Verschattung bei Solaranlagen: Wie Schatten den Ertrag beeinflusst und welche Lösungen es gibt

Wer eine Photovoltaikanlage plant, achtet meist auf die Ausrichtung des Dachs oder die Leistung der Solarmodule. Doch ein wichtiger Faktor wird dabei häufig unterschätzt: die Verschattung. Bereits minimale Schatten können den Stromertrag reduzieren. Natürlich bedeutet Schatten aber nicht, dass sich eine Photovoltaikanlage nicht lohnt. Denn moderne Technologien und eine gute Planung sorgen dafür, dass auch teilweise verschattete Dächer wirtschaftlich genutzt werden können. Weitere Informationen gibt es in diesem Artikel.

Was bedeutet Verschattung bei einer Solaranlage?

Von einer Verschattung spricht man, wenn Sonnenlicht ganz oder nur teilweise durch ein Hindernis blockiert wird und dadurch weniger Licht auf die Solarmodule trifft. Da Photovoltaikmodule Sonnenlicht brauchen, um elektrische Energie zu erzeugen, führt jede Verringerung der Einstrahlung zu einer niedrigeren Stromproduktion.

Die Auswirkungen hängen dabei von diversen Faktoren ab. So geht es etwa um die Verschattungsdauer, die Tageszeit und auch die Grösse des Schattens. Auch die technische Auslegung der Anlage hat dabei einen Einfluss.

Welche Ursachen für Verschattung gibt es?

Schatten entstehen sowohl durch natürliche als auch durch bauliche Gegebenheiten. Meist ist der Grund ein Baum oder eine hohe Vegetation. Doch auch Nachbargebäude und Kamine können zu Schatten führen. Des weiteren sind Dachfenster, Antennen oder Gelände ebenfalls Gründe für Schatten.

Kritisch sind insbesondere Hindernisse, die während der sonnenreichen Mittagsstunde Schatten auf die Module werfen. Eine kurze Verschattung am frühen Morgen oder späten Abend hat hingegen geringere Auswirkungen auf den Jahresertrag.

Wichtig: Auch die Module selber können zu Verschattung führen. In einem solchen Fall nennt man das auch Eigenverschattung.

Warum beeinflusst schon ein kleiner Schatten die Leistung?

Bereits wenig Schatten reduziert den Stromertrag der Anlage. Grund dafür ist, dass Solarmodule häufig in sogenannten Strings zusammengeschaltet sind. Dabei fliesst der gleiche Strom durch alle Module in einem String. Wenn dann ein einzelnes Modul weniger Leistung erbringt, kann das den ganzen String ausbremsen und so zu einem grösseren Effekt führen. Photovoltaikmodule verfügen aber häufig über Bypass-Dioden, welche den Effekt von einzelnen Verschattungen begrenzen. Mittlerweile gibt es auch Module, welche sich bei Verschattung abschalten und somit den restlichen Strang nicht beeinflussen. Trotzdem kann eine ungünstige Verschattung den Ertrag mindern.

Wie stark reduziert Verschattung den Ertrag?

Es ist nicht möglich, zu sagen, wie stark eine Verschattung den Stromertrag reduziert. Grund dafür ist, dass jede Dachsituation anders ist. Während leichte Verschattungen während einigen Minuten am Tag nur sehr geringe Auswirkungen auf den Jahresertrag haben, reduzieren dauerhafte Verschattungen von grossen Modulflächen den Energieertrag deutlich. Wichtig sind grundsätzlich folgende Faktoren:

• Anzahl der verschatteten Module
• Zeit der Verschattung
• Dauer im Tages- und Jahresverlauf
• Verschaltung der Module
• Eingesetzte Wechselrichter-Technologie

Doch kein Grund zur Sorge: Eine professionelle Verschattungsanalyse zeigt bereits vor der Installation, welche Erträge realistisch sind und wie sich die Module optimal platzieren lassen.

Lohnt sich eine Solaranlage trotz Verschattung?

Verschattung muss nicht wirklich ein Grund sein, um keine Photovoltaikanlage zu installieren. Heutzutage lassen sich Module mit entsprechenden Planungstools ganz gezielt dort platzieren, wo möglichst kein Schatten entsteht. Zusätzlich reduzieren technische Lösungen den Einfluss von vereinzelten verschatteten Modulen ziemlich.

Eine Solaranlage bleibt somit auch bei Verschattungen wirtschaftlich. Das gilt auch besonders dann, wenn der Eigenverbrauch hoch ist und Strompreise steigen.

Welche technischen Lösungen gibt es gegen Verschattung?

Im Gegensatz zur Vergangenheit stehen heute viele Möglichkeiten zur Verfügung, um Verluste durch Verschattung gering zu behalten.

