Verschattung bei Photovoltaik: Ursachen und Lösungen

Verschattungen spielen bei Photovoltaikanlagen eine ganz besondere Rolle und werden häufig unterschätzt.

Jedes verschattete Solarmodul hat einen erheblichen negativen Einfluss auf die Gesamt-Stromausbeute und die Rentabilität Ihrer Anlage.

Aus diesem Grund ist eine umfangreiche Verschattungsanalyse Ihres Dachs sehr wichtig. Wie das geht und was Sie tun können, wenn Ihre Anlage bereits verschattet ist, erfahren Sie hier.

Welche Auswirkung hat eine Verschattung auf ein Modul?

Schatten können den Ertrag Ihrer Photovoltaikanlage erheblich beeinträchtigen. Schatten auf einem Teil der Anlage führt dazu, dass die gesamte Anlagenleistung abnimmt, da die Module in Reihe geschaltet sind.

Wie viel Strom erzeugt eine PV-Anlage?

Eine Reihenschaltung bedeutet, dass die einzelnen Solarzellen durch mehrere Kabel in Reihe verbunden sind. Ähnlich wie bei einem Knick im Gartenschlauch beeinflusst das schwächste Glied den gesamten Wasser- bzw. Stromfluss. An den Engpässen kann es außerdem zu einem Stromstau und folglich einer Überhitzung im Modul kommen.

Damit das gar nicht erst passiert, verfügen einige Photovoltaikmodule über sogenannte Bypassdioden. Diese überbrücken die Stellen, die gerade im Schatten liegen. Doch wie bereits zuvor erklärt, ist der Ertrag einer PV-Anlage immer vom schwächsten Glied abhängig.

Die Verschattung einzelner Solarzellen hat immer eine Leistungsminderung des gesamten Strings zur Folge.

Im schlimmsten Fall kann eine Verschattung also die Lebensdauer der Anlage verkürzen und die Rentabilität Ihrer PV-Investition so stark beeinträchtigen, dass sich die Anschaffungskosten am Ende nicht mehr amortisieren.

Wie viel kostet Sie eine Verschattung Ihrer Solaranlage?

PV-Anbieter warnen zwar regelmäßig vor einem Schattenwurf, trotzdem werden die Ertragseinbußen noch immer massiv unterschätzt.

Wir haben für Sie eine Beispielrechnung unter Berücksichtigung verschiedener Verschattungsszenarien aufgestellt.

Wichtig: Wir gehen in unserem Beispiel von optimaler Ausrichtung und Neigungswinkel der Solarmodule aus.

Als Basis dient ein nach Süden ausgerichtetes Dach mit 30 Grad Neigung in Leipzig, eine Modulfläche von 50 m², aufgeteilt auf fünf Solarmodule aus monokristallinen Siliziumzellen, und eine Einspeisevergütung von 8,03 Cent je Kilowattstunde Strom.

Der Tabelle können Sie entnehmen, dass Sie durch eine Verschattung Ertragseinbußen von bis zu 30 % verzeichnen können. Je mehr Module von einem Schattenwurf betroffen sind, desto weiter steigt diese Zahl an.

Ohne eine umfangreiche Schattenanalyse im Vorfeld oder notwendige Anpassungen im Nachhinein wird sich Ihre Anlage im Zweifelsfall kaum noch rentieren.

Ursachen für PV-Verschattung

Es gibt zahlreiche Faktoren, die den Ertrag einer Photovoltaikanlage durch Schattenwurf beeinträchtigen können. Um diesen Risiken entgegenzuwirken, ist es wichtig, sich über die verschiedenen Schattenquellen im Klaren zu sein. Hier sind einige der Hauptgründe:

Die Maßnahmen: Folgendes können Sie tun.

Um geeignete Maßnahmen gegen eine Verschattung Ihrer Anlage zu treffen, müssen Sie zunächst folgende Frage klären: Liegt die Schattenquelle innerhalb Ihres Grundstücks oder außerhalb?

Je nachdem gibt es verschiedene Ansätze, die sich entweder auf das Photovoltaiksystem selbst oder auf bauliche Veränderungen beziehen.

Verschattungsresistente Solarmodule für Mini-PV-Anlagen.

Sie wollen sich den ganzen Ärger am liebsten gleich von Anfang an direkt sparen? Kein Problem. Hierfür halten die ersten PV-Hersteller mittlerweile extra verschattungsresistente Solarmodule bereit.

Vorreiter in diesem Bereich ist das Unternehmen GreenAkku. Dessen Module nutzen die „Hot-Spot Free“-Technologie, um auch bei Teilverschattung effizient Solarstrom zu erzeugen.

Dabei handelt es sich um ein Balkonkraftwerk-Komplettpaket, welches aus einem monokristallinen Solarmodul, einem Mikrowechselrichter, einem Anschlusskabel und einer Halterung besteht.

Die „Hot-Spot Free“-Technologie ermöglicht eine höhere Stromausbeute bei Verschattungen. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) bestätigt einen Leistungsverlust von lediglich drei Prozent bei Verschattung einer der 60 PV-Zellen.

Des Weiteren ist jede PV-Zelle mit einer Bypass-Diode ausgerüstet, um ein Einbrennen durch Überhitzung zu vermeiden.

Gleichzeitig wurde eine Umleitung bei verschatteten Zellen eingerichtet, sodass die anderen Zellen weiterhin Strom produzieren können. Die Bypass-Dioden wurden in Zusammenarbeit mit einem Diodenhersteller entwickelt und in den Stringingprozess integriert.

Neben GreenAkku treiben aber auch andere große PV-Hersteller verschattungsfreie Modullösungen voran. Dabei konzentriert sich die Forschung verstärkt auf Solarmodule mit flexiblen, redundanten Stromwegen, die ohne Bypass-Dioden auskommen.

Hier gehts zum Test Balkonkraftwerke 2024: Die Ergebnisse der Stiftung Warentest

Verschattungsanalyse durchführen: So geht’s

Um sich unnötige Kosten im Nachhinein zu ersparen, raten wir immer zu einer umfangreichen Schattenanalyse im Vorfeld. Denn bauliche Veränderungen und Upgrades sind alles andere als günstig.

Fazit

Die Verschattung von Photovoltaikanlagen ist ein ernstzunehmendes Problem, das den Ertrag und die Rentabilität einer PV-Anlage erheblich beeinträchtigen kann. Daher ist eine gründliche Verschattungsanalyse vor der Installation einer PV-Anlage unerlässlich.

Anstatt sich teure Analyse-Geräte zu kaufen, können Sie hierfür auch einfach ein Solarunternehmen beauftragen. Die Analyse ist immer kostenlos und der erste Schritt, bevor man ein Angebot erhält.

Durch den Einsatz spezieller Technologien zur Minderung von Verschattungsverlusten, einer angepassten Anlagenkonfiguration und einer regelmäßigen Wartung und Überwachung kann die Leistung der Anlage trotz Schattenwurf optimiert werden.

Darüber hinaus werden zukünftig auch verschattungsresistente Solarmodule immer mehr an Bedeutung gewinnen.