn gelten hierzulande je nach Standort <span class="inline-hightlight-orange">Neigungswinkel der PV-Module von ca. 30 bis 40 Grad</span> und ein Azimutwinkel von 0 Grad.

Was ist ein Azimutwinkel?

Im Zusammenhang mit dem Neigungswinkel und der Ausrichtung von Photovoltaikanlagen taucht der Ausdruck Azimut immer wieder auf. Das braucht nicht zu verwirren. Azimut bezieht sich einfach nur auf die Ausrichtung nach Süden. Ist sie gewählt, liegt ein Azimutwinkel von 0 Grad vor.

Abweichungen von der Süd-Ausrichtung werden in Grad ausgedrückt. Tendiert die Ausrichtung der PV-Module nach Westen, wird der Azimut-Wert positiv. Je weiter die Module Richtung Osten zeigen, desto negativer wird der Wert.

Die Ausrichtung der PV-Module hat Einfluss auf den optimalen Neigungswinkel

Abhängig vom Azimutwinkel der Ausrichtung muss aber auch der Neigungswinkel der Solarmodule angepasst werden, um einen in dieser Position optimalen Ertrag zu erreichen. Entsprechende Werte können Sie in einer sogenannten Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle ablesen.

Wie gehe ich mit einer Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle um?

In der Regel ist eine Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle so aufgebaut, dass auf der X-Achse die verschiedenen möglichen Neigungswinkel von 0 Grad bis 90 Grad aufgeführt sind. Auf der Y-Achse ist die Ausrichtung zwischen 0 Grad und 180 Grad nach Azimut verzeichnet. Dabei wird kein Unterschied zwischen positiven und negativen Werten oder einer Ost/West-Ausrichtung der Photovoltaikanlage gemacht.

Die Tabellenfelder selber sind gefüllt mit Daten zum möglichen Solarertrag. Da wo sich X- und Y-Achse schneiden, finden Sie also den <span class="inline-hightlight-orange">wahrscheinlichen Ertragswert für Ihre Solaranlage</span> abhängig von Neigungswinkel und Ausrichtung.

So klärt Sie eine Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle über mögliche Ertragsverluste auf

Weicht der Azimutwinkel um nicht mehr als 5 Grad von einer Süd-Ausrichtung ab und beträgt der Neigungswinkel 35 Grad, zeigt die Tabelle oft an, dass die Ertragsmöglichkeiten der Solaranlage zu 100 % ausgeschöpft werden können.

Bei einem Azimutwinkel von 45 Grad Ost/West sollte der Neigungswinkel nur noch 30 Grad betragen, um die dann optimalen 95 % an möglichem Jahresertrag zu erreichen. Das heißt: Die mittlere Süd-Ost- oder Süd-West-Ausrichtung ist, wenn die Neigung stimmt, mit einem <span class="inline-hightlight-orange">Ertragsverlust von nicht mehr als etwa 5 %</span> verbunden.

Je weiter die Ausrichtung gegen Westen oder Osten geht, desto geringer wird der empfohlene Neigungswinkel. Ab 90 Grad oder bei einer Ausrichtung direkt nach Osten beziehungsweise Westen sowie weiter Richtung Norden sollte der Neigungswinkel nur noch 0 Grad betragen, um einen maximalen Jahresertrag von dann nur noch bis zu 86,5 % zu erreichen. Der grundsätzlich erreichbare Höchstertrag Ihrer Photovoltaikanlage wird bei so einer Ausrichtung und Neigung also um etwa 13,5 % unterschritten.

Zeigt die eine Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle immer die gleichen Werte?

Die oben dargestellten Werte gelten für viele Gebiete in Deutschland. Falls die Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle allerdings für weiter nördlich gelegene Regionen ausgelegt ist, kann der optimale Neigungswinkel von PV-Anlagen bei 40 Grad liegen und dann selbstverständlich auch alle anderen Werte beeinflussen.

Ganz im Süden dagegen gibt es Regionen, in denen eine Neigung der Photovoltaikanlage von nur 30 Grad ideal ist. Für das noch weiter südlich gelegene <span class=”inline-highlight-orange”>Österreich gilt eine Neigung zwischen 25 und 30 Grad</span> als empfehlenswert.

Warum ist eine Ausrichtung nach Süden nicht immer möglich oder sinnvoll?

Im Zusammenhang mit unterschiedlichen, idealen Neigungswinkeln bei immer ertragsschwächeren Azimutwinkeln stellt sich die Frage, warum man nicht grundsätzlich einen Azimutwinkel von 0 Grad für die Ausrichtung der PV-Anlage wählt, um den höchsten möglichen Jahresertrag zu erreichen.

Dagegen spricht jedoch, dass das Dach, auf dem die für Photovoltaikanlage errichtet werden soll, <span class="inline-hightlight-orange">nicht immer nach Süden ausgerichtet</span> ist. Gegen die Südausrichtung kann auch sprechen, dass genau dort eine Verschattung durch Bäume oder andere Gebäude besteht.

