Ausrichtung und Neigungswinkel der Solaranlage: Was ist optimal?

Die Ausrichtung der Solaranlage und der Neigungswinkel der PV-Module sind entscheidend für Ihren Stromertrag. Anders als der Standort lässt sich beides optimieren. Das sollten Sie wissen.

• PV-Anlagen nach Süden profitieren am längsten und stärksten von der Sonne

• Ideale Neigung der Solarmodule hängt vom Standort und dem Hausdach ab

• Je nach Abweichung von den Idealwerten kann der mögliche Ertrag sinken

Je mehr Sonnenlicht auf die Solarzellen fällt, desto mehr Strom erzeugt die Photovoltaik-Anlage – und umso schneller amortisieren sich die Anschaffungskosten. Egal, ob Sie den Sonnenstrom eher selbst verbrauchen oder gegen Vergütung in das öffentliche Netz einspeisen wollen: Entscheidend für Ihren Ertrag ist, in welche Himmelsrichtung die PV-Anlage ausgerichtet ist und in welchem Winkel die Solarmodule zum Horizont geneigt sind. Je nach Standort des Hauses, Dachform und Verbraucherverhalten gibt es unterschiedliche Empfehlungen für die Planung der Installation.

Ideale Ausrichtung der Solaranlage

Im Tagesverlauf wandert die Sonne vom Osten über den Süden nach Westen. Während der Mittagsstunden steht sie im Süden und scheint am intensivsten. Nach Süden ausgerichtete PV-Anlagen können deshalb die meiste Sonnenstrahlung einfangen und in Solarstrom umwandeln. Je mehr die Ausrichtung des Solarsystems davon abweicht, desto geringer ist der Ertrag.

Standortbedingte Verschattungen durch umliegende Gebäude, Bäume oder Schornsteine und Satellitenschüsseln auf dem eigenen Dach müssen in die ideale Ausrichtung der PV-Anlage mit einbezogen werden. Verdecken sie einen Teil der Solarmodule, verringert das die Fläche für die potenzielle Sonneneinstrahlung und schmälert den Stromertrag.

Eine PV-Anlage wird idealerweise so ausgerichtet, dass die Sonne so oft wie möglich im rechten Winkel auf die Solarzellen trifft. Da diese in der Regel fest auf dem Dach installiert werden, ist die Ausrichtung stets ein Kompromiss. Nicht beeinflussen lassen sich auch Standortunterschiede in Deutschland: So ist die jährliche Sonnenstrahlung im Süden höher als im Norden.

PV-Ausrichtung nach Osten oder Westen

Auch eine Ost- oder Westausrichtung der PV-Anlage kann rentabel sein. Zum Beispiel, wenn man den Strom in erster Linie verwendet, um den Eigenbedarf zu decken. Bei einer Ost- oder Westausrichtung fällt in den Morgen- beziehungsweise Abendstunden das meiste Sonnenlicht auf die PV-Paneele. Zu diesen Tageszeiten verbrauchen Haushalte normalerweise mehr Strom als in den Mittagsstunden.

Leichte Abweichungen von der Idealausrichtung nach Südosten und Südwesten haben auf den Stromertrag nur geringen Einfluss. Selbst die vollständige Ost- oder Westausrichtung einer PV-Anlage mindert ihren potenziellen Ertrag oft nur um etwa 20 Prozent.

Ausrichtung der PV-Anlage nach Norden

Zeigen die Modulflächen der Solaranlage nach Norden, ist mit deutlich weniger Ertrag als bei den anderen Himmelsrichtungen zu rechnen. Im Vergleich zu optimalen Südbedingungen sinkt die Stromausbeute um 30 bis 50 Prozent. Um den Ertrag zu maximieren, sind bei PV-Anlagen mit Nordausrichtung möglichst flache Dachneigungen ratsam. Diese reduzieren Verschattungen.

Genauer gesagt sollte der Neigungswinkel der PV-Module nicht mehr als 40 Grad betragen, damit sie zumindest kontinuierlich Solarstrom für den Eigenbedarf liefern. Während bei einer Neigung um 35 Grad nur rund 60 Prozent der Erträge im Vergleich zu einer Südausrichtung möglich sind, bringt eine Neigung von 20 Grad bis zu 70 Prozent.