Im Gegensatz zur Vergangenheit stehen heute viele Möglichkeiten zur Verfügung, um Verluste durch Verschattung gering zu behalten.

Eigenverschattung

Je nach Montagesystem gibt es einen vorgeschriebenen Mindestabstand zwischen den Modulen. Grund dafür ist die Eigenverschattung der Module, wenn sie zu nahe beieinanderstehen.

Leistungsoptimierer

Eine weitere Möglichkeit ist das Anschliessen von Leistungsoptimierern. Diese werden direkt an die einzelnen Solarmodule installiert und sorgen dafür, dass jedes Modul unabhängig vom Rest der Anlage möglichst effizient arbeitet. Auf diese Weise sorgen sie dafür, dass Verschattungen einzelner Module die Leistung von nicht verschatteten Modulen negativ beeinflussen. Wichtig zu beachten: Ein Leistungsoptimierer beinhaltet immer auch Leistungselektronik. Daher ist die Lebensdauer i.d.R. auch kürzer als diejenige eines PV-Moduls.

Mikro-Wechselrichter

Wie wäre es mit einem Wechselrichter für jedes einzelne Modul? Möglich machen das sogenannte Mikro-Wechselrichter. Bei Mikro-Wechselrichtern erhält jedes Solarmodul seinen eigenen Wechselrichter. Dadurch arbeitet jedes Modul vollständig unabhängig.

Verschattet ein Baum einzelne Module, beeinflusst dies die übrigen Module kaum. Mikro-Wechselrichter eignen sich besonders bei komplexen Dachformen oder kleinen Anlagen.

Richtige Planung

Steht ein einzelnes Modul im Schatten, begrenzt das nicht nur seine eigene Stromproduktion, sondern auch diejenige von allen anderen Modulen auf dem gleichen String. Nebst Optimierern kann in einem solchen Fall beispielsweise eine kluge Planung helfen. So können beispielsweise statt 20 Module auf einem String, je 10 Module auf zwei verschiedenen Strings aufgeteilt werden. Dies kann beispielsweise eine Lösung sein, wenn zehn Module nachmittags im Schatten stehen.

Wie wird Verschattung vor der Installation analysiert?

Ein erfahrenes und professionelles Unternehmen erstellt in der Regel bereits während der Planung eine detaillierte Verschattungsanalyse. Dabei kommt ein Simulationsprogramm wie beispielsweise PV-Sol zum Einsatz. Auf Basis einer solchen Analyse kann so die Position, die Anzahl und die Verschaltung der Module besser geplant werden.

Kann man Verschattung nachträglich reduzieren?

Es ist möglich, Verschattungen nachträglich zu reduzieren. So können etwa Bäume zurückgeschnitten werden, Antennen versetzt oder vereinzelte Module umplatziert werden. Eine Nachrüstung mit Leistungsoptimierern kann auch helfen. Was genau gemacht werden muss, kommt immer auf die individuelle Situation an.

Verschattung im Winter

Schatten werden länger im Winter, weil die Sonne tiefer steht als im Sommer. So können sich Schatten von Gebäuden oder Bäumen deutlich verlängern. Dennoch ist der Einfluss auf den Jahresertrag gering, weil im Winter die Sonneneinstrahlung ohnehin geringer ist.

Häufige Fragen zur Verschattung bei Solaranlagen

Ist eine Solaranlage im Schatten sinnvoll?

Eine Solaranlage im Schatten ist kein Weltuntergang. Wenn das Dach nur wenig verschattet ist, kann mit einer geschickten Planung und dem Einsatz von entsprechenden technischen Massnahmen die Anlage wirtschaftlich betrieben werden.

Wie viel Schatten verträgt eine Solaranlage?

Es gibt keinen festen Grenzwert für die Verschattung einer Solaranlage. Im Gegensatz zu dauerhaft verschatteten Modules haben kurzweilige Verschattungen kaum Einfluss auf den Ertrag der Anlage.

Sind Leistungsoptimierer immer notwendig?

Leistungsoptimierer ergeben bei einer regelmässigen Verschattung am meisten Sinn und bringen kaum einen Vorteil bei unverschatteten Dächern. 

Wie erkenne ich, ob mein Dach verschattet ist?

Eine professionelle Verschattungsanalyse mit Berücksichtigung des Jahresverlaufs informiert am besten über die Wirtschaftlichkeit einer Anlage, auch wenn eine erste Einschätzung anhand der Umgebung nicht unmöglich ist.

Fazit

Verschattungen haben einen grossen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage. Das muss aber nicht heissen, dass sich bei einer Verschattung die Anlage nicht lohnt. Sorgfältig geplant und professionell installiert, lassen sich Ertragsverluste deutlich reduzieren.