Verschattung PV Anlage: Ist der Modulabstand ausreichend groß? (aufgeständerte PV Anlage, Flachdach, Südausrichtung)

Was für ein Problem können wir erwarten?

Die Modulreihen befinden sich zu nah beieinander, sodass die vordere Reihe die hintere Reihe verschattet.

Wie können wir überprüfen, ob wir dieses Problem nicht haben?

Wir müssen den Modulabstand berechnen, der ausreicht, um die Verschattung zu verhindern. Dafür benötigen wir Angaben über die Höhe der aufgeständerten Module h in Meter, die Modullänge b in Meter und die Neigung der Module β in Grad (siehe Abbildung).

Schematische Darstellung einer aufgeständerten Photovoltaikanlage auf einer horizontalen Fläche. Quelle: DGS

Wir betrachten den "worst case", d.h. an dem Tag im Jahr, an dem die Sonne im Zenit am tiefsten steht. Dies ist der Sonnenstand am 21. Dezember um 12:00 Uhr, an dem der Abschattungswinkel γ (siehe Abbildung) 16° beträgt.

Lass uns den Schattenwurf d1 der vorderen Reihe berechnen. Dies ist der minimale Gestellabstand, der erforderlich ist, um die Verschattung der hinteren Reihe zu verhindern:

d1 = h / tan(16°)

Nicht immer kennen wir die Höhe der aufgeständerten Module (h). Diese lässt sich aus der Modullänge (b) und der Modulneigung (β) folgend berechnen:

h = b * sin(β)

Kennen wir h, können wir d1 berechnen.

Beispielrechnung 1

• b = 1,65 m

• β = 15°

• h und d1 sind unbekannt

  
  

Berechnung von h:

h = 1,65 m * sin(15°) = 0,43 m

Berechnung von d1:

d1 = 0,43 m / tan(16°) = 1,49 m

Der Modulreihenabstand muss mindestens dem Schattenwurf d1 = 1,5 m entsprechen.

Beispielrechnung 2

Die Angaben wie im Beispiel 1, jedoch mit einer Modulneigung β von 30°.

Berechnung von h:

h = 1,65 * sin(30°) = 0,83 m

Berechnung von d1:

d1 = 0,83 / tan(16°) = 2,89 m

Der Modulreihenabstand muss mindestens dem Schattenwurf d1 = 2,89 m entsprechen.

Analyse der Ergebnisse:

Wie aus diesen beiden Beispielen hervorgeht, verdoppelt sich bei einer Verdopplung der Neigung nahezu der benötigte Abstand zwischen zwei aufgeständerten Modulreihen. Daher wird in der Praxis häufig eine flachere Aufständerung gewählt, um Verschattungen zu vermeiden und gleichzeitig mehrere Module auf der Fläche zu installieren.

Hierbei gilt die folgende Faustregel:

• Bei einer Neigung von 15° wird 60 % der Fläche für die PV-Module genutzt.

• Bei einer Neigung von 30° wird nur 30 % der Fläche für die PV-Module genutzt.