Wenn es um Solaranlagen geht, dreht sich vieles um die perfekte Ausrichtung. Während viele sofort an die Südausrichtung denken, kommt eine spannende Alternative ins Spiel: die Ost-West-Ausrichtung.
Diese Ausrichtung ist besonders attraktiv für alle, die von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang konstant Strom erzeugen möchten. Anstelle einer kurzzeitigen Energieflut zur Mittagszeit sorgt die Ost-West-Ausrichtung für eine gleichmäßige Verteilung über den Tag.
In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die speziellen Anforderungen, Vor- und Nachteile dieser Ausrichtung und finden heraus, ob sie tatsächlich hält, was sie verspricht.
Wie es der Name eigentlich schon verrät, handelt es sich bei Solaranlagen mit Ost-West-Ausrichtung um Solarmodule, die auf 2 Dachseiten installiert werden. Eine Dachseite richtet sich dabei gen Osten und eine nach Westen.
Gehen wir von folgenden Annahmen aus:
Für die Schätzung nehmen wir an, dass die Module effizient installiert sind und optimale Betriebsbedingungen vorherrschen (keine Verschattung, gute Wartung).
Der Ausrichtungsfaktor variiert typischerweise:
Bei den genannten Annahmen ergeben sich diese jährlichen PV-Erträge je nach installierter Leistung und Ausrichtung:
Diese Schätzungen zeigen, dass die Südausrichtung im Allgemeinen höhere jährliche Energieerträge liefert im Vergleich zur Ost-West-Ausrichtung. Die spezifischen Werte können jedoch je nach lokalen Gegebenheiten, genauer Ausrichtung und Installation variieren.
In diesem Artikel erfahren Sie, wie viel Strom Sie von einer PV-Anlage grundsätzlich erwarten können, welche Vergleichsdaten es gibt und wie sie zu verstehen sind. So finden Sie die passende Dimensionierung.
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Eine Ost-West-Ausrichtung bei PV-Anlagen kann je nach Lage und Lebensstil von Vorteil sein. Grundsätzlich eignet sie sich für alle, die den größten Teil ihres Tages Strom benötigen und die ihre Energieproduktion über den Tag verteilen möchten.
Werfen wir einen Blick auf einige Situationen, in denen diese Ausrichtung also besonders gut passt:
Für Gebäude, deren Dächer sich von Ost nach West erstrecken und möglicherweise nicht ideal für eine Südausrichtung geeignet sind, bietet die Ost-West-Ausrichtung eine effiziente Nutzung des verfügbaren Platzes.
Dachmaße:
Solarmodul-Maße:
Süddach-Anordnung:
Bei einer Südausrichtung werden die Module typischerweise parallel zur Dachtraufe (der kürzeren Seite des Daches) ausgerichtet.
Ost-West-Dach-Anordnung:
Bei einer Ost-West-Ausrichtung werden die Module entlang des Firstes (der längeren Seite des Daches) ausgerichtet.
In diesem Beispiel zeigt sich, dass die Ost-West-Ausrichtung eine effektivere Nutzung der gesamten Dachfläche ermöglicht, indem sie mehr Module auf dem Dach unterbringt.
Dies ist besonders vorteilhaft für Gebäude mit längeren, schmaleren Dachflächen, bei denen eine Südausrichtung nicht die ganze Breite des Daches nutzen könnte.
Durch Erhöhung der Modulanzahl steigt das Potenzial zur Energieerzeugung, wobei die Energieproduktion gleichmäßiger über den Tag verteilt wird. Das wiederum bringt zusätzliche Vorteile in Bezug auf den Energieverbrauch und die Netzbelastung mit sich.
Haushalte oder Betriebe, die einen gleichmäßigen Stromverbrauch über den ganzen Tag hinweg haben, profitieren von der kontinuierlichen Energieproduktion. Das trifft auf Haushalte zu, in denen Personen tagsüber zuhause sind (beispielsweise im Homeoffice).
Auch Unternehmen, die während der gesamten Geschäftszeiten Strom benötigen, profitieren von der Ost-West-Ausrichtung.
Am folgenden Beispiel zeigen wir, wie der Eigenverbrauch im Vergleich zur Stromproduktion bei einer Ost-West-Ausrichtung von Photovoltaikanlagen aussehen kann.
