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Optimale Ausrichtung Solaranlage

Author's iconLukas Hoffmeier
Technik
12. AprilLesezeit 12 Minuten
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Wir von priwatt haben uns auf Mini-Solaranlagen spezialisiert. Diese kleinen Anlagen (treffender Stecker-Solargeräte genannt) haben dazu geführt, dass frühere Dogmen der Photovoltaik-Ausrichtung mittlerweile neu gedacht werden: Früher war die Südausrichtung einer PV-Anlage das Maß aller Dinge. Mit dem Popularitätszug der Balkonkraftwerke sowie Stecker-Solargeräte für Gärten, Fassaden, Carports und weitere Aufstellorte sind andere Himmelsrichtungen in den Vordergrund gerückt. Wieso ausgerechnet die Stecker-Solargeräte zu einem Paradigmenwechsel in der Photovoltaik- und Dachausrichtung geführt haben und welche Ausrichtung für Dich und Deine Anlage die beste ist - das erfährst Du in diesem Beitrag!

Revolution: Die PV-Anlage muss nicht mehr nach Süden ausgerichtet sein!

Ja, es gleicht einer Revolution, dass eine PV-Anlage nicht zwingend gen Süden ausgerichtet sein muss. Denn es ist nur allzu offensichtlich und wissenschaftlich erwiesen, dass eine PV-Anlage dann am meisten Energie erzeugt, wenn sie nach Süden ausgerichtet ist. Allerdings ist die Erzeugung der Energie lediglich die eine Seite der Medaille. Die andere Seite der Medaille ist die Nutzung der Energie:

  • Wie viel der erzeugten Energie verbrauche ich selbst und wie viel speise ich gegen Vergütung ins öffentliche Stromnetz ein?
  • Lohnt sich überhaupt eine vergütete Einspeisung ins öffentliche Stromnetz? Oder erzeugt meine Photovoltaikanlage so viel Strom, dass sich einzig und allein der Eigenverbrauch lohnt?
  • Zu welchen Tageszeiten bin ich zuhause, um einen möglichst hohen Eigenverbrauchsanteil zu erzielen?

All das sind Fragen, die schon vor der Planung der Solaranlage-Ausrichtung höchste Aufmerksamkeit erhalten sollten. Denn diese entscheiden darüber, ob es tatsächlich am wirtschaftlichsten ist durch eine…

  1. Südausrichtung der Solarmodule den höchsten Stromertrag zu erzielen oder…
  2. eine Ost-West-Ausrichtung zu wählen, weil Du eher abends zuhause bist und dann den generierten Strom zu höheren Anteilen selbst verbrauchst.

Hintergrundinfo #1 | Über die Wirtschaftlichkeit des Eigenverbrauchs

Je höher der Anteil des Eigenverbrauchs an der erzeugten Energie ist, umso wirtschaftlicher ist dies für Betreiber von Photovoltaikanlagen. Dies bedeutet natürlich nicht, dass Du gezielt möglichst viel Strom verbrauchen solltest; viel eher lässt sich der Sachverhalt wie folgt verständlich erklären: Laut Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) sinkt die Einspeisevergütung stetig. Sie liegt unterhalb des Strombezugspreises beim Energieversorger, wobei sie mit der Größe der Photovoltaikanlage immer geringer wird. 

Die steigende Beliebtheit und Nutzungshäufigkeit von Mini-Solaranlagen hat Aspekte wie den begrenzten Nutzen der Einspeisung offengelegt. Wie Du in unserem Beitrag über "Solarstrom einspeisen" erfährst, solltest Du bei einer Mini-Photovoltaikanlage mit ca. 600 Watt Leistung sogar auf den Anspruch auf eine Einspeisevergütung verzichten. Tipps wie diese gelten nicht für größere Photovoltaikanlagen, die beispielsweise die komplette oder einen beträchtlichen Anteil der Dachfläche von Häusern einnehmen und an eine Leistung von 10 kWp heranreichen. Allerdings ist bei Anlagen mit einer Leistung von 10 kWp dem Eigenverbrauch gegenüber der Stromeinspeisung mit Vergütung ebenfalls mehr Bedeutung beizumessen, weswegen aufweichend zum früheren Dogma eine Ost-West-Ausrichtung auch bei größeren Anlagen durchaus sinnvoll sein kann.

Bis hierhin lässt sich zusammenfassend konstatieren, dass der im Vergleich zur Einspeisevergütung viel höhere Strombezugspreis vom Energieversorger eine Eigennutzung des selbst erzeugten Stroms wirtschaftlich am sinnvollsten macht. Die zunehmende Verbreitung von Mini-Solaranlagen, die parallel vollzogenen Gesetzesänderungen rund um die Einspeisevergütung und die daraus resultierende differenzierte Auseinandersetzung mit diesem Thema haben aufgezeigt, dass die Südausrichtung nicht immer die sinnvollste Maßnahme ist.

