Ausrichtung und Neigung: So holst du das Maximum raus

Inhalt

1. Welche Ausrichtung ist für ein Balkonkraftwerk die beste?
2. Neigungswinkel: Welcher Winkel passt zu welcher Montage?
3. Balkonkraftwerk senkrecht am Geländer: Lohnt sich das?
4. Ost-West-Ausrichtung: Wann sie sinnvoll ist
5. Verschattung: Der größte Ertragskiller
6. Bifaziale Module: Hilft die Rückseite?
7. Montage: Sicherheit vor Ertrag
8. Entscheidungshilfe: Welche Ausrichtung bei welcher Situation?
9. Häufige Fragen

Welche Ausrichtung ist für ein Balkonkraftwerk die beste?

Die Sonne steht in Deutschland mittags im Süden und wandert über den Tag von Osten nach Westen. Ein Solarmodul liefert die höchste Leistung, wenn seine Fläche rechtwinklig zu den Sonnenstrahlen steht. Für den Jahresertrag bedeutet das: Südausrichtung mit einer Neigung von etwa 35 bis 40 Grad ist optimal. Die EU-Kommission nennt über ihr Strahlungsportal PVGIS für Berlin 40 Grad, für München 39 Grad als optimalen Neigungswinkel bei Südausrichtung.

Alle Zahlen auf dieser Seite stammen aus eigenen Simulationen mit PVGIS (EU JRC). Als Bezugswert (100 Prozent) nehmen wir den Ertrag bei Süd und 35 Grad. Er liegt in Hamburg, Berlin und München, wo wir den exakten Optimalwinkel abgefragt haben, weniger als ein halbes Prozent darunter. Wir verwenden 35 Grad, weil handelsübliche Aufständerungen und Halterungen häufig diese Neigung erlauben. Die Tabelle zeigt den Anteil vom Optimum, gemittelt über Hamburg, Berlin, Köln, Frankfurt, München, Freiburg und Dresden:

Neigungstabelle: Anteil vom Optimum

Simulation mit PVGIS (EU JRC), eigene Auswertung. Mittel aus sieben Städten, Bezugswert Süd 35 Grad = 100 Prozent, Systemverluste 14 Prozent, ohne Verschattung. Die Abweichung zwischen den Städten beträgt höchstens 3 Prozentpunkte.

Die Tabelle zeigt drei Dinge:

• Süd ist robust gegenüber der Neigung. Zwischen 30 und 60 Grad verlierst du nicht mehr als fünf Prozent. Eine „falsche“ Neigung ist am Südbalkon also selten ein Problem.
• Ost und West verlieren etwa 20 Prozent. Hier gilt: Je flacher, desto besser. Mit 15 Grad erreichen sie bis zu 83 Prozent, bei 60 Grad nur noch 68 bis 70.
• Nord bestraft steile Winkel. Bei 15 Grad erreicht ein Modul noch 70 Prozent, bei 35 Grad etwa 52 und senkrecht nur 18 Prozent. Wer nach Norden ausgerichtet ist, stellt die Module so flach wie möglich.

Wie viele Kilowattstunden sich daraus ergeben, steht im Ratgeber Balkonkraftwerk-Ertrag. Die absoluten Werte für Berlin in Kilowattstunden je Kilowattpeak und Jahr siehst du hier:

Simulation mit PVGIS (EU JRC), eigene Auswertung. Berlin, Systemverluste 14 Prozent.

Neigungswinkel: Welcher Winkel passt zu welcher Montage?

Der ideale Neigungswinkel hängt von der Jahreszeit ab. Im Sommer steht die Sonne hoch, ein flacher Winkel bringt dann mehr. Im Winter steht sie tief, ein steiler Winkel ist besser. Für einen festen Winkel übers ganze Jahr ist der Kompromiss bei etwa 35 bis 40 Grad am besten, weil der Sommer rund 70 Prozent des Jahresertrags liefert.