Hierbei konzentrieren wir uns darauf, wie die verteilt über den Tag erzeugte Energie genutzt wird, um den Eigenverbrauch zu maximieren und die Abhängigkeit vom Stromnetz zu minimieren.
Annahmen:
Stromproduktionsprofil einer Ost-West-Anlage:
Vergleich des Eigenverbrauchs:
Morgen: Von den 6 kWh produzierten Stroms in den Morgenstunden kann der Haushalt 3 kWh direkt verbrauchen. Die überschüssigen 3 kWh können ins Netz eingespeist oder in einem Batteriespeichersystem gespeichert werden.
Mittag: Von den 5 kWh produzierten Stroms am Mittag verwendet der Haushalt 2 kWh direkt. Die verbleibenden 3 kWh gehen wiederum ins Netz oder in die Speicherung.
Abend: Der Energiebedarf von 6 kWh am Abend entspricht annähernd der Produktion, was bedeutet, dass fast der gesamte erzeugte Strom direkt verbraucht wird. Überschüssiger Strom kann wiederum eingespeist oder gespeichert werden.
Durch die gleichmäßigere Verteilung der Stromproduktion über den Tag hinweg passt die Ost-West-Ausrichtung besonders gut für Haushalte, die den größten Teil ihres Energiebedarfs während der Morgen- und Abendstunden haben.
Das hier dargestellte Beispiel zeigt, wie die Ost-West-Ausrichtung die Abhängigkeit vom Stromnetz verringern und zu einer nachhaltigeren und kosteneffizienteren Energieversorgung beitragen kann.
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Für Eigentümer, die möglichst unabhängig vom Stromnetz sein möchten, kann eine Ost-West-Ausrichtung helfen, den ganzen Tag über eigene Energie zu erzeugen und so den Eigenverbrauch zu maximieren.
Autarkie – Wie unabhängig ist man durch Photovoltaik wirklich?
In Gebieten, wo die Strompreise zeitabhängig sind und in den Morgen- sowie Abendstunden Spitzenpreise erreichen, kann die Ost-West-Ausrichtung finanzielle Vorteile bieten. Mit der Ost-West-Ausrichtung produzieren Sie genau in diesen Zeiten effektiv Strom.
Für kleinere oder mittlere Solarprojekte, wo es nicht nur um maximale Energieerzeugung, sondern auch um die effiziente Nutzung des vorhandenen Raumes geht, kann eine Ost-West-Ausrichtung eine praktische Lösung sein.
Diese Ausrichtung ermöglicht es, mehr Solarmodule auf dem Dach unterzubringen als bei einer rein südlichen Ausrichtung. Für kleinere Dachflächen kann das bedeuten, dass man die gesamte verfügbare Fläche effizienter nutzt.
Die Effizienz einer Photovoltaikanlage hängt nicht nur von der Himmelsrichtung, sondern auch entscheidend von der Neigung der Solarmodule ab. Für eine Ost-West-Ausrichtung gibt es einige Überlegungen, die bei der Bestimmung des optimalen Winkels eine Rolle spielen.
Traditionell wird für eine südliche Ausrichtung in Deutschland eine Neigung von etwa 30° als ideal angesehen, um die meiste Energie aus der Mittagssonne zu ziehen.
Bei einer Ost-West-Ausrichtung sieht die Sache etwas anders aus. Hier ist es oft vorteilhaft, die Module flacher zu neigen. Dies maximiert die Energieaufnahme während der Morgen- und Abendstunden, wenn die Sonne tiefer am Horizont steht.
Sie sehen in der Neigungswinkeltabelle, dass die höchsten Erträge bei einer Dachneigung zwischen 0° und 20° erreicht werden.
Für eine Ost-West-Ausrichtung von PV-Anlagen in Deutschland bietet sich ein spezifischer Neigungswinkelbereich an, der die geografischen und klimatischen Bedingungen des Landes berücksichtigt.
Deutschland liegt größtenteils zwischen den geografischen Breiten von etwa 47° N (südlichste Grenze) und 55° N (nördlichste Grenze).
Warum wird dieser Winkel empfohlen?
Dieser Winkel fängt die Sonneneinstrahlung gleichmäßig ein. Ein flacherer Winkel von 10° bis 20° hilft, die Sonnenstrahlen während der Morgen- und Abendstunden effektiver zu nutzen. Dies ist besonders vorteilhaft in Deutschland, wo die Sonne in den Wintermonaten sehr niedrig steht.