Hintergrundinfo #2: Über die Bedeutung der Aufenthaltszeiten in den eigenen vier Wänden

Allein die Frage nach dem Anteil der Einspeisung und dem Anteil des Eigenverbrauchs am erzeugten Strom reicht zur Planung der Photovoltaik- und Dachausrichtung nicht aus. In die Planung für die optimale Dachausrichtung muss darüber hinaus einfließen, wann Du größtenteils zuhause bist.

Die Erkenntnis bezüglich der Bedeutung der Anwesenheitszeiten daheim führte bei diesem Thema in den letzten Jahren dazu, dass der Anteil der Solarmodule mit Dachausrichtung gen Westen und Osten gestiegen ist. Denn weil viele Personen tagsüber arbeiten und eine Ost-West-Solaranlage am Abend am meisten Strom erzeugt, lohnt es sich für diese Personen - ganz im Sinne des möglichst hohen Eigenverbrauchs - am meisten, wenn die Module gen Westen oder Osten ausgerichtet sind. Diese pauschale Regel hat ihre Grenzen: Spätestens ab einer Anlagen-Leistung von über 20 kWp ist aufgrund des hohen Einspeiseanteils der erzeugten Energie eine Photovoltaik- und Dachausrichtung gen Süden vorteilhafter, weil die Erträge aus der Einspeisung die Ersparnisse aus der Selbstnutzung übertreffen.

Die "traditionelle" Südausrichtung maximiert den Ertrag aus den Solarmodulen. Bei einer Anlagen-Leistung von unter 10 kWp sollte man diese Himmelsrichtung genau dann präferieren, wenn man selbst tagsüber den Großteil der Zeit zuhause verbringt oder während der Abwesenheit tagsüber häufig verbrauchsintensive elektrische Geräte zuhause laufen hat.

An alle Freunde des Tages: Welche Ausrichtung liefert den besten Ertrag? Die Süd-Ausrichtung!

Falls Du tagsüber am meisten Zeit zuhause verbringst, dann ist die "traditionelle" Süd-Solar-Ausrichtung für Dich optimal. Am Mittag werden die größten Strommengen erzeugt, weswegen Du doppelt profitierst: Zum einen kannst Du eine hohe Strommenge selbst nutzen, zum anderen viel einspeisen. Aufgrund der mengenreichen Stromerzeugung bei einer Photovoltaik- und Dachausrichtung gen Süden zur Mittagszeit lohnt es sich für Dich am stärksten, wenn Du in dieser Phase des Tages daheim Arbeiten verrichtest, die die meiste Energie verbrauchen. Dadurch wirst Du weniger auf den Strombezug von deinem Energieversorger angewiesen sein, was Deine finanziellen Vorteile steigert.

Doch nicht nur daheim anwesende Personen ziehen einen Nutzen aus dieser Photovoltaik- und Dachausrichtung: Falls Du mittags selten zuhause bist, aber viele elektrische Geräte laufen hast, dann ist die Ausrichtung der Module gen Süden ebenfalls eine gute Entscheidung. Ein Kühlschrank läuft in den meisten Haushalten permanent. Weil der Kühlschrank allein nicht ausreicht, ist für die meisten mittags außer Haus befindlichen Personen eine Ausrichtung Photovoltaik gen Süden nicht sinnvoll. Solltest Du aber tagsüber vor dem Rausgehen zur Arbeit häufig Deine Waschmaschine anwerfen, dann ist die Ausrichtung nach Süden bereits vorteilhafter, weil während deiner Abwesenheit der Strom genutzt wird.

Du bist Dir unsicher, ob Du am meisten Zeit mittags oder abends zuhause verbringst? Dann entscheide Dich im Zweifelsfall immer für die Himmelsrichtung, die die meisten Erträge beschert; also in Richtung Süden. (Betreiber, die auf ihrem kompletten Dach eine Photovoltaikanlage montieren möchten, haben keine Wahlfreiheiten, aber Käufer einer Mini-Solaranlage können durch mehrere in Frage kommende Standorte die Ausrichtung der Photovoltaikanlage durchaus frei wählen) Sollte der Stromverbrauch nur am Wochenende tagsüber hoch sein, dann kann sich sogar trotz des geringen Stromverbrauchs von Montag bis Freitag tagsüber eine Süd-Ausrichtung deiner Photovoltaikanlage lohnen.

