Ein nach Südwesten ausgerichtetes Dach mit 25° Neigung erzeugt nicht dieselbe Strommenge wie ein exakt nach Süden ausgerichtetes Dach mit 35°. Bevor man eine Photovoltaikanlage dimensioniert, braucht man verlässliche Zahlen, um zwischen diesen Konfigurationen abzuwägen. PVGIS, das kostenlose Tool der Europäischen Kommission, ermöglicht es, die Solarstromproduktion anhand präziser Parameter wie Ausrichtung, Neigung und Standort zu schätzen. Allerdings muss man die Ergebnisse richtig lesen und ihre Grenzen kennen.
Standardmäßige Verluste in PVGIS: eine Einstellung, die man nicht ignorieren sollte
Wenn man eine Simulation in PVGIS startet, wendet das Tool automatisch einen Verlustwert an. Dieser Parameter umfasst mehrere Faktoren: elektrische Verluste in der Verkabelung, Verschmutzung der Module, Auswirkungen von Schnee sowie Alterung. Die Standardeinstellung setzt diese Verluste bei einer netzgekoppelten Anlage auf 14 %.
Dieser Wert ist nicht unerheblich. Vergleicht man zwei Ausrichtungen (zum Beispiel Süden und Südosten), ohne diese Einstellung anzupassen, berücksichtigt der angezeigte Produktionsunterschied auf beiden Seiten dieselben Verluste von 14 %. Das Ergebnis bildet daher nicht ausschließlich den Einfluss der Ausrichtung ab.
Um die Auswirkungen von Azimut oder Neigung tatsächlich isoliert zu betrachten, kann man diesen Parameter manuell anpassen. Ein Installateur, der die vorgesehenen Komponenten kennt (Wechselrichter, Kabelquerschnitt, Befestigungsart), kann diesen Wert genauer festlegen.
Ein Vergleich zweier Simulationen mit an die jeweilige Konfiguration angepassten Verlusten liefert einen realistischeren Produktionsunterschied als das bloße Übernehmen der Standardeinstellung. Die Ausrichtung von Photovoltaik-Solarmodulen beeinflusst den Jahresertrag erheblich. Dieser Unterschied lässt sich jedoch nur dann korrekt beurteilen, wenn auch die übrigen Parameter berücksichtigt werden.
PVGIS Version 5.3: Wie Satellitendaten die Schätzung der Solarstromproduktion verändern
Die derzeit verfügbare Version 5.3 von PVGIS greift je nach geografischer Region auf unterschiedliche Datensätze zurück. Für Europa verwendet das Modell SARAH-3, das eine höhere räumliche Auflösung als ERA5 bietet. In der Praxis verbessert das feinere Raster von SARAH-3 die Darstellung der Sonneneinstrahlung in Gebieten, in denen sich Gelände oder Klima auf kurzen Distanzen verändern.
Dieser Präzisionsgewinn hat eine konkrete Grenze. Die Daten liegen weiterhin in Rasterform vor: Ein tief eingeschnittenes Tal, ein teilweise beschatteter Nordhang oder ein städtisches Mikroklima können durch das Modell geglättet dargestellt werden. PVGIS erkennt weder Bäume, die vor einem Dach wachsen, noch den Schornstein des Nachbarn.
Kein grundlegender Unterschied zwischen Version 5.2 und 5.3
Ein vom JRC (Joint Research Centre) durchgeführter Vergleich anhand von Referenzstationen zeigt nur sehr geringe durchschnittliche Abweichungen zwischen den Ergebnissen der beiden Versionen. Ein Wechsel zur neuesten Version garantiert daher kein grundlegend anderes Ergebnis. Die Wahl der Eingabeparameter ist entscheidender als die Versionsnummer.
Kurz gesagt: Die Simulation in PVGIS 5.3 zu aktualisieren, ist sinnvoll. Neigung, Azimut und Verluste mit realistischen Werten neu einzustellen, wirkt sich jedoch stärker auf die Zuverlässigkeit des Ergebnisses aus.