Möglich ist ferner, dass Verbrauchsspitzen morgens und abends stattfinden. Dann kann, wenn kein Batteriespeicher mit der Photovoltaikanlage verbunden ist, eine Ost-West-Ausrichtung sinnvoll sein, um den <span class=”inline-highlight-orange”>erzeugten Strom zum größtmöglichen Anteil selbst zu nutzen</span>. Bei einer Südausrichtung könnte in diesem Fall viel vom hohen Ertrag am Mittag ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Was sagt die Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle über den zu erwartenden Ertrag in kWh aus?

In der Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle stehen nur prozentuale Annäherungswerte an einen möglichen Ertrag. Die absoluten Erträge von PV-Anlagen hängen aber wesentlich von der Globalstrahlung der Sonne am jeweiligen Standort ab. In Deutschland betrug sie 2020 durchschnittlich knapp 1.200 kWh/m2.

Weitere Tools helfen, Ihren möglichen Solarertrag besser einschätzen zu können

Um diese Globalstrahlung ebenso wie den maximal erwartbaren Ertrag für einen konkreten Standort zu berechnen gibt es Tools wie das Photovoltaic Geografical Information System der Europäischen Kommission.

Es zeigt, dass Sie in Deutschland, wenn die optimale Ausrichtung der PV-Anlage mit einer idealen Neigung zusammenkommt, im Mittel mit einem jährlichem Solarstrom-Ertrag von 1.000 kWh pro installiertem kWp Nennleistung Ihrer PV-Anlage rechnen können.

Konkret können es im hohen Norden bei Kiel um die 900 kWh, im Rheinland oder in der Gegend um Magdeburg rund 1.000 kWh und im Süden zum Beispiel im Großraum München stellenweise sogar über 1.200 kWh sein.

Wie kann ich die Dachneigung berechnen?

Sie können kostenlose Apps verwenden

Um PV-Module mit der optimalen Neigung anbringen zu können, ist es natürlich wichtig, die vorhandene Dachneigung zu kennen. Inzwischen ist es sehr einfach, Sie zu messen und festzustellen, ob eine optimale Dachneigung vorhanden ist. Dazu stehen zahlreiche Apps für das Smartphone bereit, die häufig kostenlos heruntergeladen werden können, um Dachneigungen und Ähnliches zu erfassen.

Sie können Winkelmesser oder Mathekenntnisse nutzen

Aber auch auf klassische Weise lässt sich die Dachneigung mit Hilfe eines Winkelmessers ermitteln. Zur Not können Sie auch "zu Fuß" die Dachneigung herausbekommen, müssen dazu aber den Satz des Pythagoras sowie die passende Winkelfunktion parat haben.

Sie können im Bauplan nachlesen

Sollte jedoch die Dachneigung im Bauplan verzeichnet sein, brachen Sie weder Apps noch Mathematik.

Was tun bei welcher Neigung des Dachs?

Bei einen normalen Dachneigung von etwa 35 Grad kann der optimale Neigungswinkel in der Regel leicht eingehalten werden. Bei Steildächern mit einer Dachneigung von um die 45 Grad ist das schon schwieriger. Hier kann aber ein Solar-Fachbetrieb durch einen entsprechenden Solaranlagen-Unterbau einem optimalen Neigungswinkel zumindest nahe kommen. Was aber ist mit einem Flachdach?

Worauf ist beim Neigungswinkel der Solarmodule auf einem Flachdach zu achten?

Die Dachneigung bei Flachdächern beträgt 0 Grad oder nur wenig darüber. Das bedeutet laut Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle, dass unabhängig von Sonnenstand, Zeit des Tages oder anderer Faktoren nur bis zu 86,5 % der Ertragsmöglichkeiten aus den Solarmodulen herausgeholt werden kann. Dieser Wert lässt sich durch eine <span class="inline-hightlight-orange">Aufständerung der PV-Module und Ausrichtung in eine südliche, süd-östliche oder süd-westliche Richtung verbessern</span>.

Durch Schattenwurf können sich die PV-Module selbst im Wege stehen

Nur ein sonst empfohlener 30, 35 oder gar 40 Grad-Winkel kommt dabei nicht infrage. Grund dafür ist, dass die PV-Module mit einem steiler werdenden Winkel der Aufständerung immer längere Schatten werfen. <span class="inline-hightlight-orange">Die Module würden sich also selbst beschatten</span> oder müssten mit so großem Abstand zueinander installiert werden, dass eine nur sehr leistungsschwache Solaranlage entsteht.

Nicht allein auf Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle vertrauen

Die Daten aus der Photovoltaik-Neigungswinkel-Tabelle liefern bei der Planung einer PV-Anlage Anhaltspunkte zur idealen Neigung von Solarmodulen. Ein Optimum sind sie nicht. Auch das Photovoltaic Geografical Information System der Europäischen Kommission kann nicht mit Sicherheit die aktuelle Globalstrahlung der Sonne an einem bestimmten Ort wiedergeben.

Photovoltaikanlagen werden zur Nutzung über Zeiträume von 25 Jahren und mehr errichtet. Da lohnt es sich, einen Solar-Fachbetrieb vor Ort zu beauftragen, um <span class="inline-hightlight-orange">mit speziellen Messinstrumenten optimale Neigungswinkel für die PV-Anlage festzustellen</span>. Auch die Neigung des Dachs kann der Solarteur ebenso perfekt bestimmen wie die optimale Ausrichtung der Solarmodule.