Verschattung bestimmen

Solaranlagen optimieren: Verschattung bestimmen

Die Verschattung von Dachflächen oder Fassaden verändert die Stromausbeute von Photovoltaikanlagen. Daher ist es wichtig zu wissen, wie hoch der Anteil dieser verschattenen Flächen ist. Solaranlagenfirmen können anhand von Analysen die Verschattung bestimmen. Sie ist die Basis, um die entsprechenden Solarmodule auszuwählen und anschließend optimal zu platzieren. Solarfachbetriebe helfen Hauseigentümern, eine solche Analyse zu erstellen, um maximale Erträge zu erzielen.

Schnelle Informationen

Die Verschattung auf Dachflächen reduziert die Stromausbeute von PV-Anlagen. Wie hoch diese Reduzierung ist, besagt die Verschattungsanalyse. Sie gehört deshalb in die Planungsphase einer Solaranlage.

Anhand der gesammelten Daten im Tagesverlauf sowie der Jahreszeiten wird deutlich, welche Maßnahmen zur Reduzierung der Verschattung vorgenommenen werden müssen. Die digitale Analyse ist daher als Bewertungstool für Gebäude anzusehen.

Die Ursachen einer Verschattung können vielfältig sein. Objekte in näherer Umgebung, regionale Gegebenheiten wie Täler und Berge aber auch Eigenverschattung durch eine falsche Aufstellung oder Verschmutzungen sind die Ursachen von Verschattungen auf Solarmodulen.

Der Inhalt im Überblick

Bewertung eines Gebäudes durch die Verschattungsanalyse
Die Verschattungsanalyse. Wertvolles Tool zur Optimierung von Solaranlagen
Welche Faktoren beeinflussen die Verschattung von Solaranlagen?
Ursachen möglicher Verschattung
4.1. Tageszeiten und Jahreszeiten
4.2. Regionaler Standort
4.3. Andere Gebäude bzw. Objekte in der Nähe
4.4. Neigung und Ausrichtung der Solarmodule
4.5. Witterungsbedingungen
4.6. Eigenverschattung
5. Anhand der Verschattungsanalyse die Solaranlage optimieren
6. Fazit

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Schattenflächen auf Dächern ist niemand hilflos ausgesetzt. Sind die Schwachstellen bekannt, können Fehler ausgebessert werden, denn es gilt, das gesamte Potenzial einer Solaranlage zu nutzen. Mit dem heutigen Stand der Technik haben wir einerseits die Möglichkeit der Verschattungsanalyse und auf der anderen Seite unterschiedliche Solarmodule mit höherer Leistung. Sie gleichen eine Verschattung aus und sorgen für höhere Stromerträge. Parallel dazu können Maßnahmen ergriffen werden, um die Verschattung zu reduzieren – sofern dies auf dem eigenen Grundstück möglich ist. 

Bewertung eines Gebäudes durch die Verschattungsanalyse

Eine Verschattungsanalyse bewertet das Gesamtpotenzial einer PV-Anlage und berücksichtigt Gebäude in nächster Nähe, Bäume oder weitere Objekte, die zu einer Verschattung führen. Ziel dieser Analyse ist, den jährlichen Stromertrag zu maximieren, der für den Eigenverbrauch und die Einspeisung geplant ist. Somit trägt diese Bewertung der Dachflächen ebenso einen Anteil am wirtschaftlichen Erfolg von Solaranlagen. Indirekt greift sie in die Berechnung der Amortisation ein, da anhand der Ergebnisse deutlich wird, wie hoch eventuelle Ertragsverluste sind. 

Die Verschattungsanalyse: Wertvolles Tool zur Optimierung von Solaranlagen 

Die Analyse der Verschattung zeigt jedoch auch, welche Maßnahmen in Frage kommen, um die Verschattung eventuell reduzieren zu können. Die Einstrahlung von direktem Sonnenlicht hat bei der Planung von Solaranlagen immer Vorrang und steht unter besonderem Fokus. Eingesetzt werden zur Analyse deshalb auch Tools für 3D-Modelle sowie Schatten-Simulationssoftware. Sie ermöglichen präzise Berechnungen vom Grad der Verschattung, wodurch die optimaleren Standorte für die Solarmodule bestimmt werden können. Die Gesamtheit aller Resultate ermöglichen eine hohe Optimierung von Solaranlagen, die sowohl den Standort als auch die Ausrichtung auf dem Dach beinhaltet. Auch eine etwaige Anpassung wird durch die Verschattungsanalyse möglich. Im letzten Schritt ist zu begutachten, ob umstehende Bäume gefällt oder deren weitreichende Äste gekürzt werden sollten, um die Stromproduktion zu optimieren. 

Tief gehende Verschattungsanalysen berücksichtigen neben dem eigentlichen Standort mit Luftbildern auch topografische Informationen sowie den Verlauf der Sonne im Jahreszyklus. Somit ist es möglich, tägliche Schattenprofile zu erstellen, die im 3D-Modell visualisiert werden können. Aus all diesen genannten Gründen sollte eine Verschattungsanalyse bereits in der Planungsphase eines Solarprojekts erstellt werden. Der wirtschaftliche Erfolg einer Photovoltaikanlage wird durch die Resultate einer solchen Analyse im gesamten Jahreszyklus stark beeinflusst.

