Übersicht unseres Ratgebers zum Aufbau von Solaranlagen
So benutzen Sie unseren Rechner
Bitte geben Sie oben die Gesamtleistung Ihrer Solarmodule in Watt (z. B. 10000) und Ihre Dachneigung (normalerweise ca. 30) sowie Ihre Abweichung in Grad von Süden ein. Wenn Ihr Dach direkt nach Süden ausgerichtet ist, ist die Abweichung 0. Wenn Ihr Dach um 30 Grad mehr nach Westen oder Osten ausgerichtet ist, beträgt die Abweichung in beiden Fällen 30. Wenn Ihr Dach nach Norden ausgerichtet ist, beträgt Ihre Abweichung von Süden 180 (Grad).
Wenn die Paneele direkt auf einem Flachdach liegen, beträgt die Dachneigung 0. Bei einem normalen Dach beträgt die Dachneigung etwa 30, und wenn Sie die Paneele an einer Wand anbringen möchten, beträgt die Neigung etwa 90 Grad.
Die Gesamtwattzahl Ihrer Solarmodule errechnet sich einfach aus der Anzahl der Module, multipliziert mit deren Spitzenleistung. 25 unserer 400-Watt-Solarmodule würden also eine Gesamtleistung von 10000 Watt ergeben.
Die Ergebnisse erklärt
Die Ergebnisse zeigen Ihnen eine Vielzahl von Informationen. Der wichtigste Wert ist die Effizienz, welche den prozentualen Wirkungsgrad angibt.
Der Wirkungsgrad wird auf der Grundlage des maximal möglichen Ertrags unter den besten Bedingungen berechnet. Wenn Ihr Dach also direkt nach Süden ausgerichtet ist und eine Dachneigung von etwa 35 Grad hat, können Sie davon ausgehen, dass Sie den maximal möglichen Ertrag während eines Jahres erwirtschaften – 100%.
Achtung: Dieser Wirkungsgrad sollte nicht mit dem Wirkungsgrad Ihrer Solarpaneele verwechselt werden. Der Rechner gibt an welchen Ertrag in % vom maximal möglichen Ertrag in % Sie voraussichtlich – anhand der Ausrichtung – erhalten.
Ausflug in die Physik: Moderne Solarpaneele können um die 68% der Sonnenenergie in Strom umwandeln Es ist nicht möglich einen “echten Wirkungsgrad” von mehr als 86% zu erreichen, denn es ist aufgrund der Gesetze der Thermodynamik schlichtweg unmöglich mehr als 86% der “Sonnenenergie” in Elektrizität umzuwandeln. Dieses “thermodynamische Effizienz-Limit” wird auch in Zukunft nicht überschritten werden können.
Der Rechner zeigt Ihnen auch Schätzungen bezüglich der erzeugten kWh pro Tag, Monat und Jahr. Zusätzlich zeigen wir Ihnen, wie hoch der Ertrag in den verschiedenen Jahreszeiten sein wird, basierend auf einem europäischen Klima (mit Schnee).
Die Ausrichtung nach den Himmelsrichtungen hat nicht nur Einfluss auf den Wirkungsgrad, sondern auch auf den Zeitpunkt der Leistungsspitze. Klassisch nach Süden ausgerichtete Module erreichen ihre maximale Leistung meist zwischen 12 und 15 Uhr. Module, die nach Südosten ausgerichtet sind, erzeugen den meisten Strom am Morgen und am Vormittag, während Module, die nach Südwesten ausgerichtet sind, am Nachmittag mehr Strom erzeugen. Eine Ausrichtung nach Osten erzeugt Strom bei Sonnenaufgang und eine Ausrichtung nach Westen bei Sonnenuntergang. Je nach persönlichem Strombedarf ist also eine Ausrichtung in alle Richtungen außer nach Norden denkbar.
Neben der Ausrichtung und der Dachneigung muss in jedem Fall eine Verschattung vermieden werden. Sobald ein Modul verschattet wird, wird es zum Verbraucher und reduziert den Ertrag aller anderen Solarmodule. Daher empfiehlt sich bei einer Ausrichtung in mehrere Himmelsrichtungen der Einsatz von mehreren Wechselrichtern oder Kanälen, um solche negativen Effekte auszuschließen.
Im Winter kann sich Schnee auf die Solarmodule legen und sie an der Stromerzeugung hindern, besonders wenn Sie ein völlig flaches Dach besitzen. Um Probleme mit Schnee zu vermeiden, wird eine Dachneigung von mindestens 40 Grad empfohlen.
Das beste Solar-Setup
Sie fragen sich also, was die beste Lösung für Ihre Anforderungen ist?