Wer die Neigung ändern kann, etwa mit einer verstellbaren Halterung, kann saisonal nachjustieren, mit einem begrenzten Gewinn. Die Tabelle oben zeigt: Zwischen 30 und 35 Grad liegen nur ein bis zwei Prozentpunkte. Der Aufwand lohnt sich eher bei Ost-West-Ausrichtung und bei Nordlage, wo flache Winkel deutlich besser abschneiden.

Südost und Südwest

Nicht jeder Balkon zeigt exakt nach Süden. Weicht die Ausrichtung um 45 Grad ab, verlierst du wenig:

Simulation mit PVGIS (EU JRC), eigene Auswertung. Berlin, Bezugswert Süd 35 Grad = 100 Prozent.

Ein Balkon nach Südost oder Südwest erreicht bei 35 Grad also noch 93 bis 95 Prozent. Der Unterschied zum reinen Süden ist kleiner als bei den meisten anderen Entscheidungen, die du treffen musst. Das gilt auch für senkrechte Montage: 66 bis 68 Prozent bei Südost und Südwest gegenüber 72 Prozent bei reinem Süden.

Balkonkraftwerk senkrecht am Geländer: Lohnt sich das?

Die häufigste Montage am Balkon hängt die Module senkrecht in oder an das Geländer. Das ist unkompliziert, optisch zurückhaltend und oft die einzige Variante, die der Vermieter zulässt. Aus Ertragssicht kostet sie aber Strom: Südlich ausgerichtet erreicht ein senkrechtes Modul 72 Prozent des Optimums, bei Ost oder West 49 bis 50 Prozent.

Was die senkrechte Montage trotzdem attraktiv macht

• Mehr Ertrag im Winter. Die tief stehende Wintersonne trifft die senkrechte Fläche günstiger. Das Set liefert im Dezember in Berlin etwa 27 statt 22 Kilowattstunden.
• Weniger Spitzen. Das Set erreicht seine Maximalleistung seltener, was bei großen Modulflächen die Kappung durch den 800-W-Wechselrichter mindert.
• Weniger Angriffsfläche für Wind und Schnee. Schnee rutscht ab und bleibt nicht auf dem Modul liegen.
• Weniger Eingriff in die Optik. Das hilft bei der Zustimmung von Vermieter oder Eigentümergemeinschaft.

Simulation mit PVGIS (EU JRC), eigene Auswertung. Berlin, 800 Wp.

Wer nur senkrecht montieren kann, verliert gegenüber der Aufständerung rund 28 Prozent des Jahresertrags. Ob sich das lohnt, zeigt die Rechnung im Ratgeber Lohnt sich ein Balkonkraftwerk?: Ein Südbalkon-Set mit senkrechter Montage amortisiert sich in der Mittelklasse in etwa vier bis sechs Jahren. Eine Aufständerung am Geländer kann mehr bringen, braucht aber eine passende Halterung mit Herstellerfreigabe und die Zustimmung des Vermieters.

Ost-West-Ausrichtung: Wann sie sinnvoll ist

Eine Ost-West-Aufstellung, bei der ein Modul nach Osten und eines nach Westen zeigt, wirkt auf den ersten Blick wie ein Kompromiss. Sie hat aber Vorteile, die über den Jahresertrag hinausgehen. Das Ergebnis über den Tag verteilt sich breiter. Die Zeitverteilung für ein Set mit 800 Wp in Berlin:

Simulation mit PVGIS (EU JRC), eigene Auswertung. Berlin, 800 Wp, Stundenwerte aus neun Jahren in lokaler Zeit, Spalte „Stunden“ zählt Stunden mit mindestens 100 Watt Leistung.

Ein Ost-West-Set erzeugt 15 Prozent seines Jahresertrags vor 10 Uhr und 12 Prozent ab 17 Uhr, ein Südset nur 12 und 8 Prozent. Es liefert zudem in rund 2.400 Stunden im Jahr mindestens 100 Watt, etwas mehr als ein Südset. Das ist relevant für die Grundlast: Photovoltaik.info ordnet unter 50 bis 150 Watt als niedrig ein. Ein Set, das früher am Tag und länger Strom über dieser Schwelle liefert, deckt den Dauerverbrauch länger ab.

