Photovoltaik-Ausrichtung und Neigungswinkel

Der Neigungswinkel einer PV-Anlage ist der Winkel zwischen Solarmodulen und horizontaler Ebene.

Bei Schraegdächern ist der Neigungswinkel in der Regel gleich der Dachneigung. Bei Flachdächern, also Dächern mit einer Dachneigung um die 0 Grad, unterscheidet sich der Neigungswinkel von der Dachneigung.

Den Neigungswinkel deines Daches findest du in den Bauplaenen des Hauses. Alternativ kannst du ihn messen:

Geh dazu auf deinen Dachboden und stell dich in die Mitte des Hauses. Dort misst du eine waagerechte Strecke (A), die von der Dachneigung nach innen (oder aussen) reicht und im rechten Winkel wieder zum Dach (B). Dann hast du zwei Laengen. Mit der Hilfe des "Satz des Pythagoras" und den Winkelsaetzen kannst du dann den Winkel ausrechnen - oder einen Online-Rechner nutzen.

Uebrigens: Auch eine senkrechte Montage der PV-Module, z. B. an der Fassade, ist denkbar.

Eine Uebersicht ueber die haeufigsten Irrtuemer ueber PV-Anlagen findest du hier.

Der optimale Neigungswinkel fuer Photovoltaik an der Fassade betraegt 30 bis 40 Grad in Richtung Sueden.

Den hoechsten Ertrag erzeugt eine Photovoltaikanlage, wenn die Sonnenstrahlen genau senkrecht, also in einem Winkel von 90 Grad auf die Solarmodule treffen.

Durch die Verwendung von bifazialen Solarmodulen kann der Ertrag noch gesteigert werden, jedoch sind diese auch teurer in der Anschaffung.

Die ideale Modulneigung fuer Solarmodule in Deutschland liegt bei 30 bis 40 Grad. So treffen die Sonnenstrahlen mit ihrem Einfallswinkel von 50-60 Grad im Sommer mit 90 Grad auf die Solarpanels.

Die Ausrichtung der Solaranlage gibt an, in welche Himmelsrichtung die Solarmodule zeigen. Beschrieben wird sie mit dem sogenannten Azimutwinkel, der die Abweichung der Ausrichtung von Sueden beziffert.

Uebrigens: Immer noch gibt es den weitverbreiteten Irrglauben, dass eine optimale Ausrichtung von Photovoltaikanlagen nur nach Sueden rentabel sei.

Tatsaechlich sind Abweichungen von 20 Grad nach Osten (Azimutwinkel -20 Grad) oder Westen (Azimutwinkel +20 Grad) beim Ertrag kaum feststellbar.

Und selbst bei vollstaendiger Ausrichtung nach Osten oder Westen betraegt die Ertragsminderung in der Regel nur etwa 20 Prozent.

Sind die Solarmodule auf einem Dach mit Nordausrichtung installiert, sollte der Neigungswinkel der Module hoechstens 40 Grad betragen. Dann kann immerhin noch ein Ertrag von mehr als 50 Prozent eines Sueddaches erzielt werden.

Die untenstehende Abbildung veranschaulicht, wie der Neigungswinkel der PV-Module (hier "Dachneigung") und deren Ausrichtung (hier "Dachausrichtung") miteinander zusammenhaengen. Auch hier zeigt sich:

Die optimale Ausrichtung einer Photovoltaikanlage ist nach Sueden, wodurch das Sonnenlicht senkrecht auf die Module trifft. Der optimale Neigungswinkel fuer Photovoltaikanlagen in Deutschland liegt zwischen 30 und 40 Grad. So wird die maximale Sonneneinstrahlung ueber das ganze Jahr hinweg genutzt.

Je weiter das Dach von einer suedlichen Ausrichtung abweicht, desto geringer ist der moegliche Ertrag - erkennbar an der roten Farbe. Um dennoch einen guten Ertrag zu erzielen, sollte das Dach dann moeglichst flach sein - erkennbar an der gruenen Farbe.