Normales Dach
Wenn Sie den ganzen Tag über Energie benötigen, ist eine nach Süden, Osten und Westen ausgerichtete Anlage mit einer Dachneigung von 35 Grad am besten geeignet. Wenn Ihr Dach diese 3 Richtungen unterstützt, können Sie morgens, mittags und abends hohe Spitzenwerte erzeugen. Für jede (der 3) Richtungen sollten Sie ein eigenes Wechselrichtersystem verwenden.
Flachdach
Wenn Sie ein flaches Dach besitzen, können Sie alle Paneele flach auf dem Dach mit 0 Grad anbringen. Theoretisch hätten Sie dann in allen Richtungen einen hohen Ertrag von etwa 87 %. Diese Ausrichtung bietet Ihnen konstante Energie über den ganzen Tag.
In der realen Welt werden Ihre Paneele schmutzig und Regen könnte sie ein wenig “abwaschen”, wenn sie richtig ausgerichtet sind. Deshalb empfehlen wir auf Flachdächern eine Ausrichtung von 20 Grad nach Süden. Diese Ausrichtung bietet Ihnen einen sehr hohen möglichen Ertrag (97%) pro Jahr und bringt morgens, mittags und abends sehr gute Ergebnisse.
Schatten
Stellen Sie keine Solarmodule im Schatten auf. Prüfen Sie den zukünftigen Standort genau auf Schatten Ihres Hauses, anderer Häuser, Bäume und anderer Konstruktionen.
Wenn Sie feststellen, dass ein Teil der Module durch Schatten beeinträchtigt werden könnte, schließen Sie sie an einen separaten Wechselrichter(kanal) an.
Für einen höchstmöglichen Ertrag sollten die Solarmodule optimal ausgerichtet sein. Die optimale Ausrichtung ist theoretisch in Richtung Süden, denn hier ist die Sonneneinstrahlung am höchsten. Bei Solaranlagen spricht man unter anderem auch von einem Azimutwinkel. Hier wird die Abweichung zur optimalen Ausrichtung in Grad angegeben. Zeigen die Solarmodule in den Osten liegt hier folglich ein Azimutwinkel von -90 Grad vor. Doch auch wenn es dem Verbraucher nicht möglich ist die Anlage optimal auszurichten, hat dies nur einen geringen Effekt auf den maximal möglichen Ertrag. Bei einem Azimutwinkel von 45 Grad (Südost), werden immerhin noch 95% des Stromes erzeugt. Jedoch ist auch die Art des Daches entscheidend. Somit ist die optimale Ausrichtung bei flachen Dächern nicht zwangsläufig Richtung Süden, sondern es kann bei einer Ostausrichtung bis zu 35% mehr Strom erzeugt werden. Allerdings ist nicht nur die optimale Himemelsrichtung entscheidend, auch der Neigungswinkel der einzelnen Solarpanele ist wichtig. Im Optimalfall sollten die Panele senkrecht zur Sonne zeigen. Eine Dachneigung von circa 30 Grad ist somit am besten. Häufig ist dies in der Praxis nicht umzusetzen, dennoch sind die Erträge bei einer Abweichung nicht deutlich geringer als bei einer optimalen Ausrichtung. Ein weiteres Problem kann Schnee verursachen, sofern der Neigungswinkel nicht hoch genug ist. Bei Dächern mit einem Winkel von mindestens 30 Grad rutscht der Schnee meist selbst herunter, somit sollte man hier in Regionen mit hohem Schneefall besonders auf einen geeigneten Winkel achten. Ebenfalls ist es wichtig Schatten zu vermeiden, da dies schon bei einem kleinen Schatten die Erträge erheblich beeinträchtigt. Aufgrund der Komplexität der Ausrichtung einer Solaranlage, wird dem Verbraucher zu einem Experten geraten, um die Effizienz der Photovoltaikanlage zu maximieren.
Verwendung der richtigen Kabel bei Solaranlagen
Bei der Auswahl der richtigen Kabel spielt der Kabelquerschnitt uns das Material aus dem die Kabel bestehen eine entscheidende Rolle.
Weiter ist die Stromstärke in Ampere für die weitere Auswahl der richtigen Kabel nebst der Kabellänge sehr wichtig.
In der nachfolgenden Tabelle findet sich eine erste Übersicht welche Leistung/Volt-Kombination welche Stromstärke (A) ergibt.
| Volt/Leistung | 1000 Watt | 2500 Watt | 5000 Watt | 10000 Watt | 20000 Watt |
|---|---|---|---|---|---|
| A bei 12V | 84 A | 210 A | 420 A | 840 A | 1680 A |
| A bei 24V | 42 A | 105 A | 210 A | 420 A | 840 A |
| A bei 48V | 21 A | 53 A | 106 A | 212 A | 424 A |
| A bei 100V | 10 A | 25 A | 50 A | 100 A | 200 A |
| A bei 230V | 5 A | 11 A | 22 A | 44 A | 88 A |
| A bei 1000V | 1 A | 2,5 A | 5 A | 10 A | 20 A |
| A bei 10000V | 0,1 A | 0,25 A | 0,50 A | 1 A | 2 A |
Bei der obigen Tabelle wurde noch nicht die Länge der Kabel berücksichtigt. Auch ist bei Gleichstrom-Anwendungen grundsätzlich ein größerer Kabelquerschnitt zu wählen als bei Wechselstrom.
Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über den zu verwendenden Kabelquerschnitt bei hochwertigen Kupferkabeln.
Bei Aluminiumkabeln muss der Querschnitt mit ca. 1,5 multipliziert werden.
| Querschnitt 10 Meter Kupferkabel | 5 A | 10 A | 20 A | 40 A | 50 A | 100 A | 250 A |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1000 V | 1,5 mm² | 1,5 mm² | 4 mm² | 6 mm² | 10 mm² | 35 mm² | 120 mm² |
| 230 V | 1,5 mm² | 1,5 mm² | 4 mm² | 6 mm² | 10 mm² | 25 mm² | 90 mm² |
| 100 V | 1,5 mm² | 1,5 mm² | 4 mm² | 6 mm² | 10 mm² | 25 mm² | 90 mm² |
| 48 V | 1,5 mm² | 2,5 mm² | 6 mm² | 10 mm² | 16 mm² | 25 mm² | 90 mm² |
| 24V | 2,5 mm² | 6 mm² | 10 mm² | 25 mm² | 25 mm² | 50 mm² | 140 mm² |
Ein Beispiel zur Auswahl des Kabelquerschnitts
Bei unseren Growatt Invertern liegt die Startspannung bei 160V. Eines unserer Solarmodule liegt bei etwa 30V Spannung an und erzeugt eine Leistung von 400W.
Sofern wir also 8 Solarmodule in Reihe schalten erhöhen wir damit die Spannung aller Module auf etwa 240 V bei einer maximalen Gesamtleistung von 3200 Watt.
Auch wäre es möglich zwei dieser insgesamt 8 in Reihe geschalteten Module Parallel zu schalten. In diesem Fall hätten wir insgesamt 16 Module bei einer Spannung von etwa 240V und einer Gesamtleistung von maximal 6400 Watt.
Zur Schätzung der passenden Kabel können wir augenscheinlich die Werte aus der Tabelle mit 230V heranziehen. Das ist jedoch ein Trugschluss, denn die Spannung kann abfallen. Die Startspannung des Inverters liegt wie Eingangs genannt bei 160V. Wir ziehen daher zu unserer eigenen Sicherheit die Werte der Tabelle zu 100V heran.
Bei 3200 Watt wären dies somit etwa 32A und bei 6400 Watt etwa 64A.
Ausgehend von unserer Tabelle benötigen wir demnach für 8 Module einen Kabelquerschnitt von mind. 6 mm² und bei 16 Modulen einen Kabelquerschnitt von mind. 25 mm².
Der höhere Querschnitt von 25 mm² wird jedoch erst mit Beginn der Parallelschaltung benötigt. Die jeweils 8 in Reihe geschalteten Module können weiterhin mit dem kleineren Kabelquerschnitt verbunden werden – das spart bares Geld!
Auch sind bei mehreren Eingängen am Inverter kleinere Kabelquerschnitte möglich.
Unsere Experten beraten Sie sehr gerne!
Alle hier gemachten Angaben sind ohne Gewähr. Wir empfehlen die Installation und den Betrieb von Elektroinstallationen nur durch geschultes Fachpersonal durchführen zu lassen. Jede Anlage kann bauliche Besonderheiten aufweisen die eine Anpassung der vorgenannten Werte erforderlich macht.
Exkurs: Was ist der Unterschied zwischen Parallel- und Reihenschaltung?
Bei der Parallelschaltung werden die Module durch Verbindung der jeweils gleichen Pole (Minus an Minus und Plus an Plus). Hierdurch steigt im Kabel zwar die Stromstärke (Watt und Ampere) aber nicht die Spannung.
Werden viele Module miteinander verschaltet steigt die Fehleranfälligkeit der Anlage.
Bei der Reihenschaltung werden die Solarmodule in Reihe geschaltet. Hier wird immer wieder Plus mit Minus verbunden.
Bei der Reihenschaltung addiert sich die Spannung aller zusammengeschalteten Module. Auch können Kabel mit einem geringeren Kabelquerschnitt verwendet werden (siehe oben), denn die Stromstärke im Kabel nimmt nicht zu. Die Fehleranfälligkeit ist ebenfalls geringer.
Aus diesem Grund werden größere Anlagen in der Regel immer zuerst in Reihe geschaltet bis die maximale Eingangsspannung des Inverters erreicht ist. Bei unseren Growatt-Invertern liegt die maximale Eingangsspannung bei 1100 V.
Demnach könnten in diesem Beispiel bis zu 36 Module angeschlossen werden – was einer Gesamtleistung von 14400 Watt entsprechen würde.