Ausrichtungen mit PVGIS vergleichen: stündliche statt jährliche Produktion
Die meisten Nutzer betrachten die jährliche Gesamtproduktion in kWh. Das ist naheliegend, reicht für ein Projekt mit Eigenverbrauch aber nicht aus. Zwei Ausrichtungen können eine ähnliche Jahresproduktion aufweisen und dennoch zu ganz unterschiedlichen Tageszeiten Strom erzeugen.
PVGIS liefert stündliche Ergebnisse – und genau dadurch wird der Vergleich aussagekräftig. Eine Ausrichtung nach Südosten erzeugt morgens mehr Strom, während sich der Produktionshöhepunkt bei einer Ausrichtung nach Südwesten in den Nachmittag verschiebt. Für einen Haushalt, der vor allem am späten Nachmittag oder Abend Strom verbraucht (Backofen, Waschmaschine, Laden eines Fahrzeugs), kann eine Westausrichtung mehr kWh für den Eigenverbrauch nutzbar machen als eine exakte Südausrichtung, obwohl die Jahresproduktion geringer ist.
So wertet man die stündlichen Daten aus
- Zwei PVGIS-Simulationen mit unterschiedlichen Azimutwinkeln starten (zum Beispiel 0° für Süden und -45° für Südosten) und dabei dieselbe Neigung und dieselben Verluste beibehalten
- Die stündlichen Ergebnisse im CSV-Format herunterladen; sie sind im entsprechenden Tab des Tools verfügbar
- Die Produktionskurven stundenweise mit dem Verbrauchsprofil des Haushalts oder Gebäudes überlagern
- Die Zeiträume ermitteln, in denen die Produktion den Verbrauch tatsächlich deckt, und jene, in denen der Überschuss ins Netz eingespeist wird
Dieser Ansatz erfordert etwas mehr Aufwand als ein kurzer Blick auf die Jahresproduktion. Dafür hilft er, eine Anlage nicht überzudimensionieren und keine Ausrichtung zu wählen, die zwar viel Strom erzeugt, aber zum falschen Zeitpunkt.
Azimut und Neigung in PVGIS: Parameter mit Einfluss auf den Photovoltaikertrag
In der PVGIS-Oberfläche wird der Azimut in Grad relativ zur Südrichtung eingestellt (0° = exakt Süden, -90° = Osten, 90° = Westen). Die Neigung bezeichnet den Winkel des Moduls zur Horizontalen. Zusammen bestimmen diese beiden Parameter, wie viel Solarenergie im Laufe der Jahreszeiten eingefangen wird.
Für das französische Mutterland hängt die passende Neigung vom Breitengrad und vom Verbrauchsprofil ab. Ein stärker geneigtes Modul fängt im Winter mehr Sonnenlicht ein, wenn die Sonne tief steht, während eine geringe Neigung die Sommerproduktion begünstigt. PVGIS bietet außerdem eine Funktion für die „optimale Neigung“, die den Winkel berechnet, mit dem bei einem bestimmten Azimut die höchste Jahresproduktion erzielt wird.
Man sollte sich jedoch nicht ausschließlich auf diese automatische Optimierung verlassen. Sie steigert die Jahresproduktion, nicht die Wirtschaftlichkeit. Wenn sich Einspeisevergütung oder Eigenverbrauchsanteil je nach Tageszeit unterscheiden, ist die von PVGIS als optimal berechnete Neigung nicht unbedingt die rentabelste.
Was PVGIS nicht modelliert
- Nahegelegene Verschattungsquellen: Bäume, Nachbargebäude, Antennen und Schornsteine
- Die tatsächliche Alterung der Module im Laufe der Zeit, die vom Hersteller und den örtlichen Bedingungen abhängt
- Verluste durch einen unterdimensionierten Wechselrichter oder eine ungeeignete Verkabelung
PVGIS ist ein Schätztool, kein Vor-Ort-Audit. Wer die Ergebnisse mit einem technischen Vor-Ort-Termin samt Erfassung von Verschattungen und Dachanalyse kombiniert, kann aus einer theoretischen Schätzung eine zuverlässige Anlagendimensionierung machen. Der Simulator bietet eine solide Ausgangsbasis – vorausgesetzt, seine Ergebnisse werden nicht als endgültige Messwerte verstanden.