Wie du bei deinem Dach den groessten Gewinn erzielst, kannst du ganz einfach und kostenlos im Online-Konfigurator von zolar herausfinden.

Der optimale Neigungswinkel fuer Solarmodule in Deutschland liegt bei einer nach Sueden ausgerichteten Anlage bei 20 Grad (Sueddeutschland) bzw. 40 Grad (Norddeutschland).

Wir unterscheiden hier zwischen Nord- und Sueddeutschland, weil der Winkel der PV-Module zur Sonne auch abhaengig vom Breitengrad ist, auf dem sich die Photovoltaikanlage befindet:

In Deutschland ist ein Winkel zwischen 30 und 40 Grad fuer ein Sueddach optimal. Denn dann treffen die Sonnenstrahlen fast im rechten Winkel (90 Grad) auf die Module. Damit ist gewaehrleistet, dass die Stromerzeugung ueber den Jahresverlauf hinweg gut abgedeckt wird. Eine Abweichung um 10 Grad mehr oder weniger Neigung sorgt nur fuer geringe Einbussen beim Ertrag.

Im Norden Deutschlands steht die Sonne nicht so hoch am Himmel wie dies im Sueden der Fall ist. Daher liefern im Norden geringfuegig steiler montierte PV-Module (groessere Winkel) einen hoeheren Ertrag, waehrend im Sueden kleinere Winkel den Ertrag erhoehen.

Um den optimalen Winkel fuer Photovoltaik zu berechnen, addiere 15 Grad zu deinem Breitengrad (Winter) bzw. ziehe 15 Grad von deinem Breitengrad ab (Sommer). Am Beispiel Erfurt, das auf dem 51. Breitengrad liegt, betraegt der optimale Neigungswinkel im Sommer 51 Grad - 15 Grad = 36 Grad und im Winter 51 Grad + 15 Grad = 66 Grad.

Der Sonnenstand im Winter ist mit einem Einfallswinkel von 10-15 Grad geringer als mit 50-60 Grad im Sommer. Da die Sonne im Sommer laenger scheint, stellt der optimale Neigungswinkel von 30-40 Grad sicher, dass die PV-Module in dieser Jahreszeit einen rechten Winkel mit den Sonnenstrahlen bilden.

Im Winter erzielen um 30 bis 40 Grad geneigte PV-Module also nicht den maximal moeglichen Ertrag. Da der allerdings nur einen Bruchteil des jaehrlichen Ertrags ausmacht, waere es ein Fehler, die Module so zu neigen, dass sie mit der Sonneneinstrahlung im Winter einen rechten Winkel bildet.

Im Allgemeinen wird empfohlen, dass die Photovoltaikmodule in Deutschland in einem Neigungswinkel von etwa 30 bis 40 Grad montiert werden sollten, um eine maximale Energieausbeute zu erzielen. Dieser Neigungswinkel ist jedoch nicht unbedingt fuer alle Gebaeude und Standorte optimal.

PV-Anlagen mit Ost-West-Ausrichtung produzieren bei einem Neigungswinkel von 0 bis 20 Grad den hoechsten Ertrag. Da diese Winkel auf geneigten Daechern manchmal nicht zu erreichen ist, eigenen sich Flachdaecher mit aufgestaenderten PV-Modulen besonders gut fuer Ost-West-Ausrichtungen.

Als Faustregel gilt:

Je mehr die Ausrichtung der PV-Anlage von Sueden abweicht, desto kleiner der optimale Neigungswinkel. Bei Ost-West-Anlagen erzielst du mit einer Neigung von 5 bis 15 Grad noch 90 % des maximalen Ertrags.