Welche Faktoren beeinflussen die Verschattung einer Solaranlage?

Eine Verschattung entsteht durch unterschiedliche Faktoren, die das Potenzial einer Solaranlage beeinflussen. Im Verlaufe des Jahres können gegebenenfalls sogar mehrere Faktoren auf die Dachflächen einwirken und die Sonnenstrahlung auf die Module deutlich reduzieren. Daher sind die folgenden Faktoren bei der Planung einer Solaranlage immer zu berücksichtigen. Dies gilt sowohl für private als auch gewerbliche PV-Anlagen. 

Ursachen möglicher Verschattung 

1. Tageszeiten und Jahreszeiten 

Der Verlauf der Sonne verändert sich sowohl am Tage als auch zu den vier Jahreszeiten. So steht die Sonne in den Wintermonaten deutlich tiefer am Horizont, was die Einstrahlung auf die Module reduziert bzw. für größere Schatten sorgen kann als in den Sommermonaten. Der Kreis der Jahreszeiten bringt demnach unterschiedliche Ergebnisse der Stromproduktion hervor. Die Analyse verdeutlicht die Tagesausbeute und den Jahresertrag. 

2. Regionaler Standort 

Der regionale Standort hat einen nicht zu unterschätzenden Einfluss auf Verschattung und Stromertrag einer PV-Anlage. So sind bergige Regionen häufig von weitaus höherer Verschattung von Gebäuden beeinflusst. Häuser, die in Tälern stehen und von Bergen umgeben sind, werden täglich stark vom Sonnenverlauf beeinflusst. Ebenso entscheidend kann der Breitengrad eines Standorts hinsichtlich der Verschattung sein. 

3. Andere Gebäude bzw. Objekte in der Nähe 

Im näheren Umfeld können andere Gebäude ebenfalls für Verschattung auf den Solarmodulen sorgen. Schon Strommasten werfen lange Schatten und das über mehrere Stunden täglich. Wie hoch der mögliche Verlust der Stromproduktion sein könnte, zeigt in diesem Falle die Verschattungsanalyse an. Sofern möglich, kann anhand dieser Daten die Dachausrichtung und Positionierung der Module verändert werden, um die Verschattung weitestgehend zu reduzieren. 

4. Neigung und Ausrichtung der Solarmodule 

Da Neigung und Ausrichtung von Solarmodulen eine zentrale Rolle bei der Aufnahme der Sonnenenergie haben, gelten diese Faktoren nochmals als einzelner Punkt, der in jedem Falle berücksichtigt werden sollte. Bei optimaler Ausrichtung können die Module mehr Sonnenenergie aufnehmen, was eine höhere Energieproduktion zur Folge hat. Allein durch eine veränderte Neigung und Ausrichtung kann die Verschattung minimiert werden.

5. Witterungsbedingungen 

Nicht zuletzt muss das Wetter natürlich auch mitspielen. Im Verlauf der Jahreszeiten verläuft die Stromproduktion dynamisch und zeigt in Sommermonaten höhere Erträge an als in Wintermonaten. Hinzu kommt, dass bei heftigen Witterungsbedingungen von starkem Regen, Schnee oder Nebel ebenfalls Verschattungen bzw. Blockierungen vom Sonnenlicht auftreten. 

6. Eigenverschattung 

Eigenverschattungen können auf Flachdächern bei der Aufstellung der Module entstehen. Auch Verschmutzungen wie Vogelkot, Laub oder haftende Staubschichten erhöhen die Verschattung. 

Anhand der Verschattungsanalyse die Solaranlage optimieren

Die Verschattung von Dachflächen sollte nicht unterschätzt werden. Was Hauseigentümern bisher kaum aufgefallen ist, fällt mit der Solaranlage plötzlich ins Gewicht. Es reicht keinesfalls aus, auf gutes Wetter mit Sonnenschein zu hoffen. Denn die Zahlen des zu erwartenden Stromertrags sind relevante Faktoren zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikanlagen. Diese Resultate sind ebenso wichtig, wenn es darum geht, die passenden Solarmodule für die eigenen PV-Anlage auszuwählen. Ist die Verschattung höher als bisher angenommen, sollten leistungsstarke Solarmodule ausgewählt werden, auch Leistungsoptimierer sind denkbar. Im gesamten Planungsvorgang gilt es, Schwächen herauszuarbeiten um diese im weiteren Verlauf zu optimieren.

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Fazit 

Eine Verschattungsanalyse sollte zu Beginn der Projektplanung erstellt werden. Zur Anwendung kommt die Schattensimulationssoftware, die die räumliche Verschattung und den Grad der Verschattung messen kann. Anhand dieser Daten wird das Potenzial der Solaranlage deutlich, eine geringere Stromausbeute kann unter Umständen verhindert werden. Mit der Identifizierung der Verschattung in der Planungsphase kann die Standortbestimmung der Solarmodule optimiert werden. Ebenso wichtig sind die Kenntnisse über den Grad der Verschattung durch weitere Gebäude in nächster Nähe bzw. Bäumen oder anderen Objekten. In solch einem Falle kann die Stromproduktion durch gezielte Auswahl hochwertiger und leistungsstarker Solarmodule ausgeglichen werden. All diese Maßnahmen haben das Ziel, den Stromertrag langfristig zu maximieren, um die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage zu erhöhen.