Saisonale Verschattung bei Photovoltaik: So sichern Sie Ihren Ertrag
Der Herbst malt die Blätter in prächtige Farben und die tiefstehende Wintersonne wirft lange Schatten – beides wunderschöne Naturschauspiele. Für Besitzer von Photovoltaikanlagen bedeuten sie jedoch eine besondere Herausforderung. Saisonale Verschattung durch Bäume, Laub oder benachbarte Gebäude kann den Energieertrag spürbar mindern. Das Problem ist dabei oft größer, als man annimmt: Schon der Schatten auf einer einzigen Solarzelle kann die Leistung eines ganzen Modulstrangs beeinträchtigen.
Dieser Beitrag erklärt, warum das so ist und wie Sie mit intelligenter Planung und moderner Technik auch unter schwierigen Bedingungen das Maximum aus Ihrer Anlage herausholen.
Das Problem der Teilverschattung: Mehr als nur weniger Licht
Man könnte meinen, eine zu 10 % verschattete Anlage produziere einfach 10 % weniger Strom – doch so einfach ist es leider nicht. Die meisten Photovoltaikanlagen sind so aufgebaut, dass mehrere Solarmodule in einer Reihe, einem sogenannten „String“, miteinander verbunden sind. Fällt nun ein Schatten auf nur eine einzige Zelle eines Moduls, wirkt diese wie ein Widerstand im Stromkreis.
Stellen Sie es sich wie einen Gartenschlauch vor, auf den jemand tritt: Selbst wenn der restliche Schlauch frei ist, wird der gesamte Wasserdurchfluss an dieser einen Engstelle drastisch reduziert. In einem Modulstring verhält es sich ähnlich – die schwächste Zelle bestimmt die Leistung des gesamten Strangs. Dieser Effekt kann den INTERNALLINK1: Photovoltaik Ertrag überproportional stark senken.
IMAGEEMBED3: Foto eines Daches mit sichtbarer Teilverschattung durch einen Baum im Herbst.
Eine Studie der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin zum Thema „Schattenmanagement bei Photovoltaikanlagen“ belegt, dass selbst kleine, wandernde Schatten zu erheblichen Leistungseinbußen führen können. Grund dafür ist die Reihenschaltung der Zellen und Module.
Wie die Technik auf Schatten reagiert: Bypass-Dioden erklärt
Die Hersteller von INTERNALLINK4: Solarmodule kennen dieses Problem natürlich und haben eine technische Teillösung direkt in die Module integriert: die Bypass-Dioden. Diese Dioden funktionieren wie eine Umleitung für den Strom. Wird ein Teil eines Moduls verschattet und seine Leistung bricht ein, aktiviert sich die Diode und leitet den Strom des restlichen Strings an diesem leistungsschwachen Bereich vorbei.
Das verhindert zwar den kompletten Leistungseinbruch des Strings und schützt die Zelle vor Überhitzung (einem sogenannten Hotspot), hat aber einen Nachteil: Der gesamte überbrückte Teil des Moduls trägt nicht mehr zur Stromerzeugung bei – selbst wenn die Verschattung nur minimal ist. Bypass-Dioden sind also ein wichtiger Schutzmechanismus, aber keine Lösung zur Ertragsoptimierung.
IMAGEEMBED1: Grafik, die den Effekt von Teilverschattung auf einen Modulstring zeigt, mit und ohne Bypass-Dioden.
Lösungsansätze für maximale Erträge trotz saisonalem Schatten
Um die Verluste durch saisonale Verschattung zu minimieren, gibt es zwei zentrale Strategien, die sich oft auch kombinieren lassen. Entscheidend ist dabei vor allem eine vorausschauende Planung.
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Ab 2.099,00 €Lösungsansatz 1: Intelligente Anlagenplanung und Modulbelegung
Die kosteneffizienteste Methode ist eine durchdachte Anordnung der Module und Strings. Moderne INTERNALLINK3: Wechselrichter für Photovoltaik verfügen oft über mehrere Eingänge, sogenannte MPP-Tracker. Jeder dieser Tracker optimiert die Leistung eines angeschlossenen Strings unabhängig von den anderen.
Praxisbeispiel: Angenommen, ein Baum wirft im Winter am Nachmittag einen Schatten auf die westliche Hälfte Ihres Daches. Ein kluger Installateur wird die Module der westlichen Dachhälfte zu einem eigenen String zusammenfassen und an einen separaten MPP-Tracker anschließen, während die unverschattete östliche Hälfte an einen zweiten Tracker angeschlossen wird. So beeinflusst der zeitweise verschattete Bereich nicht die Leistung der unverschatteten Module. Diese sorgfältige Aufteilung ist der erste und wichtigste Schritt zur Ertragsmaximierung bei absehbarem Schatten.
