Ausrichtung und Neigungswinkel der PV-Module


Ausrichtung und Neigungswinkel der PV-Module



Ausrichtung und Neigungswinkel der PV-Module

Willkommen auf dieser MPPTSOLAR Informationsseite.

Sie möchten eine wirklich effiziente Photovoltaikanlage bauen, wissen aber nicht, wie Sie die richtige Ausrichtung der Solarmodule bewerten und den richtigen Neigungsgrad berechnen können?

Kein Problem. Auf dieser Seite finden Sie alle Informationen und Ratschläge, mit denen Sie die richtige Ausrichtung (Azimut-Winkel) und die optimale Neigung (Tilt-Winkel) Ihrer Solarmodule anhand von zwei Faktoren ermitteln können:

•   die saisonale Periode (in der Sie den größten Energiebedarf haben)
•   die geografische Position (wo Sie die Photovoltaikanlage installieren möchten)

Dank einer praktischen mathematischen Formel und unserer Karte der Breiten Deutschlands lernen Sie, den optimalen Neigungswinkel Ihrer Photovoltaikmodule im Sommer als auch im Winter Ihrer Stadt zu berechnen, ohne Zeit und alles kostenlos zu verschwenden.



In welche Richtung sollen die PV-Module ausgerichtet sein?


Bei der Auslegung der Photovoltaikanlage ist es wichtig, die Seite des Daches zu wählen, auf der die Module montiert werden sollen. Wir müssen daher wissen, auf welcher Seite es den ganzen Tag über die größte Sonnenstrahlung gibt, um die maximal mögliche Energieerzeugung zu erzielen. Angesichts der Tatsache, dass Photovoltaikmodule produktiver sind, wenn die Sonnenstrahlen senkrecht zu ihren Oberflächen stehen, ist die beste Ausrichtung sicherlich die direkt nach Süden (Azimut-Winkel = 180°).

Ausrichtung der Photovoltaikmodule

Wenn eine Installation in südlicher Richtung nicht möglich ist oder Probleme mit der Beschattung auftreten (z. B. bei einem sehr hohen Baum), können wir die Ausrichtung der Photovoltaikmodule geringfügig ändern.

In der Tat ist es nützlich zu wissen, dass, wenn wir die Solarmodule aus der Südrichtung bis zu einem Maximum von 45° (Südosten und Südwesten) ausrichten, die jährliche Produktion eine eher begrenzte Verringerung erleidet (1-3%). Die Sonnenstrahlung, die von den Solarmodulen empfangen wird, ist tatsächlich fast gleich. Wenn die Module jedoch in einem Winkel von mehr als 45° nach Süden ausgerichtet sind, beginnt die Produktion erheblich zu sinken.

Bei 90° von der Südrichtung (also direkt nach Osten und Westen) kann der Produktionsrückgang bis zu 30% betragen. Dieser Rückgang ist darauf zurückzuführen, dass die Photovoltaikmodule den größten Teil des Tages von schwachen und nicht senkrechten Sonnenstrahlen getroffen werden. Diese Module werden sicherlich Photovoltaik erzeugen, jedoch in geringerem Maße als Module, die direkt nach Süden ausgerichtet sind.



Wie viele Grad müssen die Photovoltaikmodule geneigt sein?


Nun, da wir wissen, dass die optimale Ausrichtung im Süden liegt, müssen wir den optimalen Neigungswinkel finden.

Zunächst ist zu erwähnen, dass wir bei der Wahl der Neigung der Photovoltaikmodule auf dem Dach eines Hauses zwei Grundbedürfnisse befriedigen müssen: das Bedürfnis nach Energieerzeugung und das Bedürfnis nach einem ästhetisch ansprechenden und lang anhaltenden Endergebnis. Das Dach eines Hauses hat bereits eine eigene Neigung, daher muss ein Kompromiss zwischen diesen beiden Bedürfnissen gesucht werden. Wenn wir den optimalen Winkel für Produktionszwecke kennen, können wir den besten Kompromiss für unsere Installation auswählen.

Wenn Sie andererseits die Struktur für ein Sonnenschutzdach mit Photovoltaikmodulen oder einer auf dem Boden gebauten Solaranlage oder einen innovativen Parkplatz bauen möchten, der von einer Reihe von Modulen abgedeckt wird, die in Reihe oder parallel geschaltet sind, hilft Ihnen dieser Leitfaden bei der Gestaltung der Struktur, während Sie lernen, wie Berechnen Sie den optimalen Neigungswinkel der Struktur in Bezug auf die horizontale Ebene.

Die optimale Neigung unserer Photovoltaikmodule wird im Wesentlichen von zwei Faktoren beeinflusst:

•   der Breitengrad des geografischen Ortes, an dem die Module montiert werden sollen
•   die Jahreszeit, in der wir am meisten Energie brauchen



Wie wirkt sich der Breitengrad auf die Wahl des Neigungswinkels aus?


