Planung einer Photovoltaikanlage – Worauf sollte man achten?

Planung einer PhotovoltaikanlageBei der Planung von Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen), sollten im Vorfeld möglichst viele Fragen beantwortet werden, da jeder Planungsfehler erhebliche finanzielle Einbußen zur Folge haben kann. Planungsbüros und Installationsbetriebe arbeiten mittlerweile sehr professionell, sodass in der Vergangenheit viele wirtschaftlich arbeitende und qualitativ hochwertige Photovoltaik-Solaranlagen auf deutschen Dächern, Fassaden und Freiflächen entstanden sind.

Im Folgenden werden die wichtigsten Aspekte, die bei der Planung von PV-Anlagen wichtig sind etwas näher beleuchtet. In jedem Fall sollten Sie vor einer Vertragsunterzeichnung grundlegende Kenntnisse im Bereich der Photovoltaik haben, damit die Solaranlage viele Jahre Strom erzeugt und wirtschaftlich arbeitet.

Bestimmung des Montageorts

Bei der Wahl des geeigneten Montageortes, ist es zunächst wichtig, darauf zu achten, dass möglichst keine Objekte einen Schatten auf die Photovoltaikmodule werfen. So wurden in der Vergangenheit häufig Schornsteine, vorstehende Gauben, Gebäude oder auch Bäume bei der Planung nicht berücksichtigt. Dies hatte zur Folge, dass der Ertrag der Solaranlage gemindert wurde.
Weiterhin ist es optimal, wenn die Photovoltaikanlage nach Süden ausgerichtet ist, damit möglichst lange Sonnenlicht auf die Solarmodule trifft und die Stromproduktion vorantreibt.

Werden nur Teile der Dachfläche genutzt, ist es ratsam die Module so weit wie möglich oben anzuordnen (unterhalb vom First), da dort die Verschattung am geringsten und die solare Strahlung am höchsten ist. Da die Installation von PV-Modulen eine statisch veränderte Belastung für die Dachkonstruktion darstellt, sollte die Statik überprüft werden und evtl. Reparaturen durchgeführt werden.

Neben der Bestimmung der Anlagengröße und dem Montageort für die Solarmodule muss auch die Frage des Installationsorts für den Wechselrichter bzw. das Netzeinspeisegerät geklärt werden. Sehr gut geeignet sind trockene und kühle Räume wie z.B. der Keller eines Wohnhauses. Da die Solarmodule über Solarkabel mit dem Wechselrichter verbunden sind, ist weiterhin zu klären, wie die Kabel verlegt werden. Möglichkeiten bieten sich z.B. in einem stillgelegten Kaminschacht oder außerhalb vom Gebäude. Auch ist bei der Planung der Photovoltaikanlage zu ermitteln, wo der Generatoranschlusskasten installiert wird, Überspannungsschutzeinrichtungen einzuplanen sind, wo sich der Feuerwehrschutzschalter befinden soll und wie die Überwachung der Solaranlage sichergestellt werden kann.

Vermeidung von Schatten bei Photovoltaikanlagen

Vermeidung von Schatten bei FreiflächenanlagenAuch bei aufgeständerten Freiflächenanlagen (Solarparks) muss bei der Planung darauf geachtet werden, dass zwischen den Modulreihen genügend Abstand eingehalten wird. Dabei muss der kürzeste Tag des Jahres zur Mittagszeit für die Berechnung herangezogen werden. Keine Modulreihe darf eine hintere verschatten. Da das Thema Verschattung von Photovoltaik-Modulen im Hinblick auf den Gesamtertrag des Solargenerators von großer Bedeutung ist, finden Sie in unserem speziellen Ratgeber zur Verschattung von Photovoltaik-Modulen sehr viele nützliche Hinweise, die für eine optimale Anlagenplanung wichtig sind.

Auswahl der Solarmodule

Wer sich mit der Planung der Solaranlage beschäftigt, gelangt früher oder später an den Punkt, wo geklärt werden muss, welche Solarmodule installiert werden sollen. Hier stehen unterschiedliche Modultypen zur Verfügung. Die Solarmodule bestehen in der Regel aus mehreren Solarzellen, welche eine amorphe Beschichtung haben oder aus monokristallinen bzw. polykristallinen Solarzellen bestehen.

Bei einer dachintegrierten Photovoltaikanlage, werden spezielle Solarmodule benötigt bzw. PV-Module ohne Rahmen. Da jede Verunreinigung der Solarmodule sich negativ auf den Ertrag der Anlage auswirkt, sollte auch dieser Aspekt bei der Planung berücksichtigt werden. So ist es z.B. ratsam, keine unnötigen Kanten entstehen zu lassen, damit der Dreck problemlos mit dem nächsten Regen herunter gewaschen wird.