Optimale Neigung der PV-Module

Photovoltaik-Module produzieren den meisten Solarstrom, wenn die Sonnenstrahlung möglichst häufig im rechten Winkel auftrifft. Bei einer Modulneigung von 30 bis 40 Grad treffen die Sonnenstrahlen mit ihrem Einfallswinkel von 50 bis 60 Grad im Sommer mit 90 Grad auf die Solarpanels. Der optimale Neigungswinkel der PV-Module hängt vom Standort ab, an dem die Solaranlage installiert werden soll.

Da sich der Sonnenstand im Laufe des Tages und Jahres ändert und eine PV-Anlage in der Regel fest installiert wird, empfiehlt sich ein Neigungswinkel, der am jeweiligen Standort kontinuierlich den größtmöglichen Ertrag liefert. In Norddeutschland sind 37 Grad am besten, in Süddeutschland nur 32 Grad. Je größer die Abweichung der PV-Anlage von der Südausrichtung ist, desto kleiner ist der optimale Neigungswinkel. 10 Grad mehr oder weniger schmälern den Ertrag nur geringfügig.

Der Neigungswinkel einer Aufdach-PV-Anlage entspricht bei Schrägdächern in der Regel der Dachneigung. Durch Aufständerungen lässt er sich um einige Grad ändern, meistens erfolgt die Montage allerdings auf festen Schienen direkt auf der Dachhaut. Bei Indach-Photovoltaik ersetzen Solarmodule die Dachziegel teilweise, weshalb der Neigungswinkel hier auch vorgegeben ist.

Für Flachdächer gibt es Aufständerungen für die Solarmodule, um auch dort optimale Erträge über steilere Neigungswinkel zu erzielen. Um gegenseitige Verschattungen zu vermeiden, sollten PV-Module auf Flachdächern in Südausrichtung einen Anstellwinkel von 15 Grad und in Ost-West-Ausrichtung einen Anstellwinkel von 10 Grad haben. Doch auch hier hat die Optimierung Grenzen.

Unter 7 Grad sollte der Neigungswinkel der PV-Anlage nicht liegen. Denn ansonsten fließen Regenwasser und damit auch Schmutz nicht mehr richtig ab. In Regionen, in denen im Winter üblicherweise viel Schnee fällt, sollten PV-Module mit einem Neigungswinkel von mindestens 30 Grad installiert werden. Damit kann die Schneeschicht im Winter von allein abrutschen.

Tabelle zu PV-Ausrichtung und -Neigung

Diese Tabelle zeigt, wie sich die Ausrichtung beziehungsweise Süd-Abweichung (vertikale Achse) und der Neigungswinkel (horizontale Achse) des PV-Systems auf den möglichen Sonnenenergie-Ertrag eines Haushalts konkret auswirken. Alle Ertragswerte sind in Prozent zu verstehen. Mithilfe der Farbskala sieht man auf einen Blick, ob sie hoch (grün) oder niedrig (rot) sind.

Ausrichtung und Neigung berechnen

Welche Himmelsausrichtung und welcher Neigungswinkel an Ihrem Standort optimal für eine hohe Solarstromausbeute sind, sollten Sie vor der Installation der PV-Anlage checken. Seriöse Anbieter erstellen unverbindliche Berechnungen und Angebote. Informationen zur Neigung des eigenen Hausdachs finden sich in der Regel in den Bauunterlagen.

Auch kostenlose elektronische Solarkataster oder Solaratlanten helfen. Es gibt sie für jedes Bundesland und mitunter sogar für einzelne Kommunen. Mit den Online-Karten können Sie prüfen, ob sich Ihr Haus grundsätzlich für Photovoltaik eignet und welche Dachflächen genau. Die interaktiven Anwendungen berücksichtigen meistens Einstrahlung, Verschattung, Neigung und Ausrichtung. Oft ist ein Ertragsrechner integriert.

Wichtig: Ein Blick ins regionale Solarkataster ersetzt nicht die Beratung durch eine Fachkraft. Er kann nur grundlegend Auskunft darüber geben, wo die Installation einer Solaranlage sinnvoll ist.