Die Frage ist: Wie hoch ist der gesamte Stromverbrauch tagsüber und abends innerhalb einer kompletten Woche? Wenn Du das beantworten kannst, dann gelingt es Dir, über deinen Wochenverbrauch am Mittag und am Abend die optimale Photovoltaik- und Dachausrichtung zu bestimmen.

An alle Helden des Abends: Mit einer Ost-West-Anlage fahrt ihr am wirtschaftlichsten!

Wer abends am meisten Strom in den eigenen vier Wänden verbraucht, für den ist die optimale Dachausrichtung zur Montage der Anlage gen Osten oder Westen. Es steht zwar weniger selbst erzeugter Strom zur Verfügung als zur Mittagszeit, aber bei einer Photovoltaikanlage mit einer Einspeiseleistung von weniger als 10 kWp lohnt sich die Priorisierung des höchsten Eigenverbrauchs finanziell nun mal mehr. Was passiert dann mit dem nicht selbst genutzten Strom aus der Mittagszeit?

  • Bei einer größeren Photovoltaikanlage für Dächer und in Solarparks wird alles, was nicht selbst genutzt wird, gegen Vergütung eingespeist.
  • Betreiber einer Mini-PV-Anlage, die auf eine Einspeisevergütung verzichten, speisen den überschüssigen Strom ebenfalls immer ins öffentliche Netz - nur eben kostenlos.
  • Dies ist der Grund, weswegen vor allem Betreiber von Mini-Photovoltaikanlagen die Ost-West-Ausrichtung der Module einhalten sollten: Denn was bringen die höheren Erträge aus der Mittagszeit bei einer Photovoltaikanlage gen Süden, wenn der Strom ohnehin ungenutzt und kostenlos ins öffentliche Netz eingespeist wird?

Nachdem nun klargestellt wurde, wann Osten und Westen als Photovoltaik- und Dachausrichtung das beste sind, sollte ein weiterer und manchmal vergessener Vorteil einer solchen Ausrichtung Anklang finden: die maximale Ausnutzung der Dachfläche. Dieser Vorteil ist zugleich die Antwort auf eine häufig gestellte Frage im Zusammenhang mit der Photovoltaik- und Dachausrichtung, nämlich...

Westen oder Osten: Es heißt nicht "oder", sondern "und"! Was ist eine Ost-West-Anlage?

Grundsätzlich sind die Erträge bei einer Anlage in Richtung Westen etwas besser als die im Osten. Die Unterschiede sind jedoch derart marginal, dass sie vernachlässigbar sind. Stattdessen gilt die Empfehlung, die Dachfläche maximal auszunutzen. Daher werden bei Ost-West-Anlagen die Flächen des Daches großzügig mit Solarmodulen eingekleidet. Das Dach wird beidseitig durch PV-Module abgedeckt, wodurch die gesamte Solaranlage größer wird als bei einem Dach, das in die Richtungen Süden und Norden weist.

Bei einer Photovoltaik- und Dachausrichtung nach Süden hingegen zeigt bei Satteldächern die eine Hälfte des Daches nach Süden und die andere Hälfte des Daches nach Norden. Während sich die Südseite des Daches optimal mit Modulen bestücken lässt, die viel Sonneneinstrahlung abbekommen und somit ertragreich sind, verhält es sich bei nördlicher Ausrichtung anders: Ein Dach mit Himmelsrichtung Norden und einer darauf befindlichen Photovoltaikanlage ist aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung die ineffizienteste Entscheidung, die man als PV-Betreiber treffen kann.

Wenn, dann wird das Dach im Norden nur aus optischen Gründen mit Modulen bestückt: Damit die Photovoltaikanlage das komplette Dach einkleidet und nicht nur die eine Hälfte des Daches. Der finanzielle Ertrag steht hierbei in keinem gerechten Verhältnis zu den Investitionskosten. Unser Tipp ist daher, auf eine nördliche Ausrichtung zu verzichten.

Der Vorteil maximalen Dachausnutzung einer Ost-West-Anlage lässt sich rein auf größere PV-Anlagen beziehen. Für eine Mini-Solaranlage, die lediglich ein bis zwei Module umfasst, gilt dieser Vorzug nicht. Und dennoch: Wieder mal haben wir einen Beleg dafür gesammelt, dass eine optimale Ausrichtung im Gegensatz zu früher auch nach Ost und West zeigen kann!

Abweichungen: Südwest- und Südost-Anlagen haben ebenfalls eine optimale Ausrichtung!

