Die Ausrichtung der Solarmodule entscheidet nicht nur darüber, wie viel Strom ein Balkonkraftwerk im Jahr erzeugt. Sie bestimmt vor allem, zu welcher Tageszeit die Energie zur Verfügung steht.
Das beeinflusst direkt:
- den Eigenverbrauch,
- die 800-Watt-Begrenzung,
- den benötigten Speicher,
- und damit die Wirtschaftlichkeit der Anlage.
Schauen wir uns zunächst einige typische Aufstellungen und ihr Erzeugungsverhalten an.
Beispiel 1: Alle Module nach Süden
Bei einer Südausrichtung steigt die Leistung am Vormittag an, erreicht rund um die Mittagszeit ihren höchsten Wert und fällt danach wieder ab.
Die typische Erzeugungskurve sieht vereinfacht so aus:
wenig Leistung am Morgen – hohe Leistung am Mittag – wenig Leistung am Abend
Eine gute Südausrichtung liefert häufig den höchsten Jahresertrag. Für unser vereinfachtes 2-kWp-Modell rechnen wir mit ungefähr:
2.000 kWh Solarstrom pro Jahr
Auswirkungen
Die hohe Mittagsspitze kann dazu führen, dass die Leistung des Modulfeldes deutlich über den erlaubten 800 Watt des Wechselrichters liegt.
Ohne Speicher oder gleichzeitig laufende Verbraucher kann ein Teil des Solarstrompotenzials deshalb nicht genutzt werden.
Eine Südausrichtung passt besonders gut zu Haushalten, die tagsüber viel Strom benötigen, beispielsweise durch:
- Homeoffice,
- Klimaanlage,
- Warmwasserbereitung,
- Waschmaschine oder Geschirrspüler,
- steuerbare Haushaltsgeräte.
Auch ein Speicher kann die Mittagsüberschüsse aufnehmen und am Abend wieder abgeben.
Beispiel 2: Zwei Module nach Osten und zwei nach Westen
Bei einer Ost-West-Ausrichtung erzeugen die Ostmodule ihren Schwerpunkt am Vormittag. Die Westmodule liefern am Nachmittag mehr Strom.
Dadurch entsteht eine breitere Erzeugungskurve:
früherer Beginn – geringere Mittagsspitze – längere Erzeugung am Nachmittag
Für unser vereinfachtes 2-kWp-Modell rechnen wir je nach Winkel und Standort mit ungefähr:
1.600 bis 1.800 kWh Solarstrom pro Jahr
Der Jahresertrag kann damit niedriger liegen als bei einer guten Südausrichtung.
Auswirkungen
Die gemeinsame Leistung der Module verteilt sich über einen längeren Zeitraum. Dadurch wird die 800-Watt-Grenze möglicherweise seltener oder weniger stark überschritten.
Gleichzeitig steigt die Chance, dass der erzeugte Strom direkt im Haushalt verbraucht wird.
Eine Ost-West-Ausrichtung kann daher trotz eines geringeren Jahresertrags wirtschaftlich interessant sein.
Der Grund ist einfach:
Direkt genutzter Solarstrom muss nicht erst gespeichert werden.
Dadurch können Speicherverluste und zusätzliche Speicherkosten reduziert werden.
Beispiel 3: Alle Module nach Osten
Eine reine Ostausrichtung erzeugt den größten Teil ihrer Energie am Vormittag.
Die Leistung steigt früh an, erreicht ihren Schwerpunkt vor der Mittagszeit und fällt am Nachmittag vergleichsweise schnell ab.
Auswirkungen
Diese Ausrichtung kann gut zu Haushalten passen, die morgens bereits viel Strom benötigen.
Typische Verbraucher können sein:
- Kaffeemaschine und Wasserkocher,
- Beleuchtung,
- Warmwasserbereitung,
- Haushaltsgeräte,
- Homeoffice,
- morgendliches Laden von Akkus.
Am späten Nachmittag und Abend steht dagegen weniger Solarstrom zur Verfügung.