Wann Ost-West sinnvoll ist:

• Wenn du morgens und abends viel Strom brauchst, etwa als Berufstätiger mit Homeoffice-Zeiten am Rand des Tages.
• Wenn du mehr als 1.200 Wp montierst. Ost-West verliert deutlich weniger durch die 800-W-Grenze als eine Südaufständerung.
• Wenn du auf einem Flachdach oder im Garten zwei Reihen aufstellen kannst, etwa mit einer Aufständerung für das Flachdach.

Weniger sinnvoll ist Ost-West, wenn du nur Platz für zwei Module hast und nach Süden zeigen kannst. Dann bringt Süd mehr.

Verschattung: Der größte Ertragskiller

Alle Zahlen oben gelten ohne Schatten. Im Alltag wirft ein Nachbargebäude, ein Baum, ein Balkonüberstand oder das Geländer selbst Schatten auf die Module. Photovoltaik.info beschreibt, dass in einer Reihenschaltung das schwächste Modul die Leistung des gesamten Strangs bestimmt. Schon eine kleine Verschattung kann deshalb überproportional kosten. Der Artikel nennt bei einem Prozent verschatteter Modulfläche Verluste von bis zu 40 Prozent beim betroffenen Modul und beruft sich dabei auf nicht näher genannte Studien. Als Faustregel reicht: Meide Schatten in den Kernstunden zwischen 10 und 16 Uhr im Sommerhalbjahr.

So prüfst du deinen Standort

1. Schattenverlauf notieren: Schau an einem sonnigen Tag um 9, 12 und 15 Uhr auf die geplante Modulfläche. Fotografiere sie.
2. Jahreszeiten bedenken: Im Winter steht die Sonne tiefer, Schatten sind länger. Ein heute freier Platz kann im Dezember im Schatten liegen.
3. Bewuchs einplanen: Bäume wachsen und tragen im Sommer Laub.
4. Eigenschatten vermeiden: Bei Aufständerungen in Reihen müssen die Reihen ausreichend Abstand haben, damit die vordere die hintere nicht verschattet.

Wie du Verschattung technisch abmilderst

Mikrowechselrichter, wie sie in Balkonkraftwerken üblich sind, arbeiten pro Modul oder Modulpaar. Ein verschattetes Modul bremst dann nicht die anderen. Photovoltaik.info nennt für diese Technik eine Minderung des Verschattungsverlustes um bis zu 25 Prozent gegenüber Stringwechselrichtern, auch hier ohne Primärquelle. Die Aussage bleibt also eine Orientierung. Welche Wechselrichter es gibt und wie viele MPPT-Eingänge (Maximum-Power-Point-Tracker, die Regelung auf den besten Arbeitspunkt) sinnvoll sind, erklärt der Überblick zu Wechselrichtern für Balkonkraftwerke.

Unsere Simulation berücksichtigt nur den Horizont aus einem Geländemodell, nicht Gebäude, Bäume oder Balkonüberstände. Verschattete Standorte liegen daher unter den Tabellenwerten. Wie weit, lässt sich nicht pauschal sagen. Das Ergebnis ist standortspezifisch.

Bifaziale Module: Hilft die Rückseite?

Bifaziale Module nutzen auch das Licht, das auf die Rückseite trifft. PVGIS bildet diesen Effekt nicht ab, alle unsere Werte beziehen sich auf die Vorderseite. Photovoltaik.info nennt für bifaziale gegenüber einseitigen Modulen einen Mehrertrag von 5 bis 25 Prozent, an anderer Stelle desselben Textes 5 bis 30 Prozent. Entscheidend ist die Rückstrahlung des Untergrunds. Am Balkon sitzt das Modul dicht vor Brüstung oder Wand, der Boden liegt weit unten. Das spricht für das untere Ende der Spanne. Im Garten oder auf einem hellen Flachdach mit Abstand zum Boden ist der Effekt größer. Mehr dazu steht im Eintrag zum bifazialen Solarmodul. Einen Überblick über Modultypen findest du bei den Solarmodulen für Balkonkraftwerke.

