Wie wird eine ost-west-orientierte PV-Anlage optimal ausgelegt?

Question

Ost-west-orientierte PV-Anlagen sind mit einem Teil der Module nach Osten, einem anderen Teil nach Westen orientiert. Der Jahresgesamtertrag solcher Anlagen liegt unter dem von nach Süden ausgerichteten Anlagen, wenngleich weniger stark unterhalb, wie man zunächst vermuten könnte, wie dem bekannten Ertragspolardiagramm entnommen werden kann. Siehe z.B. hier:

http://www.renewable-energy-concepts.com/german/sonnenenergie/basiswissen-solarenergie/ausrichtung-azimuth-stromertrag.html

Ost-west-orientierte Anlagen sind dennoch interessant, weil (1) damit mehr vorhandene Dachflächen zur Stromerzeugung genutzt werden, und (2) die Stromproduktion solcher Anlagen über den Tagesverlauf gleichmäßiger als bei süd-orientierten Anlagen ist. Dies passt z.B. bei Gewerbebetrieben gut zum Strombedarfsverlauf. Da nun bei Gewerbebetrieben der aus PV-Anlagen erzeugte Strom deutlich günstiger als aus dem Netz bezogener ist, können die gesamten Stromkosten (PV-Strom + Netzstrom) bei einer ost-west-orientierten Anlage niedriger liegen als bei einer süd-orientierten, obwohl weniger günstiger (!) PV-Strom erzeugt wird.

Weiterer Effekt: Ost-west-orientierte Anlagen habe eine geringere Maximalleistung. Wie ein Beitrag von Hr. Geckler hier im Forum zeigt, liegt diese bei Dachneigungen von 32° und mehr immer unter 70% der PV-Nennleistung. Dies erlaubt, kleinere Wechselrichter zu wählen. Da die Leistung des PV-Generators über den Tag konstanter ist als bei süd-orientierten Anlagen, wird zudem der Wechselrichter vermutlich öfter nahe seiner Nennleistung betrieben und der Wirkungsgrad ist höher.

Was kann nun auf der Basis von Simulationen und realen Messergebnissen hinsichtlich der optimalen Auslegung von ost-west-orientierten PV-Anlagen gesagt werden?

Answer 1

Guten Abend Herr Stöhr,

viel mehr kann zu diesem Thema eigentlich nicht gesagt werden. Schön ist für mich aber bereits die Feststellung, dass auf Grund sich laufend verändernder Rahmenbedingungen auch die informierten Fachleute immer wieder die eigenen Ansichten überdenken müssen um den Kunden jederzeit die bei aktuell gültigen regulatorischen Rahmenbedingungen die optimale Anlagenauslegung sicherzustellen. Ich kann mich noch gut an die Zeiten erinnern, zu denen die Aussage "Je optimaler die Ausrichtung der PV-Anlage nach Süden, um so besser die Rendite" tatsächlich den Tatsachen entsprach. Da sich die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage Heute an der Maximierung des Eigenverbrauchsanteils orientiert hat ein wichtiges und richtiges Umdenken eingesetzt.

Wir haben zum Beispiel sogar auf unserer eigenen Garage 2 identische Teilanlagen mit Süd- bzw- Nord-Ausrichtung bei ca. 12° Dachneigung errichtet um einmal die Ertragsdifferenz am selben Standort zu ermitteln. Wir haben dabei einen Minderertrag auf der Nordseite von lediglich ca. 20% zu verzeichnen.

Comments

Hallo Herr Geckler,
ich vermute, die Module sind um 12° gegen das flache Garagendach geneigt. Nach dem oben von mir erwähnten Ertragsdiagramm erbringen die 12° geneigten südorientierten Module ca. 96% des Maximalertrags, der mit 28° geneigten südorientierten Modulen erreicht würde. Die gemessenen 20% weniger für die nach Norden orientierten Module bedeutet für diese etwas unter 80% des Maximalertrags. Führt im Diagramm alle Linien gedanklich nach Norden weiter, liegt die 12° Neigungslinie im Norden grob geschätzt im Bereich von etwas 90% des Maximalertrags. Nach dem Diagramm müsste der Unterschied zwischen nord- und südgeneigten Modulen bei 12° Neigung sogar etwas geringer sein als von Ihnen gemessenen.
Insgesamt sind die Unterschiede der Erträge für verschiedene Himmelsrichtungen bei flacher Neigung gering, wachsen aber mit zunehmender Neigung beschleunigt an.
Mit sonnigen Grüßen, M. Stöhr