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Schatten auf Solaranlage
© kldlife via Canva.com

Beschattung der Solaranlage vermeiden

Solaranlagen, auf die Schatten fallen, produzieren deutlich weniger Strom. Doch wie stark wirkt sich das auf die Leistungsfähigkeit der Photovoltaikanlage aus? Was passiert an Tagen mit starker Bewölkung? Halten verschattungsresistente Solarmodule, was sie versprechen? Hier erfahren Sie, worauf Sie schon bei der Planung achten sollten und wie Sie eine Verschattung Ihrer Photovoltaikanlage vermeiden.

Wir zeigen Ihnen, wie Sie die Verschattung Ihrer Photovoltaikanlage verringern und so Ertragsverluste mindern können. Die Verschattung einzelner Module wirkt sich auch auf die mit ihnen verbundenen Elemente aus. Manchmal kann es daher Sinn machen, auf ein Modul zu verzichten oder stattdessen in dem schattigen Bereich auf Solarthermie zu setzen, da diese nicht so abhängig vom Einstrahlungswinkel der Sonne ist.

Funktioniert eine Photovoltaikanlage auch bei Schatten?

Auch im Schatten oder an bewölkten Tagen liefern Photovoltaikanlagen Strom. Das liegt daran, dass sich das Sonnenlicht aus direkter und diffuser Strahlung zusammensetzt.

Direktes Sonnenlicht, das ungehindert auf die Photovoltaikzellen trifft, sorgt für eine effiziente Stromerzeugung. Das diffuse Licht, welches typisch bei einem bedeckten Himmel ist, wird auf dem Weg zur Erde gebrochen, etwa von Teilchen in der Luft, Wolken, Nebel oder Regen. Die Energie des Lichtes verändert sich dabei nicht, nur treffen die Strahlen dann in einem ungünstigeren Winkel auf die Module und können daher schlechter verwertet werden.

Der Anteil diffuser Sonneneinstrahlung beträgt an sonnigen Tagen lediglich rund 25 Prozent, bei einem bedeckten Himmel können es sogar bis zu 90 Prozent sein. Leistungsverluste an schattigen Tagen lassen sich nicht vermeiden. Anders sieht es dagegen bei Schatten aus.

Verschattungen bestimmen und beseitigen

Wer Verschattungen vermeiden will, sollte auf mehrere Dinge achten. Durch eine richtige Planung wird das Problem der Eigenverschattung durch Module, Schornsteine usw. vermieden.
Ein oft unterschätzte Rolle spielen die Jahreszeiten. Zum Beispiel fallen die Schatten im Sommer auf andere Bereiche als im Winter. Grund ist der sich verändernde Stand der Sonne. Es wäre also optimal, wenn die Photovoltaikanlage möglichst das ganze Jahr über schattenfrei bliebe.

Außerdem sollte man bedenken, dass morgens und abends die Sonne tiefer steht, damit werfen auch deutlich weiter entfernte Objekte in westlicher und östlicher Richtung Schatten auf die Photovoltaikanlage. Der Effekt kann sich je nach Jahreszeit verstärken.

Andere unerwünschte Schattenspender können beispielsweise stark wachsende Bäume, hohe Hecken, Masten oder spätere Neubauten in Grundstücksnähe sein.

Ein erfahrener Solarteur berücksichtigt bereits bei der Planung diese Faktoren und reagiert darauf.

Schattenwelt

Selbst wenn der Schatten im Sommer nicht immer als völlig dunkel erscheint, bedeutet das für betroffene Solarzellen einen deutlichen Leistungsverlust und kann zu einer schnelleren Alterung der Module führen. Das Forschungsteam der EPFL und der Fachhochschule Südschweiz (SUPSI) fand heraus: „…wenn bei in Reihen verschalteten Modulen einige in der Sonne und einige im Schatten liegen, …erhöht sich der elektrische Widerstand in den beschatteten Zellen – sie können sich dadurch lokal auf über hundert Grad Celsius erhitzen und beschädigt werden“.