Wie bereits erwähnt, erzeugt ein Solarmodul umso mehr Strom, je mehr es senkrecht zu den Sonnenstrahlen geneigt ist. Die maximale Energieerzeugung muss mittags erreicht werden, wenn die Sonne am Horizont ihre maximale Höhe erreicht. Wir müssen daher das ganze Jahr über die maximale und minimale Sonnenhöhe am Mittag kennen, um zu wissen, um wie viele Grad unsere Module gekippt werden müssen. Dafür helfen uns zwei besondere Tage im Jahr.

Neigungswinkel der Solaranlage

Wie viele bereits wissen, gibt es einen Tag im Jahr, an dem wir weniger Lichtstunden haben, und einen Tag im Jahr, an dem wir mehr Lichtstunden haben. Dies sind die Tage der...

•   Wintersonnenwende
•   Sommersonnenwende

Die Sommersonnenwende, in der wir die meisten Stunden Tageslicht haben, ist der 20. oder 21. Juni und die Sonne am Mittag ist auf ihrer maximalen jährlichen Höhe (siehe Abbildung); während die Wintersonnenwende, in der wir weniger Stunden Licht haben, der 21. oder 22. Dezember ist und die Sonne am Mittag ihre niedrigste jährliche Höhe hat (siehe Abbildung).

Auch je nach dem Breitengrad, in dem wir uns befinden, ändert sich die maximale und minimale jährliche Sonnenhöhe am Mittag. Wie aus der folgenden Abbildung ersichtlich (Kredit: Maps Of World),, liegt der Breitengrad Deutschlands zwischen etwa 55° im Norden (Ellenbogen) und etwas mehr als 47° im Süden (Haldenwanger Eck). Um die Höhe der Sonne zu kennen, die uns während der Sommer- und Wintersonnenwende interessiert, müssen wir anhand der folgenden Abbildung feststellen, wie viel Grad der Breitengrad des Ortes ist, an dem wir die Photovoltaikanlage installieren möchten. Wenn wir zum Beispiel in München sind, beträgt der Breitengrad ungefähr 48°.



Breitengrad von Deutschland


Breitengrad Deutschland


Berechnung der maximalen Sonnenhöhe am Mittag


Sobald wir den Breitengrad gefunden haben, müssen wir 23° (aktueller Neigungswinkel der Erde) subtrahieren. Die letzte mathematische Operation ist: 90 - (Ergebnis erhalten). Im Fall von München haben wir den Höhepunkt der Sonne bei 65 °, der sich aus der Berechnung 90- (48-23) ergibt. Um die maximale Energieausbeute während der Sommersonnenwende zu erzielen, müssen die Photovoltaikmodule in München nach SÜDEN ausgerichtet und um 25° (90-65) geneigt sein. Auf diese Weise stehen die Module mittags perfekt senkrecht zu den Sonnenstrahlen.



Berechnung der Mindesthöhe der Sonne am Mittag


Um die Sonnenhöhe am Mittag während der Wintersonnenwende zu berechnen, müssen wir 23° addieren, anstatt zu subtrahieren. Die nächste mathematische Operation bleibt unverändert. Das Ergebnis für München ist 90- (48 + 23) = 19° . Um den maximalen Ertrag während der Wintersonnenwende zu erzielen, müssen die Photovoltaikmodule in München nach SÜDEN zeigen und um 71° (90-19) geneigt sein. Auf diese Weise stehen die Module mittags perfekt senkrecht zu den Sonnenstrahlen.

neigung der solarmodule

Aus den Berechnungen ist sofort ersichtlich, dass eine starke Neigung der Solarmodule in Bezug auf die horizontale Ebene eine größere Energieerzeugung im Winter begünstigt, während eine leichte Neigung der Solarmodule in Bezug auf die horizontale Ebene eine größere Energieerzeugung im Sommer begünstigt.

Welchen Neigungsgrad sollten Sie für unsere Photovoltaikanlage wählen? Einfach, derjenige, der unseren Energiebedarf erfüllt.

Wenn wir in München sind und ausschließlich im Winter Energie benötigen, ist es gut, eine Neigung zwischen 59° und 71° (zum Beispiel 65°) zu wählen. Wenn wir sie nur im Sommer benötigen, ist es gut, eine eingeschlossene Neigung zu wählen zwischen 25° und 48° (Beispiel 36°). Wenn wir andererseits im Sommer einen größeren Energiebedarf haben, ist es gut, eine Neigung zwischen 25° und 48° (zum Beispiel 36°) zu haben. Wenn wir andererseits im Winter einen größeren Energiebedarf haben, ist es gut, eine Neigung zwischen 48 ° und 71 ° (zum Beispiel 59 °) zu haben.

Wenn unser Energiebedarf in München das ganze Jahr über konstant ist, können wir uns für eine Zwischenwahl wie 48° entscheiden, immer mit SÜDLICHER Ausrichtung.

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