Es gibt nicht nur vier Himmelsrichtungen. Es wird auch in die dazwischen gelegenen Himmelsrichtungen unterteilt. Folglich kann es infolge von Abweichungen von einer Himmelsrichtung zu Mischformen bei der Ausrichtung kommen: Die Südwest- und Südost-Photovoltaikanlage ist keineswegs eine Seltenheit.

Potenziell attraktiv ist bei diesen Ausrichtungen, dass sie einen mehr oder weniger ausgewogenen Mix der maximalen Stromerzeugung zur Mittagszeit und dem besten Eigenverbrauch zur Abendzeit bieten. Für Personen, die mittags und abends gleichermaßen viel Strom verbrauchen, ist eine Südwest- oder Südost-Anlage die beste Solaranlage.

Außerdem: Welche Dachneigung optimal für Solar?

Zur Beantwortung dieser Frage ließe sich fast schon eine Doktorarbeit anfertigen. Als Ausgangsbasis sei festgestellt: Als allgemeiner Idealfall gilt eine Solaranlage Süd mit einer Dachneigung von 35 Grad. Bei Mini-Solaranlagen, die z. B. auf dem Balkon montiert oder im Garten aufgestellt werden, ist ein Winkel durch spezielle Halterungen oder Unterlagen einzurichten. Somit haben auch die Stecker-Solargeräte eine gewisse Neigung, die den Ertrag verbessert. Im Folgenden gehen wir mit weiteren Infos auf die Dachneigung ein und geben Beispiele.

Abweichungen: Alles zwischen 25 und 60 Grad Neigung ist gut!

Abgesehen von der idealen Dachneigung von 35 Grad bei Süd-Ausrichtung gilt jeder Winkel zwischen 25 Grad und 60 Grad für die Photovoltaik als angemessen. Für Dächer, die gen Osten oder Westen weisen, ist eine Neigung von 25 Grad sogar empfohlen. Ein Flachdach mit einer geringeren Neigung kann entweder durch Aufstellelemente die gewünschte Neigung erhalten oder es wird beim Flachdach der geringere Ertrag durch eine unzureichende Neigung in Kauf genommen.

Sobald die Ausrichtung nicht mehr dem Optimum Süden entspricht und die Dachneigung dabei nicht 35 Grad beträgt, treten Abweichungen und daraus resultierende Mindererträge ein. Einige dieser Abweichungen und Mindererträge hier in der Übersicht:

  • Osten 30 Grad: Werden die Module im Neigungswinkel von 30 Grad gen Osten ausgerichtet, so liegt der Minderertrag gegenüber der optimalen Ausrichtung und Neigung bei -19 Prozent.
  • Süden 45 Grad: Bei diesem Szenario liegt kein wesentlicher Minderertrag durch die Abweichung vor.
  • Osten 45 Grad: Hier beträgt der Minderertrag -23 Prozent aufgrund der Abweichung im Vergleich zur optimalen Ausrichtung und Neigung.

Einfluss: Ertrag und optimale Aufstellbedingungen variieren mit den Solarzellen-Typen

Tatsächlich variieren die Empfehlungen zum Neigungswinkel mit dem Typus der Solarzellen. Die Empfehlung von 25 Grad bis 60 Grad für die Dachneigung und Ausrichtung Solarmodule gilt bei monokristallinen Solarzellen. Diese Solarzellen-Typen haben unter den geschilderten Bedingungen den höchsten Ausrichtung-Photovoltaik-Wirkungsgrad und gelten als für Verbraucher am besten.

Wundere Dich trotzdem nicht, wenn Du des Öfteren an Fassaden montierte PV-Module siehst, die einen Neigungswinkel von 90 Grad haben. 90 Grad Neigungswinkel lassen sich mit den in der Anschaffung günstigen Dünnschicht-Solarzellen am besten umsetzen. Diese liefern aufgrund ihrer individuellen Optik und der Neigung von 90 Grad keinen Ertrag, der auch nur ansatzweise an den der monokristallinen Solarzellen mit Dachneigung 35 Grad und Ausrichtung gen Süden herankäme, aber die Dünnschicht-Solarzellen spiegeln das Facettenreichtum und die Flexibilität der verschiedenen Solarzellen-Typen wider. Auch senkrecht befestigte Solarmodulle sind keine Seltenheit mehr. Diese Stellung ermöglichen die monokirstallinen Solarzellen.

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Lukas HoffmeierGründer & CEO von Priwatt

Ingenieur für Erneuerbare Energien (M.Sc) und ausgebildeter Energieberater, der durch seine Erfahrung in der Energie- und Solarwirtschaft viel Wissen mitbringt, um als Überzeugungstäter die Energiewende voranzutreiben.

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