Die sieben Leistungsfaktoren von Solarmodulen
Wie bereits im Artikel "Photovoltaikanlage - Alle Infos im Überblick" kurz erwähnt, gibt es sieben Leistungsfaktoren, die bei der Planung einer Photovoltaikanlage zu berücksichtigen sind.
- Solarstrahlung
- Umgebungstemperatur
- Verschattung
- Ausrichtung der Photovoltaik-Module
- Dachneigung
- Modulart
- Leistungsminderung (Degradation)
Diese Leistungsfaktoren beinhalten Kriterien, die sich ausschließlich auf den Standort und dessen Voraussetzungen beziehen.
Die Solarstrahlung und ihr Einfluss auf die Photovoltaikanlange
Solarmodule erfordern Licht und Wärme, um die geforderte Leistung zu erbringen. Die Leistungsfähigkeit einer Photovoltaikanlage steigt mit der Sonnenintensität und der Höhe der Umgebungstemperatur. So erzielt eine Photovoltaikanlage ausschließlich aufgrund des Standortes in Bayern, Baden Württemberg oder Hessen eine wesentlich höhere Produktivität als im Raum Bremen, Hannover oder Köln. Diese Modulleistung ergibt sich aus den höheren Durchschnittswerten an Sonnentagen. Daraus resultieren eine intensivere Solarstrahlung sowie eine entsprechend hohe durchschnittliche Umgebungstemperatur. Daher gehen Fachleute in Süddeutschland von einer Jahresleistung von einer Kilowattstunde pro WPeak Nennleistung aus; die Werte im Norden liegen etwas unter der für das Photovoltaik-Modul angegebenen Leistung in WPeak.
Vor allem in einer mit weniger Sonnentagen gesegneten Region spielt die optimale Standortwahl einschließlich der nachfolgenden Optimierungs-Kriterien eine besonders wichtige Rolle für den Photovoltaik-Prozess in den Solarmodulen. Im Idealfall ist eine Photovoltaikanlage sogar mit einer elektronischen Nachführung ausgestattet.
Photovoltaik-Module optimal ausrichten
Zwei Faktoren sind neben der Auswahl des Modultyps bei der Optimierung einer Photovoltaikanlage unverzichtbar. Die Dachneigung und die Ausrichtung der Photovoltaik-Module.
- Optimale Dachneigung zum aktuellen Sonnenstand beträgt 90 Grad
- Optimaler Aufstellwinkel in Deutschland liegt zwischen 30 und 35 Grad
- Im Idealfall Ausrichtung nach Süden
Dies sind Idealwerte, die aufgrund der baulichen und geografischen Gegebenheiten nicht immer exakt eingehalten werden können. So kann sich der Aufstellwinkel bei in Richtung Süden ausgerichteten Photovoltaikanlagen um +/- 30 Grad ohne relevante Leistungseinbußen verändern, wenn dies erforderlich ist.
Je weiter allerdings die Dachfläche von der südlichen Ausrichtung abweicht, umso negativer wirkt sich die steile Montage der Solarmodule auf den Photovoltaik-Prozess an sich aus. Dies liegt vor allem an der Eigenverschattung des Daches.
Daher gilt: Je weiter die Photovoltaikanlage in östliche oder westliche Richtung installiert wird, umso flacher ist der Neigungswinkel der Module.
Verschattung der Photovoltaikanlage - was ist das?
Eine Verschattung der Solarmodule erfolgt durch das Dach selbst, wenn die Dachfläche, auf der die Photovoltaikanlage installiert wird, sich zu weit in Richtung Osten oder Westen ausrichtet. Dadurch treffen die Sonnenstrahlen nicht mehr ausreichend auf die Solarzellen. Dadurch steht für die Photovoltaik zu wenig Sonnenenergie zur Verfügung, um die optimale Leistung zu erbringen.
Aber auch im unmittelbaren Umfeld stehende Bäume, Gebäude und sogar Satellitenanlagen oder Schornsteine auf dem Dach führen zu leistungsmindernden Verschattungen. Ist es nicht möglich, diese Störfaktoren zu beseitigen, indem Satellitenanlagen um-positioniert oder Bäume gefällt werden, muss der Planer diese Beeinträchtigung der Gesamtleistung bereits während der Planungsphase berücksichtigen.
Installation Photovoltaikanlage - bauliche Voraussetzungen
Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Kriterien wie Dachneigung und Aufstellwinkel der Solarmodule sind bauliche Voraussetzungen wie Statik oder Zugänge zur Elektroinstallation ein wichtiges Kriterium.
Im Vorfeld ist die statische Eignung abzuklären. Eine Photovoltaikanlage setzt eine um Schnee- und Windlast reduzierte Dachlastreserve von mindestens 25 Kilogramm pro Quadratmeter voraus. Ist dies nicht der Fall, sind entsprechende bauliche Maßnahmen erforderlich. Vor allem bei Neubauten sollte darauf schon in der Planungsphase geachtet werden, um nachträgliche kostenintensive Umbauten der Dachkonstruktion zu vermeiden.
Dient die mittels Photovoltaik produzierte elektrische Energie ausschließlich zur Deckung des eigenen Bedarfs, wird diese in einer Solarbatterie gespeichert. Alternativ speist der Anlagenbetreiber den überschüssigen Solarstrom in das öffentliche Stromnetz ein. In beiden Fällen ist eine Elektroinstallation vom Dach wegführend ins Haus erforderlich. Existiert ein Schornstein mit freiem Zug, erfolgt die Verlegung des Solarkabels darüber. Alternativ sind für die Kabelführung Wanddurchbrüche vom Dach bis zum Batteriespeichersystem oder zum Anschluss des Energieversorgers nötig.
Vor allem bei Bestandsbauten ist eine mögliche Asbestbelastung unter Umständen ein Thema. Denn das gesundheitlich äußerst bedenkliche Material wurde bis Mitte der 1990er-Jahre in Dächern verbaut. Erst 1993 wurden asbesthaltige Stoffe verboten. Dies bedeutet, dass die Dächer von Gebäuden, die bis zu diesem Verbot errichtet wurden, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit entsprechende Dacheindeckungen oder Dicht- und Dämmmaterialien aufweisen. Dies erfordert eine professionelle Asbestsanierung vor der Installation einer Photovoltaikanlage.
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