Dieser Neigungswinkel sorgt auch dafür, dass die Module weniger Schatten aufeinander werfen, was besonders wichtig ist, wenn diese dicht nebeneinander auf dem Dach installiert sind.
Durch die breitere Abdeckung der Sonnenstunden über den Tag verteilt, kann die Anlage effizienter arbeiten und produziert insgesamt mehr nutzbare Energie, was besonders in den Übergangszeiten (Frühling und Herbst) nützlich ist, wenn die Sonne nicht so hoch steht.
Norddeutschland (z. B. Hamburg, ca. 53° N Breite):
Die Sonne steht niedriger, besonders im Winter. Ein Winkel von etwa 15° bis 20° kann hier optimal sein, um die niedrigeren Sonnenstände effektiv zu nutzen.
Mitteldeutschland (z. B. Berlin, ca. 52° N Breite):
Ein Winkel von etwa 15° ist ideal, um eine gute Balance zwischen Sonnenaufnahme und minimierter Verschattung zu erreichen.
Süddeutschland (z. B. München, ca. 48° N Breite):
Ein etwas flacherer Winkel von etwa 10° bis 15° kann in südlicheren Regionen Deutschlands vorteilhaft sein, um die höher stehende Sonne in den Sommermonaten effizienter zu nutzen.
Bei einem bereits fertig gebauten Haus sind Sie in der Tat größtenteils an die bestehenden baulichen Gegebenheiten gebunden. Die Ausrichtung des Dachs legt fest, welche Möglichkeiten Sie für die Installation einer Photovoltaikanlage haben.
Hier sind ein paar Hinweise, die bei einer Ost-West-Ausrichtung hilfreich zur Optimierung sein können:
Nicht allein die Ausrichtung, auch die Neigung des Daches spielt eine Rolle. Einige Neigungswinkel sind effektiver als andere, um Sonnenlicht einzufangen, je nachdem, in welcher geografischen Breite Sie sich befinden.
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Nehmen wir an, dass ein durchschnittliches Einfamilienhaus eine Photovoltaikanlage mit einer Kapazität von 5 kWp installiert. Die Leistung, die diese Anlage erbringen kann, hängt stark von ihrer Ausrichtung ab.
Südliche Ausrichtung (optimal bei ca. 30° Neigung):
Ost-West-Ausrichtung (optimal zw. 10 bis 20° Neigung):
Die Ost-West-Ausrichtung für PV-Anlagen auf einem Flachdach kann sich in vielen Fällen durchaus lohnen. Hier sind einige Überlegungen und Vorteile, die die Entscheidung beeinflussen können:
Maximale Ausnutzung der verfügbaren Dachfläche
Auf Flachdächern können die Module so angeordnet werden, dass sie fast die gesamte Dachfläche bedecken. Eine Ost-West-Ausrichtung ermöglicht es, mehr Module dichter nebeneinander zu installieren. Der Vorteil besteht hier auch darin, dass keine Verschattung durch die Module entstehen kann.
Weniger Abhängigkeit von der genauen Südausrichtung
Auf Flachdächern, wo es möglicherweise schwierig ist, eine perfekte Südausrichtung zu erreichen, bietet die Ost-West-Ausrichtung eine praktikable Alternative, die immer noch effiziente Energieerträge liefert.
Überlegungen zur Installation
Auf Flachdächern ist oft ein geringer Neigungswinkel ausreichend, um eine gute Sonneneinstrahlung zu erzielen, ohne dass aufwendige Montagesysteme benötigt werden. Ein Neigungswinkel von etwa 10 bis 15° ist üblich.
Windlast
Die Windlast kann auf Flachdächern generell ein Problem darstellen, besonders bei leicht geneigten Modulen. Anlagen mit einer Ost-West-Ausrichtung sind allerdings weniger anfällig für Windbelastungen.
Sie benötigen daher weniger Ballast für die Installation, was sie ideal für Flachdächer macht, die nur eine begrenzte Tragfähigkeit besitzen.
Wenn die vorhandene Dachausrichtung nicht optimal ist, gibt es immer noch Möglichkeiten zur Optimierung. Es gibt unter gewissen Umständen die Option, Solarmodule auf speziellen Montagesystemen zu installieren.
