Photovoltaik auf der Nordseite? Je flacher, desto besser!

Die Sonne wandert im Tagesverlauf von Ost über Süden nach West, doch Ihr Dach zeigt ganz oder zum Teil nach Norden? Hier erfahren Sie, unter welchen Voraussetzungen sich Photovoltaik auf der Nordseite lohnt, was ein geringer Neigungswinkel von unter 30° Grad bewirken kann und wie moderne Modultechnik hilft, den Ertrag auf der Nordseite zu einer lohnenden Investition zu machen.

• Photovoltaik auf der Nordseite bringt im Schnitt nur 60 % der optimalen Erträge
• Der Neigungswinkel von 22 Grad bzw. unter 30 Grad erhöht den Wirkungsgrad
• Diffuse Strahlung wird von Modulen auf der Nordseite ebenso gut wie im Süden absorbiert
• Auf der Nordseite kommt es zu weniger Leistungsminderung durch Hitze
• Die Nordseite kann durch hohen Eigenverbrauch zur lohnenden Investition werden
• Aufständerung in Reihen steigert die Attraktivität von Photovoltaik auf der Nordseite

Kann eine Photovoltaikanlage auf der Nordseite effizient sein? Und wie viel kW_p sollte man auf der Nordseite verbauen? Diese Fragen stellen sich zwangsläufig für alle, die eine Solaranlage planen und vorwiegend ein Norddach zur Verfügung haben. Betrachten wir die Werte, die für typische Nordseitenanlagen erreicht werden können, zeigt sich ein durchschnittlicher Ertrag von 3500 kWh im Jahr:

Im Vergleich zur Süd-Ausrichtung sind hier erkennbare Einbußen von etwa 60 % im Photovoltaik-Ertrag anhand der erreichten kWh Stunden pro Jahr zu sehen:

Im Folgenden erklären wir, wie eine PV-Anlage auf der Nordseite zur lohnenden Überlegung wird. 

An vielen Stellen liest man zur idealen Dachausrichtung von Photovoltaikanlagen „alles außer Nordseite“. Lange Zeit galt diese Aussage als gesetzt. In den letzten Jahren haben verschiedene Veränderungen dazu geführt, dass wir heute die „Unsinnigkeit“ von PV auf der Nordseite hinterfragen müssen. Hier die wichtigsten Gründe:

Die grundlegende Betrachtung ist recht ernüchternd – Photovoltaik auf der Nordseite bringt im Schnitt nur 60 % der optimalen Erträge einer Südausrichtung. Nach Norden gilt für eine Solaranlage jedoch die Faustformel:

„Je flacher, desto besser“

Im Vergleich zu einer Südausrichtung, bei der ein idealer Neigungswinkel etwa 35° beträgt, können Sie mit einer Neigung von 20° bereits einen Ertragszuwachs von bis zu 70 % erzielen. Es ist wichtig zu beachten, dass die Dachneigung einen signifikanten Einfluss auf die Stromerträge hat!

Ein weiterer Aspekt, den Sie berücksichtigen sollten, ist Schnee. Bei sehr flachen Neigungswinkeln der Module bleibt Schnee oft auf der Solaranlage liegen und reduziert damit den Stromertrag erheblich.

In extremen Fällen kann die Schneelast sogar zu Schäden an den Solarzellen führen. Daher ist es ratsam, eine ausgewogene Neigung für die Photovoltaikanlage zur Nordseite zu wählen, die einerseits die Effizienz steigert, andererseits aber auch die Selbstreinigungsfähigkeit und Schneelast berücksichtigt.

Die Aufständerung bietet eine effektive Möglichkeit, den optimalen Neigungswinkel für Photovoltaikanlagen zu erreichen, unabhängig von den natürlichen Gegebenheiten des Daches. Sowohl für Solarstrom- als auch -wärmeanlagen stehen verschiedene Aufständerungsmöglichkeiten als Alternative zur dachparallelen Montage zur Verfügung.

Bei Schrägdächern bieten sich Ihnen unterschiedliche Optionen, die Module durch Aufständerung zu optimieren:

• Auf gerahmten Solaranlagen kann eine Aufständerung im Winkel von 5 bis 7 Grad mithilfe von Trapezblechen realisiert werden. Die Befestigung erfolgt in der Regel mit Trapezblechschellen auf der Unterkonstruktion.
• Bei Pfettendächern mit Ost-West-Neigung können Solaranlagen mithilfe von Dreieckstützen aufgeständert werden, die mittels Stockschraubenbefestigungen oder Sonderbefestigungen an der Unterkonstruktion angebracht werden.
• Für nach Süden geneigte Pfettendächer ist auch eine mehrreihige Aufständerung möglich, bei der die Dreieckstützen entsprechend mehrreihig befestigt werden. Die Stabilisierung erfolgt je nach Größe der Solarmodule oder -kollektoren durch zusätzliche quer verlaufende Montageträger.
• Bei flach geneigten Dächern können die Solarmodule auch auf beiden Dachhälften aufgeständert werden.

Für Pultdächer gibt es verschiedene Möglichkeiten der Aufständerung von Solaranlagen, um den optimalen Neigungswinkel zu erreichen.

• Einseitige Aufständerung fürSolarmodule oder -kollektoren ermöglicht eine gezielte Ausrichtung und Neigung der Anlage, um die Sonneneinstrahlung zu maximieren.
• Neigungswinkel anpassbar: flexible Aufständerungskonstruktionen, die eine gradweise Anpassung des Neigungswinkels ermöglichen: Diese Konstruktionen können beispielsweise mit einem verstellbaren Rahmen ausgestattet werden, um eine optimale Neigung zu gewährleisten.