Leistungsverlust verringern

Ein Modul mit sehr geringer Spannung reduziert die Spannung an allen Modulen des Strangs. Werden vor die einzelnen Module spezielle Dioden (Schottky-Dioden) geschaltet, verhindern diese ein zu starkes Absinken der Spannung, indem sie die beschatteten Module für die Dauer der geringeren Lichteinfalls umgehen. Diese Module werden auch als schattenresistent bezeichnet und sind bereits bei vielen modernen Modulen integriert.

Forschung

Forscher arbeiten an immer effizienteren Modulen, die auch ohne Bypass-Dioden leistungsfähiger selbst im Schatten sind. Diese arbeiten teilweise mit flexiblen und redundanten Stromverbindungen, so soll der Strom ungehinderter fließen als bei herkömmlichen Anlagen.

Leistungsoptimierer

Einen anderen Ansatz können Sie mit Leistungsoptimierern, auch als „PV-Optimierer“ bezeichnet, erzielen. Die versuchen, die einzelnen Solarmodule jeweils so nahe wie möglich an ihrem Maximum Power Point (MPP), also dem Punkt der höchsten Leistung, zu halten. Dazu überwachen sie permanent die Leistung der einzelnen Module. Sobald diese deutlich nachlässt, wird das betroffene Modul elektrisch überbrückt.

Der Einsatz von Leistungsoptimierern kann bei regelmäßiger Verschattung sinnvoll sein, allerdings sind diese relativ teuer und verbrauchen im Betrieb Strom. Lassen Sie daher lieber prüfen, ob sich der Einsatz rentiert.

Wechselrichter

Inzwischen wurden auch schon zahlreiche Wechselrichter verbessert, die verschattete Module erkennen und so viele Verschattungsprobleme minimieren.

Lösung gegen Verschattung:

Ist die Verschattung dauerhaft, würde eine Parallelschaltung der Module Abhilfe schaffen, denn bei dieser Schaltung fließen durch die Module unterschiedliche Ströme bei gleichbleibender elektrischer Spannung. Die Parallelschaltung ist zwar aufwendiger, aber eignet sich gut, um verschattete Module zu überbrücken.

Recht auf Verschattungsfreiheit?

Der Schattenwurf beispielsweise eine Baumes auf die Photovoltaikanlage bietet zwischen Nachbarn Konfliktpotential. Doch ist hier die Rechtslage nicht eindeutig.

Werden die örtlichen Abstands- und Höhenregeln für Bäume und Co eingehalten, sieht es oft schlecht für den Besitzer eine Photovoltaikanlage aus und er hat meist kein Recht auf Beschnitt oder Fällung der Bäume. Auch der §903 ff des BGB oder das Bundesbaugesetzbuch (BBauG) helfen in diesen Fällen manchmal nicht weiter und garantieren kein Recht auf Schattenfreiheit.

Mit dem § 2 EEG 2023 hat der Bundesgesetzgeber unmissverständliche Vorgaben für Schutzgüterabwägungen gemacht und formuliert, dass Klimaschutz und Versorgungssicherheit Vorrang gegenüber den Belangen des Naturschutzes haben können. Dies könnte die Entscheidungen der Behörden deutlich verändern und Auswirkungen auf die Ermessensentscheidungen bei der Anwendung kommunaler Baumschutzverordnungen haben. Somit dürfte es jetzt leichter fallen, eine Baumfällung oder wenigstens eine Kroneneinkürzung durchzusetzen.

Oft hilft aber auch ein freundliches Gespräch mit dem Nachbarn, um einen Streit vor Gericht zu vermeiden und einen Kompromiss zu finden. So kann meist relativ leicht ein Schattenverursacher wie eine Satellitenschüssel an einen nicht störenden Ort versetzt werden.

Wenden Sie sich bei Rechtsfragen bitte an einen Anwalt, da wir keine Rechtsberatung leisten dürfen.

Fazit

Leider lässt sich nicht jede Schattenbildung für die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage von meist 20 bis 30 Jahren vorausberechnen. Solange die Schatten nicht dauerhaft und großflächig sind, dürfte die Beschattung keine zu große Rolle bei der Stromgewinnung spielen. Durch eine geschickte Verschaltung und/oder den Einsatz technischer Hilfsmittel wie Schottky-Dioden lassen sich die Folgen der Verschattung meist mindern.

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