Diese erlauben es, die Module unabhängig von der Dachneigung in einem optimalen Winkel zur Sonne auszurichten.
In einigen Fällen kann es sinnvoll sein, zusätzliche Strukturen wie Carports, überdachte Terrassen oder sogar frei stehende Solartracker zu errichten, um die Photovoltaikanlage optimal zu platzieren.
Bäume, benachbarte Gebäude oder andere Strukturen, die Verschattung verursachen, können die Leistungsfähigkeit einer Photovoltaikanlage erheblich beeinträchtigen. Hier ist eine genaue Planung und eventuell das Beschneiden von Bäumen erforderlich.
Insgesamt ist es also möglich, innerhalb bestimmter Grenzen Anpassungen vorzunehmen, aber die grundlegende Ausrichtung des Hauses setzt natürlich gewisse Limitationen.
Die besondere Ausrichtung nach 2 Seiten bringt auch technische Anforderungen bezüglich des Wechselrichters mit sich.
Da bei einer Ost-West-Ausrichtung die Sonneneinstrahlung auf die Module über den Tag verteilt unterschiedlich ist, sollte der Wechselrichter gut mit den variierenden Leistungsniveaus umgehen können.
Die Module auf der Ostseite erreichen ihre Spitzenleistung am Morgen, während die Module auf der Westseite am Nachmittag ihre Höchstleistung erreichen.
Ein Wechselrichter mit mehreren „Maximum Power Point Trackern” (MPP-Trackern) ist ideal für Ost-West-Dächer. Dadurch kann der Wechselrichter die Leistung von den Modulen auf der Ostseite unabhängig von den Modulen auf der Westseite optimieren.
Dies verbessert die Gesamteffizienz der Anlage, da die unterschiedlichen Sonnenstände im Tagesverlauf berücksichtigt werden können.
Bei größeren oder komplexeren Dachflächen mit mehreren Ausrichtungen oder teilweiser Verschattung können auch Modul-Optimierer eine gute Wahl sein. Diese werden direkt an einzelnen Modulen angebracht und ermöglichen eine individuelle MPP-Regelung. Das maximiert die Effizienz jedes einzelnen Moduls.
Die Kapazität des Wechselrichters sollte optimal auf die Gesamtleistung der PV-Anlage abgestimmt sein. Bei einer Ost-West-Ausrichtung kann es vorteilhaft sein, die Wechselrichterkapazität leicht unter der Peak-Leistung der PV-Module zu dimensionieren, da nie alle Module gleichzeitig ihre maximale Leistung erreichen.
Was bedeutet Watt Peak (W) bei PV-Anlagen?
Falls Sie planen, einen Energiespeicher zusammen mit Ihrer PV-Anlage zu verwenden, könnte ein Hybrid-Wechselrichter sinnvoll sein. Dieser kann sowohl die Photovoltaikanlage als auch den Batteriespeicher managen. Zudem optimiert er die Energieverwendung sowohl für den direkten Verbrauch als auch für die Speicherung.
Vor- und Nachteile von PV-Anlagen sind immer zu bedenken. Eine Ausrichtung nach 2 Seiten bringt natürlich ganz spezifische Plus- und Minuspunkte mit sich.
Einer der größten Pluspunkte ist die Chance, den ganzen Tag über gleichmäßig Strom zu produzieren. Anders als bei einer Südausrichtung fangen Ost-West ausgerichtete Module frühmorgens und spätnachmittags mehr Sonnenlicht ein. Die nach Süden ausgerichteten Module haben ihren Höhepunkt der Energieproduktion zur Mittagszeit, wenn die Sonne am höchsten steht.
Die Verteilung auf den Morgen und Nachmittag führt zu einer stabileren Stromversorgung und kann besonders vorteilhaft sein, wenn der Energiebedarf über den Tag verteilt ist.
Zudem kann diese Ausrichtung zur Reduktion von Leistungsspitzen im Netz beitragen. Durch die Verteilung der Energieerzeugung über den Tag hinweg kann eine Überlastung des lokalen Stromnetzes zu Spitzenzeiten verhindert werden.
Dies ist ein wertvoller Beitrag zur Netzstabilität und kann langfristig zu niedrigeren Energiekosten führen.