Aufständerung mit Schrägstützen kanneine stabile Aufständerung von Photovoltaik auf Pultdächern realisieren. Die Befestigung erfolgt dabei an der Unterkonstruktion des Dachs. Diese Methode bietet eine effiziente Möglichkeit, den Neigungswinkel der Anlage zu optimieren.

Für Flachdächer eignet sich eine Aufständerung mit einem festen Neigungswinkel von 10 Grad oder 15 Grad, sodass möglichst wenig Auflast entstehen kann. Die Tragekonstruktion wird durch Betonrandsteine oder Riesel beschwert. Alternativ können flexible Aufständerungskonstruktionen aus Dreieckstützen mit gradweise variierbarem Neigungswinkel genutzt werden. Bei begrünten Dächern kommen Stützen mit erhöhter Bodenfreiheit zum Einsatz, etwa 40 Zentimeter, um ausreichend Platz für Substrat- oder Kiesschüttung zu gewährleisten.

Bei hohen Windlasten werden Aufständerungen mit Rückwandverkleidungen eingesetzt, um die abhebenden Lasten zu reduzieren.

Für die Montage von Photovoltaikanlagen an Fassaden oder Balkonen werden spezielle Fassadenstützen genutzt, die Neigungen zwischen 15 und 75 Grad ermöglichen. Wichtig: Hierbei müssen die Vorschriften zu Überkopfverglasungen beachtet werden.

Auf Carports werden häufig einzelne Module als Selbstbausatz aufgeständert. Diese bestehen meist aus einem ausklappbaren oder starren Rahmen in Dreiecksform. Um die Neigung optimal anzupassen, sollte der Winkel des Gestells verstellbar sein. Verschiedene Hersteller bieten Plug & Play Systeme für die Steckdose zur einfachen Selbstinstallation auf dem Carport.

Auch der Fortschritt in der Modultechnik und energiepolitische Entscheidungen der letzten Jahre belebt die Diskussion um Photovoltaik auf der Nordseite.

Moderne Module können diffuse Strahlung, die also nicht direkt auf Module trifft, besser verwerten. Dies ist besonders bei Dünnschicht- und Glas-Glas-Modulen der Fall. Der Vorteil: Diffuse Strahlung gibt es bei allen Ausrichtungsvarianten auf dem Dach.

Die gesteigerte Produktion von Solarmodulen hat zu einer radikalen Änderung der Modulpreise geführt. Die Preisentwicklung ist im Abwärtstrend, noch dazu sinkt der Preis pro kW_p mit der Größe der Anlage.

Bedeutet, eine größere Anlage ist in den Produktkosten günstiger und die Amortisation erfolgt schneller.

Eine höhere Leistung bedeutet mehr Autarkie und geringere Stromkosten. Bei einem 4-Personen-Haushalt sinken die Stromkosten beispielsweise durch 4 kW_p im Vergleich zu 5 kW_p auf dem Dach bis auf wenige 100 Euro im Jahr.

Diese Einsparung durch zusätzliche 1 kW_p kann womöglich durch zusätzliche Module auf der Nordseite erreicht werden – speziell, wenn Gauben oder andere Besonderheiten auf dem Dach die ideale Größe der Anlage Richtung Süden verhindern.

Die Rentabilität gilt es im Detail zu berechnen. Eine fachkundige Einschätzung durch einen Solarbetrieb in Ihrer Region ist dringend zu empfehlen.

Die Einspeisevergütung als staatliche Förderung für Solarenergie ist als „Auslaufmodell“ geplant. In den letzten Jahren ist die Förderung pro kW deutlich gesunken und liegt im ab 1. Februar 2024 bei 8,1 Cent für Anlagen bis zu einer Leistung von 10 kWp.

Mit dem Rückgang der Förderung wird die Einsparung von Stromkosten durch den Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms immer attraktiver.

Der Grad der Autarkie kann durch die Nutzung eines Stromspeichers, einer Warmwasseraufbereitung sowie das Laden eines E-Autos auf bis zu 90 % im Jahr erhöht werden.

Photovoltaik auf der Nordseite kann helfen, die fehlenden Sonnenstunden im Jahr auszugleichen, da diese Anlage bereits für wenig Lichteinfall optimiert ist.

Gleichwohl muss man bei einer Erweiterung der Anlage auch möglicherweise höhere Kosten für den Speicher und einen zusätzlichen Wechselrichter kalkulieren.

Den Ertrag für eine Photovoltaik-Anlage auf der Nordseite zu berechnen, können Sie als interessierte Person im Grunde selbst übernehmen. Zahlreiche, teilweise Bundesländer-spezifische, Solarkataster helfen Ihnen, den Standort zu prüfen und die optimale Kombination aus der vorgegebenen Ausrichtung mithilfe der Neigung zu finden. Das bekannteste Tool in diesem Bereich ist PVGIS für den europäischen Raum.

Solarkataster helfen Ihnen, zu prüfen, wie viel kW_p für die Nordseite in Ihrem Fall geeignet sind. Es wird recht wahrscheinlich so sein, dass es sich für Sie mehr lohnt, den Platz des Norddachs möglichst voll auszuschöpfen. So kann über die Menge ein guter Jahresdurchschnitt an Strom gewonnen werden.

Die Planung einer Photovoltaik-Anlage auf der Nordseite ist letztendlich eine Budgetfrage, wie auch die Kombination der Photovoltaikanlage mit einem Stromspeicher. Im Hinblick auf die gesteigerte Autarkie durch höheren Eigenverbrauch, lohnt es sich, diesen Planungsschritt mitzuprüfen.