Montage: Sicherheit vor Ertrag

Die theoretisch beste Neigung nützt nichts, wenn die Halterung sie nicht sicher trägt. Bei jeder Montage gehören dazu:

• Herstellerfreigabe: Nutze nur Halterungen, die der Hersteller für dein Modul und deinen Winkel freigibt. Photovoltaik.info mahnt, nicht von der Anleitung des Herstellers abzuweichen und ein Drehmomentschlüssel zu verwenden.
• Windlast: Ein Montagesystem muss für die jeweilige Windlastzone ausgelegt und zertifiziert sein. Steile Aufständerungen bieten dem Wind mehr Angriffsfläche als senkrechte Montage.
• Schneelast: Auf flach geneigten Modulen bleibt Schnee liegen.
• Absturzsicherung: Module am Geländer dürfen sich nicht lösen können. Plane eine zusätzliche Sicherung.
• Tragfähigkeit des Geländers: Photovoltaik.info nennt für ein Modul ein Zusatzgewicht von etwa 20 bis 25 Kilogramm, plus Windlast.
• Zustimmung: Vermieter und Eigentümergemeinschaft dürfen nicht grundlos ablehnen, über das „Wie“ kann mitentschieden werden.

Welche Halterungen für welchen Montageort geeignet sind, zeigt der Vergleich Balkonkraftwerk-Halterung. Für die Wand gibt es eine eigene Seite zur Halterung an Fassade und Wand.

Entscheidungshilfe: Welche Ausrichtung bei welcher Situation?

Eigene Auswertung auf Basis einer PVGIS-Simulation (EU JRC), Mittel aus sieben Städten, Berlin bei Südost und Südwest.

Häufige Fragen

Welche Ausrichtung ist für ein Balkonkraftwerk am besten?

Süden mit einer Neigung von etwa 35 Grad. Dort liefert das Modul den höchsten Jahresertrag. Südost und Südwest erreichen bei 35 Grad noch 93 bis 95 Prozent davon, Ost und West rund 80 Prozent. Wenn du nur eine Ausrichtung zur Verfügung hast, ist jede Richtung außer Nord einen Versuch wert.

Welcher Neigungswinkel ist ideal?

Für Südausrichtung liegt das Optimum bei 35 bis 40 Grad. Zwischen 30 und 60 Grad verlierst du weniger als fünf Prozent. Bei Ost-West-Ausrichtung sind flachere Winkel von 15 bis 30 Grad besser. Nach Norden gilt: so flach wie möglich, weil jeder zusätzliche Grad deutlich Ertrag kostet.

Wie viel Ertrag verliere ich bei senkrechter Montage am Geländer?

Bei Südausrichtung erreicht ein senkrechtes Set rund 72 Prozent des Optimums, also etwa 28 Prozent weniger als bei 35 Grad. Bei Ost und West sind es 49 bis 50 Prozent. Im Winter gleicht die senkrechte Montage einen Teil des Verlusts aus, im Dezember liefert sie sogar mehr als die Aufständerung.

Lohnt sich eine Ost-West-Ausrichtung?

Ja, wenn du morgens und abends Strom brauchst oder mehr als 1.200 Wp installierst. Ein Ost-West-Set erreicht je Modul 79 bis 82 Prozent des Südoptimums, verteilt den Ertrag aber breiter über den Tag. Das erhöht die Zeit, in der Solarstrom über der Grundlast liegt, und verringert die Kappung durch den 800-W-Wechselrichter.

Wie stark mindert Verschattung den Ertrag?

Das hängt vom Standort ab und lässt sich nicht pauschal beziffern. Photovoltaik.info nennt bei einem Prozent verschatteter Fläche bis zu 40 Prozent Verlust am betroffenen Modul, allerdings ohne Primärquelle. Mikrowechselrichter mindern den Effekt. Prüfe deshalb den Schattenverlauf zu mehreren Tageszeiten und Jahreszeiten, bevor du kaufst.