Eine Ausrichtung der PV-Anlage nach Osten oder Westen allein ist auf das Jahr gesehen nicht ideal:

Ein Neigungswinkel von 30 Grad nach Westen ist fuer Solarmodule im Winter sinnvoll, da so in den stromintensiven Abendstunden mehr Strom produziert wird. Allerdings geht auf das Jahr gerechnet etwa 15 % des absoluten Ertrags verloren.

Der optimale Neigungswinkel einer Photovoltaikanlage auf einem Flachdach laege bei 30-35 Grad, sodass die Sonnenstrahlen im rechten Winkel auf die Solarzellen treffen. Da das aber zu Verschattungen fuehrt, die den Ertrag staerker reduzieren, liegt der optimale Winkel fuer ein Flachdach bei 5-15 Grad.

Ein so flacher Neigungswinkel ist auf einem Flachdach moeglich, weil es eine Dachneigung von 0 Grad hat. Solarteure montieren zunaechst eine sogenannte aufgestaenderte Unterkonstruktion fuer die Module. Der Winkel der Unterkonstruktion kann frei gewaehlt werden.

Genau wie bei Schraegdächern sind allerdings auch Abweichungen moeglich. Denn:

Der optimale Neigungswinkel fuer Photovoltaikanlagen auf Flachdaechern liegt zwischen 5 und 15 Grad. So wird der Platz optimal genutzt und Schattenwurf minimiert. Ein Winkel von 20 bis 30 Grad ist moeglich, um eine bessere Selbstreinigung durch Regen zu ermoeglichen.

Die Wahl des Neigungswinkels haengt jedoch auch auf Flachdaechern von der Ausrichtung ab.

Die optimale Ausrichtung einer PV-Anlage auf Flachdaechern ist in Richtung Sueden und in Form einer einseitigen Aufstaenderung (mit 15 Grad Neigung).

Fuer eine Ausrichtung nach Sueden muss auf dem Flachdach zusaetzlicher Platz vorhanden sein. Denn selbst im flachen Winkel von 15 Grad koennen die Module nicht direkt hintereinander montiert werden, ohne sich gegenseitig zu verschatten.

In Ost-West-Ausrichtung hingegen koennen Module direkt hintereinander montiert werden, sodass nur [X m2] belegbare Dachflaeche vorhanden sein muessen. Das funktioniert, weil in Ost-West-Ausrichtung auf einem Flachdach doppelseitig aufgestaendert wird. Die Module werden also kopfwaerts gegeneinander gelehnt, sodass eine Flaeche nach Westen und die andere nach Osten zeigt.

Die doppelseitige Aufstaenderung bietet den Vorteil, dass die Dachflaeche mit bis zu 40 % mehr Modulen belegt und damit mehr Leistung installiert werden kann - obwohl der Ertrag eines einzelnen Moduls gegenueber der Süd-Ausrichtung etwas geringer ist.

Also:

Um eine moeglichst hohe Eigenverbrauchsrate zu erzielen und gegenseitige Verschattungen der Solarmodule zu vermeiden, sollten PV-Module auf einem Flachdach in Ost-West-Ausrichtung einen Anstellwinkel von 10 Grad haben. In Suedausrichtung sollte der Anstellwinkel 15 Grad betragen.

Die Solaranlage hat die Aufgabe, einen moeglichst hohen Ertrag zu erzielen, das heisst, moeglichst viel Strom zu produzieren. Damit sie dauerhaft den gewuenschten Ertrag liefern kann, ist es aber auch notwendig, dass sie nicht verschmutzt und im Winter frei von Schnee ist. Ob das gewaehrleistet ist, haengt ebenfalls von dem Neigungswinkel ab.

Als Faustregel gilt: Je hoeher der Neigungswinkel, desto staerker die Selbstreinigung der PV-Module durch Regen. Bei einem hohen Neigungswinkel reicht Regen in der Regel sogar komplett aus, um Staub und Schmutz von den Modulen abzuspuelen und sie sauber zu halten. Eine manuelle Reinigung ist nicht mehr notwendig.

