PV-Verschattungsanalyse: So ermitteln Sie Verluste durch Schatten

Verschattung: Der unsichtbare Ertragsräuber

Schatten auf Solarmodulen ist eine der häufigsten Ursachen für geringen PV-Ertrag. Selbst kleine, zeitweise Verschattungen durch Schornsteine, Antennen oder Bäume können erhebliche Einbußen verursachen – besonders bei traditionell in Reihe geschalteten Stringanlagen.

Physikalischer Hintergrund

Bei einer klassischen Stringverschaltung sind Module elektrisch in Reihe geschaltet. Der Strom, der durch den String fließt, ist durch das schwächste Modul begrenzt. Ein zu 50 % verschattetes Modul reduziert den Strom des gesamten Strings auf 50 % – das betrifft alle anderen Module ebenso.

Bypass-Dioden mildern diesen Effekt: Sie überbrücken die verschattete Zellgruppe, sodass nur ein Teil des Moduls (eine von drei Zellgruppen) ausfällt statt das gesamte Modul.

Verschattungsquellen

• Dauerhafte Verschattung: Bäume, Nachbargebäude, Hügel
• Saisonale Verschattung: Laubbäume (Winter weniger, Sommer mehr)
• Temporäre Verschattung: Schornsteine, Antennen, Gauben
• Dachausbauten: Dachfenster, Dachterrassen

Methoden der Verschattungsanalyse

1. Einfache Sichtprüfung

Vor-Ort-Begehung zu verschiedenen Tageszeiten (Morgen, Mittag, Abend) und in verschiedenen Jahreszeiten. Zeigt offensichtliche Verschattungsquellen.

2. Sonnenstandsdiagramm und Solarpfad

Mit einem Solarimeter (Sunpath-Analysator) oder App (z.B. SunSurveyor) wird der Sonnenstand zu allen Jahreszeiten visualisiert. Zeigt genau, wann welche Objekte Schatten werfen.

3. Software-Simulation (3D)

Profi-Tools wie PVsol Premium oder SketchUp+Plugin erstellen 3D-Modelle des Gebäudes und der Umgebung. Schatten werden für jeden Zeitpunkt berechnet. Ergebnis: Präziser Jahresertrag unter Berücksichtigung aller Verschattungen.

4. Drohnen-Vermessung

Für komplexe Dächer oder Freiflächenanlagen liefert eine Drohne präzise 3D-Daten, aus denen das Schatten-Modell erstellt wird.

Lösungen bei unvermeidbarer Verschattung

Leistungsoptimierer (SolarEdge, Tigo): Jedes Modul arbeitet am eigenen MPP. Verschattung eines Moduls beeinträchtigt andere kaum. Mehrkosten: ca. 30–50 Ct/Wp.

Mikrowechselrichter (Enphase): Jedes Modul hat einen eigenen Wechselrichter. Maximum flexibility, aber teurer.

Modulanordnung optimieren: Verschattete Flächen werden von PV-belegten Flächen getrennt. Separate Strings mit eigenem MPP-Tracker minimieren Verluste.

Bäume beschneiden: Bei eigenen Bäumen möglich; bei Nachbars Bäumen nicht immer durchsetzbar (Rechtslage prüfen).

Fazit

Eine gründliche Verschattungsanalyse vor der PV-Planung ist unverzichtbar. Sie verhindert unerwartete Ertragsverluste und ermöglicht eine optimale Planung der Modulanordnung und Verschaltung.