Lösungsansatz 2: Der Einsatz von Leistungsoptimierern oder Modulwechselrichtern
Wenn die Verschattung komplex, unvorhersehbar oder wandernd ist – wie bei einem Laubbaum mit vielen Ästen –, stößt die reine String-Planung an ihre Grenzen. Hier kommen Leistungsoptimierer oder Modulwechselrichter (auch Mikrowechselrichter genannt) ins Spiel.
Anstatt die Leistung eines ganzen Strings gemeinsam zu regeln, wird bei diesem Ansatz jedes einzelne Modul individuell optimiert. Ein Leistungsoptimierer wird direkt an jedem Modul montiert. Er sorgt dafür, dass das Modul stets seinen maximal möglichen Strom liefert – unabhängig von den anderen Modulen im String.
Die bereits erwähnte Studie der HTW Berlin hat ergeben, dass solche Systeme den Energieertrag in komplexen Verschattungssituationen im Vergleich zu einem herkömmlichen String-Wechselrichter um bis zu 25 % steigern können. Fällt ein Modul durch Schatten oder Laub aus, produzieren alle anderen ungestört weiter.
IMAGEEMBED2: Vergleichsgrafik: Ertragskurve einer Anlage mit String-Wechselrichter vs. einer Anlage mit Leistungsoptimierern bei wanderndem Schatten.
Typische Szenarien und Empfehlungen aus der Praxis
Jedes Dach ist anders. Hier sind zwei gängige Situationen und die dazu passenden Empfehlungen:
- Szenario 1: Der Schornstein oder die Gaube. Hierbei handelt es sich um eine klar definierte, vorhersehbare Verschattung. Der Schatten wandert zu bestimmten Tages- und Jahreszeiten über eine feste Bahn. In diesem Fall reicht oft schon eine intelligente String-Planung aus, um die Verluste wirksam zu minimieren.
- Szenario 2: Der Laubbaum im Nachbargarten. Der Schatten ist hier deutlich komplexer. Er verändert sich mit dem Wind, dem Laubfall im Herbst und dem Wachstum des Baumes. Viele Kunden von Photovoltaik.info entscheiden sich in solchen Fällen für Leistungsoptimierer, da diese Flexibilität die Erträge langfristig sichert und die Anlage unempfindlicher gegenüber unvorhersehbaren Einflüssen macht.
FAQ: Häufige Fragen zur saisonalen Verschattung
Wie stark mindert Laub auf den Modulen den Ertrag?
Direkt auf dem Modul liegendes, nasses Laub kann die Leistung des betroffenen Bereichs fast auf null reduzieren. Glücklicherweise reinigen Regen und Wind die Module oft von selbst. Das größere und dauerhaftere Problem ist meist nicht das Laub auf dem Modul, sondern der Schatten, den der Baum selbst wirft.
Lohnt sich eine PV-Anlage überhaupt, wenn ich im Winter Schatten habe?
Ja, in den allermeisten Fällen. Der Großteil des Jahresertrags wird in den sonnenreichen Monaten von Frühling bis Herbst erzielt. Die geringere Sonneneinstrahlung und kürzere Tage im Winter führen ohnehin zu niedrigeren Erträgen. Eine gute Planung stellt sicher, dass man diese winterlichen Verluste richtig einordnet und die Anlage über das ganze Jahr gerechnet wirtschaftlich bleibt. Mit einem INTERNALLINK2: Photovoltaik Rechner können Sie eine gute Abschätzung des zu erwartenden Jahresertrags erhalten.
Sind Leistungsoptimierer immer die beste Wahl?
Nicht unbedingt. Auf einem großen, unverschatteten Dach ohne Hindernisse ist ein klassischer String-Wechselrichter oft die wirtschaftlichste und technisch völlig ausreichende Lösung. Leistungsoptimierer bedeuten zusätzliche Bauteile und höhere Anschaffungskosten. Ihr Einsatz lohnt sich vor allem dann, wenn eine reale und komplexe Verschattungsproblematik vorliegt.
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Saisonale Verschattung ist eine der häufigsten Ursachen für Ertragseinbußen bei Photovoltaikanlagen, aber sie ist ein beherrschbares Problem. Der Schlüssel liegt darin, die Situation vor der Installation genau zu analysieren und die richtige technische Lösung zu wählen.
Eine intelligente Aufteilung der Modulstrings ist eine effektive und kostengünstige Basis. Bei komplexen oder wandernden Schatten sichern Leistungsoptimierer oder Modulwechselrichter den maximalen Ertrag und machen Ihre Anlage robust gegenüber äußeren Einflüssen. Eine gut geplante Anlage wird Ihnen auch dann noch Freude und hohe Erträge bringen, wenn die Blätter fallen und die Schatten länger werden.
Weitere praxisnahe Informationen zur Auswahl der richtigen Komponenten finden Sie direkt auf Photovoltaik.info.
Im Shop von Photovoltaik.info finden Sie zudem Komplettsets, die auf typische Anlagengrößen und auch auf komplexe Dachsituationen abgestimmt sind.