Aber: Wenn eine dicke Schneeschicht auf deiner Photovoltaikanlage liegt, kann sie keinen Strom erzeugen. Daher ist es wichtig, dass Schnee nicht lange auf den Modulen liegen bleibt. Bei einem Neigungswinkel von mehr als 30 Grad rutscht der Schnee in der Regel von alleine ab.

In aller Regel ja, denn:

Photovoltaik-Module erzielen bei einer Dachneigung von 10 Grad (und in Suedausrichtung) immer noch ueber 90 Prozent des maximalen Ertrags. Beachte, dass flach geneigte Solarpaneele regelmaessig gereinigt werden sollten, um die Leistungsfaehigkeit der Anlage zu erhalten.

Deshalb ist es normalerweise nicht notwendig, den Winkel eines Schraegdaches fuer die Photovoltaikanlage anzupassen.

Bei der Planung eines Neubaus kannst du die fuer den Einsatz der Photovoltaikanlage optimale Dachneigung natuerlich von vornherein mit einplanen. Ein Energieberater hilft dir dabei.

Um eine effiziente Energieerzeugung ueber das gesamte Jahr zu gewaehrleisten, empfehlen wir fuer PV-Module einen Neigungswinkel von 20 Grad - 40 Grad (Richtung Sueden) bzw. 0 Grad - 20 Grad (Ost-West). Geringere Neigungswinkel (20 Grad bzw. 0 Grad) steigern den Ertrag im Sommer, groessere Winkel (40 Grad bzw. 20 Grad) den im Winter.

In diesem Artikel haben wir aber auch gezeigt, dass Abweichungen von diesen Idealwerten nur geringe Ertragseinbussen mit sich bringen. Deshalb lohnt sich eine PV-Anlage fuer so gut wie jedes Dach in Deutschland.

Das erklaert dir eine unserer PV-Expert:innen auch noch einmal in Kurzform per Video.

• In Deutschland ist ein Winkel zwischen 30 und 40 Grad fuer ein Sueddach optimal. Denn dann treffen die Sonnenstrahlen fast im rechten Winkel (90 Grad) auf die Module. Damit ist gewaehrleistet, dass die Stromerzeugung ueber den Jahresverlauf hinweg gut abgedeckt wird. Eine Abweichung um 10 Grad mehr oder weniger Neigung sorgt nur fuer geringe Einbussen beim Ertrag.
• Fuer PV-Anlagen wird ein Neigungswinkel von 30 bis 40 Grad und eine Sued-Ausrichtung empfohlen, um eine maximale Energieausbeute zu erzielen. Dieser Winkel ist jedoch nicht fuer alle Gebaeude und Standorte optimal.
• Die optimale PV-Dachneigung und -Ausrichtung liegt in Deutschland bei 30 Grad Sued.
• Die optimale Ausrichtung einer Photovoltaikanlage ist nach Sueden, da die Sonne in dieser Richtung mit der hoechsten Intensitaet scheint. Bei einer Ausrichtung nach Sueden trifft die Sonne im rechten Winkel auf die Solarzellen und kann so ihre maximale Leistung erbringen.
• Kleinere Einbussen entstehen bei einer Ost-West-Ausrichtung (+/-20 Grad).
• Auch eine Nordausrichtung kann ueber 50% Ertrag eines Sueddachs erzielen.
• Fuer die optimale Ausrichtung von Solarmodulen auf schraegen Daechern ist ein Neigungswinkel zwischen 30 und 40 Grad ideal, bei einem Flachdach ein Winkel zwischen 5 und 15 Grad.
• In Deutschland liegt die optimale Neigung einer Photovoltaikanlage zwischen 30 und 40 Grad. In Norddeutschland, wo die Sonne flacher steht, sollte der Neigungswinkel auf etwa 35 bis 45 Grad erhoeht werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Solarmodule moeglichst viel Sonnenlicht abfangen und so den hoechsten Ertrag erzielen.