Ein weiterer Vorteil ist die optimierte Nutzung des verfügbaren Platzes auf dem Dach. Bei einer Ost-West-Ausrichtung können häufig mehr Module installiert werden, da sie weniger Platz in der Breite beanspruchen. Dies ist ideal für längere Dachflächen, die nicht genügend Südausrichtung bieten.
Die Ost-West-Ausrichtung ist zwar eine schlaue Wahl für viele, aber ganz ohne Stolpersteine ist sie auch nicht.
Zwar sorgt diese Ausrichtung für eine schön gleichmäßige Stromproduktion über den Tag, doch im direkten Vergleich mit Südanlagen kann sie etwas hinterherhinken. Diese profitieren vor allem von der kräftigen Mittagssonne.
Die gleichmäßige Verteilung der Energie ist vorteilhaft, doch die Spitzenwerte können etwas schwächer ausfallen – das minimiert die Gesamteffizienz.
Zudem ist es gut möglich, dass die Kosten zunächst etwas höher ausfallen, da zusätzliche Module notwendig sein können, um die fehlenden Spitzenwerte auszugleichen.
Auch die Installation sollte gut durchdacht sein: Schatten und die Ausrichtung der Module müssen optimal sein, sonst leidet die Leistung.
Schließlich könnte die Verteilung der Energieproduktion über den Tag hinweg bei Stromtarifen, die zeitabhängig variieren (mit höheren Kosten während der Spitzenlastzeiten), finanziell weniger attraktiv sein.
Hier wäre eine südorientierte Anlage möglicherweise vorteilhafter, da sie während der teureren Mittagsstunden mehr Strom produziert.
Die Frage nach der besten Ausrichtung für PV-Anlagen ist nicht nur eine technische Angelegenheit – das Portemonnaie spielt auch eine große Rolle.
Wie schneidet also die Ost-West-Ausrichtung in puncto Kosten ab? Schauen wir uns das genauer an.
Zunächst einmal könnte es sein, dass Sie ein bisschen mehr investieren musst. Ost-West-Anlagen brauchen eventuell mehr Module, um die gleiche Menge Energie wie eine Südanlage zu produzieren. Das erhöht natürlich die Investitionskosten.
Mehr Module bedeuten allerdings mehr Energie über den ganzen Tag verteilt – und das kann sich auf lange Sicht lohnen.
PV-Anlagen mit Ost-West-Ausrichtung sind bei der Spitzenleistung etwas hinterher. Sie profitieren aber von einer gleichmäßigen Leistung. In Gegenden, wo der Strompreis mittags seinen Höhepunkt erreicht, könnte das ein Nachteil sein.
Doch die gleichmäßige Produktion hat auch ihre Vorteile, besonders wenn dein Stromverbrauch über den Tag verteilt ist.
Wie schnell macht sich die Anlage bezahlt? Das hängt von den lokalen Strompreisen und Tarifen ab. In manchen Regionen, wo der Strompreis über den Tag schwankt, kann eine gleichmäßige Stromproduktion finanziell besonders attraktiv sein.
Das liegt daran, dass eine Solaranlage, die den ganzen Tag über gleichmäßig Strom produziert, dazu beiträgt, den Bedarf an teurem Strom aus dem Netz während dieser teuren Spitzenverbrauchszeiten zu verringern. Das spart nicht nur Kosten, sondern entlastet auch das Stromnetz.
Außerdem kann überschüssige Energie in das öffentliche Netz eingespeist werden. Dies kann besonders wirtschaftlich sein mit Hinblick auf Einspeisevergütungen.
Grundannahmen:
Jährlicher Energieertrag:
Amortisationszeit Südausrichtung:
Amortisazionszeit Ost-West-Ausrichtung:
Die Südausrichtung bietet eine kürzere Amortisationszeit aufgrund höherer Energieerträge, während die Ost-West-Ausrichtung etwas länger dauert, um die anfänglichen Kosten zu amortisieren.
Beide Optionen können wirtschaftlich sinnvoll sein, abhängig von den spezifischen Bedingungen des Standorts und des Energieverbrauchs.
Die Wahl einer Photovoltaikanlage mit Ost-West-Ausrichtung kann sich als cleverer Schachzug erweisen. Sie sorgt nicht nur für eine gleichmäßige Stromversorgung von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang, sondern kann auch in Regionen mit schwankenden Strompreisen den Geldbeutel schonen.
In diesem Zusammenhang sollten Sie einige Tipps in der Praxis verfolgen:
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