Eine Ostausrichtung kann außerdem sinnvoll sein, wenn am Nachmittag Verschattung auftritt oder nur eine östliche Montagefläche vorhanden ist.
Beispiel 4: Alle Module nach Westen
Bei einer Westausrichtung beginnt die Erzeugung später. Der Schwerpunkt liegt am Nachmittag.
Das kann gut zu Haushalten passen, deren Verbrauch nach Feierabend deutlich ansteigt.
Typische Anwendungen sind:
- Kochen,
- Klimaanlage,
- Waschmaschine,
- Geschirrspüler,
- Computer und Fernseher,
- Laden von Akkus oder Fahrzeugen.
Auswirkungen
Der Solarstrom steht näher an den typischen Verbrauchszeiten vieler Berufstätiger zur Verfügung.
Obwohl der gesamte Jahresertrag niedriger als bei einer guten Südausrichtung sein kann, lässt sich möglicherweise ein größerer Anteil direkt nutzen.
Dadurch kann eine Westausrichtung ohne großen Speicher wirtschaftlich sinnvoller sein als eine theoretisch ertragreichere Südausrichtung.
Beispiel 5: Senkrechte Montage am Balkongeländer
Bei einer senkrechten Montage besitzen die Module einen Neigungswinkel von ungefähr 90 Grad.
Diese Aufstellung ist bei Balkonkraftwerken häufig anzutreffen, weil die Module direkt am Balkongeländer befestigt werden können.
Verhalten im Sommer
Im Sommer steht die Sonne hoch. Die Strahlen treffen senkrechte Module dadurch in einem ungünstigeren Winkel.
Der Sommerertrag fällt deshalb meist niedriger aus als bei schräg aufgestellten Modulen.
Verhalten im Winter
Im Winter steht die Sonne deutlich tiefer. Dann kann eine steile oder senkrechte Aufstellung vergleichsweise gut funktionieren. Aber eher richtung Süden!
Zusätzlich bleiben Schnee, Laub und Verschmutzungen weniger leicht auf der Modulfläche liegen.
Auswirkungen
Eine senkrechte Montage reduziert häufig die starken Sommerspitzen und verteilt den Ertrag etwas gleichmäßiger über das Jahr. Der Gesamtertrag wird jedoch erheblich vermindert. Werte von 1000 kWh anstatt 2000 kWh pro jahr verdoppeln vereinfacht gesagt den erzeugungspreis des Solarstromes. Wenn dieser aber zum verbrauch passt kann es mir dennoch Akkukapazität sparen.
Dafür kann die Montage außderdem einfacher, platzsparender und baulich besser umsetzbar sein.
Was verändert die Ausrichtung tatsächlich?
Die Beispiele zeigen drei wesentliche Auswirkungen.
1. Die Ausrichtung verändert den Jahresertrag
Eine gute Südausrichtung erzeugt meist die größte Energiemenge im gesamten Jahr.
Ost-, West- oder senkrechte Ausrichtungen können geringere Jahreserträge liefern.
Der Jahresertrag allein sagt jedoch noch nicht, wie viel Stromkosten tatsächlich eingespart werden.
2. Die Ausrichtung verändert den Zeitpunkt der Erzeugung
Südmodule liefern ihren Schwerpunkt rund um die Mittagszeit.
Ostmodule liefern früher, Westmodule später. Eine Ost-West-Aufstellung verteilt die Erzeugung über einen größeren Teil des Tages.
Je besser diese Erzeugungskurve zum Verbrauch des Haushalts passt, desto mehr Solarstrom kann direkt genutzt werden.
3. Die Ausrichtung beeinflusst Speicher und 800-Watt-Grenze
Eine starke Südausrichtung erzeugt hohe Leistungsspitzen. Dadurch kann ein größerer Anteil oberhalb der 800-Watt-Grenze liegen.
Ein Speicher kann diese Überschüsse teilweise aufnehmen. Dafür muss er jedoch ausreichend Ladeleistung und freie Kapazität besitzen.
Eine Ost-West-Ausrichtung erzeugt häufig geringere Spitzen. Dadurch kann mehr Leistung direkt über den Wechselrichter abgegeben und gleichzeitig im Haushalt genutzt werden.
