Photovoltaikmodule: Vertikal vs. geneigt

Bei der Installation einer Photovoltaikanlage ist die Wahl des Neigungswinkels der Module ein entscheidender Faktor für die Optimierung der Energieerzeugung. Während der herkömmliche Neigungswinkel von etwa 30–33° darauf ausgelegt ist, die Sonneneinstrahlung in den Mittagsstunden zu maximieren, bietet die vertikale Installation (90°) einzigartige Vorteile, insbesondere in Umgebungen, in denen der Platz begrenzt ist und eine über das Jahr hinweg gleichmäßigere und ausgewogenere Energieerzeugung angestrebt wird.

Sonneneinstrahlung und Energieerzeugung

Geneigte Module (30–33°)
Diese Konfiguration ist darauf ausgelegt, die jährliche Gesamtproduktion zu maximieren, indem sie in den Mittagsstunden, insbesondere in den Sommermonaten, ein Maximum an direkter Sonneneinstrahlung erhält. Allerdings führt diese Lösung zu hohen Spitzenwerten im Sommer und einer geringeren Erzeugung im Winter – gerade dann, wenn der Energiebedarf am größten ist.
Vertikale Module (90°)
Auch wenn sie insgesamt weniger Sonneneinstrahlung erhalten, ist ihre Stromerzeugung zeitlich gleichmäßiger verteilt. Dank ihrer Ausrichtung erzeugen sie in den Herbst- und Wintermonaten, wenn die Sonne tiefer steht, mehr Energie und gewährleisten eine kontinuierlichere und ausgewogenere Produktion über das ganze Jahr hinweg. Dies ist besonders nützlich für diejenigen, die einen konstanten Verbrauch haben und schwer zu bewältigende Überproduktionen im Sommer vermeiden möchten.

Raumoptimierung

Schräge Paneele
Für eine korrekte Installation benötigen sie große Dachflächen oder Land, was für diejenigen, die nur über begrenzten Platz verfügen oder deren Flächen für Photovoltaik nicht geeignet sind, eine Einschränkung darstellen kann.
Vertikale Paneele
Hierin liegt einer ihrer größten Vorteile: Sie erstrecken sich nach oben und sparen so wertvollen horizontalen Platz. Dadurch eignen sie sich ideal für die Montage an Lärmschutzwänden, Zäunen, Gebäudefassaden oder bestehenden Strukturen, ohne dass dafür Platz für andere Zwecke verloren geht.

Wirkungsgrad und Bifazialität

Schräge Paneele
Sie funktionieren am besten bei direkter Strahlung, bei diffusem oder reflektiertem Licht sind sie weniger effektiv.
Vertikale Paneele mit doppelseitiger Technologie
In Kombination mit bifazialen Zellen werden vertikale Paneele noch effizienter. Sie können nicht nur direktes Licht, sondern auch das vom Boden und umliegenden Oberflächen reflektierte Licht einfangen und so die Lichtausbeute steigern. Dieser Vorteil verstärkt sich in Umgebungen mit hoher Reflektivität, wie beispielsweise schneebedeckten Gebieten oder hellen Oberflächen.

Wann empfiehlt es sich, vertikale Paneele zu wählen?

Die vertikale Installation ist in verschiedenen Kontexten eine strategische Entscheidung:
✅ Wenn der verfügbare Platz begrenzt ist und bestmöglich genutzt werden muss.
✅ Wenn eine ausgewogenere Erzeugung angestrebt wird, um sommerliche Spitzen zu vermeiden und den Ertrag in den Wintermonaten zu maximieren.
✅ Wenn bifaziale Module in Umgebungen mit hoher Reflektivität installiert werden, um das reflektierte Licht zur Steigerung der Erzeugung zu nutzen.
✅ Für Installationen wie Zäune oder zur Abgrenzung von Flächen.

Vergleich anhand von PVGIS

Im Folgenden wird ein Vergleich zwischen zwei Konfigurationen von Photovoltaikmodulen vorgestellt: einem herkömmlichen, um 33° geneigten Modul und einem vertikal um 90° ausgerichteten Modul.

Die Analyse wurde für die Stadt Trient (Breitengrad: 46,096, Längengrad: 11,107) unter Verwendung der Datenbank PVGIS-SARAH3 durchgeführt.

Die Ergebnisse zeigen, dass: Ein geneigtes Solarmodul eine höhere Jahresleistung erbringt als ein senkrecht installiertes, wobei letzteres dennoch einen beträchtlichen Ertrag erzielt.

Allerdings weicht der saisonale Verlauf der Erzeugung bei den beiden Konfigurationen erheblich voneinander ab. Das Modul mit einem Neigungswinkel von 33° verzeichnet in den Wintermonaten eine geringere Erzeugung, gerade dann, wenn der Energiebedarf am höchsten ist. Zudem erreicht es im Juli einen Erzeugungshöchstwert, einer Zeit, in der der Energiebedarf aufgrund der Sommerferien üblicherweise geringer ist.

Das für diese Simulation verwendete PVGIS-System berücksichtigt lediglich die Erzeugung auf der Vorderseite des Moduls, ohne den Beitrag der beidseitigen Stromerzeugung einzubeziehen. In unserem konkreten Fall können wir daher mit einer um 10 % höheren Leistung rechnen, was die Installation des vertikalen Moduls im 90°-Winkel noch vorteilhafter macht!

Schlussfolgerungen

Obwohl geneigte Module den Vorteil haben, die Gesamtproduktion auf Jahresbasis zu maximieren, erweisen sich vertikale Module als äußerst effiziente Wahl für diejenigen, die eine stabilere und gleichmäßigere Produktion bei besserer Raumnutzung anstreben. Insbesondere die Kombination mit bifazialen Modulen ermöglicht es, die geringere direkte Sonneneinstrahlung auszugleichen, wodurch diese Lösung zu einer wirklich intelligenten Alternative für die Zukunft der Photovoltaik wird.