Das kann den notwendigen Speicherbedarf reduzieren.
Vergleich der typischen Ausrichtungen
| Ausrichtung | Typischer Erzeugungsschwerpunkt | Jahresertrag | Leistungsspitzen | Möglicher Speicherbedarf |
|---|---|---|---|---|
| Süd | mittags | hoch | hoch | eher höher |
| Ost-West | morgens bis nachmittags | etwas geringer | flacher | eher geringer |
| Ost | vormittags | geringer als Süd | mittel | abhängig vom Abendverbrauch |
| West | nachmittags | geringer als Süd | mittel | abhängig vom Nachtverbrauch |
| senkrecht | abhängig von Himmelsrichtung | meist geringer | eher geringer | stark verbrauchsabhängig |
Diese Einordnung ist vereinfacht. Verschattung, Winkel, Standort und Wetter können das Ergebnis deutlich verändern.
Welche Ausrichtung ist wirtschaftlich am besten?
Aus rein technischer Sicht wird häufig versucht, den höchstmöglichen Jahresertrag zu erreichen.
Aus wirtschaftlicher Sicht ist jedoch eine andere Frage wichtiger:
Wie viele erzeugte Kilowattstunden ersetzen tatsächlich Netzstrom?
Direkt genutzter Solarstrom ist in unserem bisherigen Rechenmodell deutlich günstiger als Strom, der zunächst durch den Akku gespeichert werden muss.
Eine Südanlage kann deshalb zwar mehr Strom erzeugen, aber gleichzeitig größere Überschüsse produzieren.
Eine Ost-West-Anlage erzeugt möglicherweise weniger Energie, kann aber durch ihre breitere Tagesverteilung einen höheren Direktverbrauch erreichen.
Ein vereinfachtes Beispiel:
Südanlage
- Erzeugung: 2.000 kWh
- davon im Haushalt nutzbar: 1.300 kWh
Ost-West-Anlage
- Erzeugung: 1.750 kWh
- davon im Haushalt nutzbar: 1.400 kWh
Obwohl die Ost-West-Anlage weniger Strom erzeugt, ersetzt sie in diesem Beispiel mehr Netzstrom.
Damit kann sie wirtschaftlich besser abschneiden.
Welche Aufstellung passt zu welchem Verbrauch?
Eine Südausrichtung passt besonders gut zu hohem Tagesverbrauch, steuerbaren Verbrauchern oder einem Speicher, der Mittagsüberschüsse aufnehmen kann.
Eine Ost-West-Ausrichtung eignet sich für einen breiten Stromverbrauch vom Morgen bis in den Nachmittag und kann den erforderlichen Speicher verkleinern.
Eine Ostausrichtung kann bei hohem Morgenverbrauch sinnvoll sein.
Eine Westausrichtung passt häufig zu Haushalten mit hohem Verbrauch am Nachmittag und Abend.
Eine senkrechte Montage ist interessant, wenn eine einfache Befestigung, geringe Ausladung oder ein vergleichsweise stärkerer Winterertrag wichtiger sind als der maximale Jahresertrag.
Fazit
Die Modulausrichtung verändert drei entscheidende Größen:
Wie viel Strom wird erzeugt?
Wann wird dieser Strom erzeugt?
Wie viel davon kann direkt genutzt werden, ohne über den Akku zu gehen?
Eine Südausrichtung bietet häufig den höchsten Jahresertrag, erzeugt aber auch starke Mittagsspitzen.
Eine Ost-West-Ausrichtung liefert meist etwas weniger Gesamtenergie, verteilt diese aber breiter über den Tag. Das kann den direkten Eigenverbrauch erhöhen, die 800-Watt-Grenze entlasten und den benötigten Speicher verkleinern.
Die wirtschaftlich beste Ausrichtung ist deshalb nicht automatisch diejenige mit dem höchsten Ertrag.
Die beste Ausrichtung ist diejenige, deren Erzeugungskurve möglichst gut zum Verbrauch des Haushalts passt.
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