Hinsichtlich der Qualität der Module, sollte auf folgende Punkte geachtet werden:

  • Alle Angaben bzgl. der Leistung der Module sollten nur geringe Toleranzen aufweisen.
  • Der Leistungsrückgang bei hohen Temperaturen, sollte möglichst gering sein.
  • Auch bei geringem Lichteinfall sollte der Wirkungsgrad möglichst hoch sein.
  • Die Spannungsfestigkeit sollte möglichst hoch sein bzw. nicht unter 1000 Volt.
  • Alle Messprotokolle des Herstellers sollten vor der Installation gesichtet werden.
  • Werden die Solarmodule in der Nähe von Viehställen bzw. in der Landwirtschaft verbaut, sollte darauf geachtet werden, dass diese resistent gegen Ammoniakgase sind.
  • Da die Module teilweise starker Belastung in Form von Hagel ausgesetzt sind, sollte auch dahingehend ein Prüfprotokoll vorhanden sein.

Das Netzeinspeisegerät bzw. der Wechselrichter

Zunächst sollte der Wechselrichter entsprechend seinem Installationsort ausgewählt werden. Hier fallen vor allem Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen sowie z.B. Ammoniakgase ins Gewicht und können dem Wechselrichter schaden. Je nach PV-Anlagenkonzept, übernimmt ein zentraler Wechselrichter die Aufgabe der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom oder es werden Einzelstränge mit entsprechender MPP-Regelung verbaut.

Es können auch separate Wechselrichter verbaut werden. Weiterhin müssen bereits bei der Planung die Fragen des Schaltungskonzeptes (Wird ein Trafo benötigt und wie soll die Einspeisung stattfinden?) geklärt werden. Speziell bei der Verwendung von Dünnschichtmodulen ist darauf zu achten, dass diese auch die entsprechende Regelungstechnik benötigt. Hinsichtlich des Leistungsbereichs, sollte das Netzeinspeisegerät insgesamt einen möglichst hohen Wirkungsgrad aufweisen.

Sollte das Gerät ausfallen, muss gewährleistet sein, dass schnellst möglich Abhilfe geschaffen wird. Evtl. übernimmt der Hersteller die Reparatur oder tauscht das defekte Gerät aus.

Installation der Solarmodule

Ist die Planung der Photovoltaikanlage bereits soweit vorangeschritten, dass die Module und der Wechselrichter ausgewählt wurden, geht es daran, die Installationsart auf dem Dach festzulegen. Hier gibt es zwei Möglichkeiten. Die Solarmodule können entweder auf dem Dach installiert werden (Aufdachsystem) oder sie werden direkt im Dach integriert.

Die gängigste Form der Photovoltaik-Dachanlagen ist die Aufdachmontage, da diese in den meisten Fällen problemlos auf bereits bestehenden Dächern installiert werden kann. Dachintegrierte Photovoltaikanlagen hingegen, bedürfen eines höheren Aufwands und sind oftmals nur für Neubauten in Betracht zu ziehen. In jedem Fall, sollte bei der Planung darauf geachtet werden, dass alle wichtigen Voraussetzungen (statische Sicherheit, Schneebelastbarkeit und Sturmfestigkeit) erfüllt werden.

Informationen zur Schneebelastbarkeit erhalten Sie im Schneelastzonen-Verzeichnis. Die Solaranlage sollte so konstruiert sein, dass das Niederschlagswasser problemlos ablaufen kann. Da es in der Vergangenheit immer wieder zu Diebstählen von Solarmodulen gekommen ist, sollte in die Planung auch eine Diebstahlsicherung einfließen.

Solarkabel

In jedem Fall sollten nur geprüfte Solarkabel mit der Kennzeichnung PV1-F verwendet werden. Da jedes Modul seinen eigenen Stecker hat, sollte auch nur dieser Originalstecker verwendet werden, damit ein optimaler Stromfluss gewährleistet ist. Sind die Solarkabel freiliegend, müssen Schutzmaßnahmen gegen Marderbiss getroffen werden. Hier empfiehlt es sich bspw. die Kabel in einem Schutzrohr zu verlegen. Im Innenbereich muss die Plusleitung und die Minusleitung getrennt voneinander verlegt werden.

Generatoranschlusskasten

Da am Generatoranschlusskasten regelmäßig Wartungs- und Kontrollarbeiten durchgeführt werden müssen, sollte die Installation so geplant werden, dass dieser jederzeit leicht zugänglich ist.

Blitzschutz

Bereits bei der Verlegung der Gleichstromkabel, sollte darauf geachtet werden, dass Einwirkungen durch Überspannung verringert werden. Bei der Planung der Anlage, sollte überprüft werden, ob die zu errichtende PV-Anlage an die bereits vorhandene Blitzschutzanlage angeschlossen werden kann bzw. ob eine Neuinstallation notwendig ist. Mehr zum Thema Blitzschutz für Photovoltaikanlagen erhalten Sie hier.

Zähler

Je nach PV-Anlagenkonzept (völlige Netzeinspeisung oder Direktnutzung mit Einspeisung der überschüssigen Energie), richtet sich auch die Art und Anzahl der Zähler.

Überwachung der Photovoltaikanlage

Da die Rendite maßgeblich von der Funktion der Solaranlage abhängt, sollte diese entsprechend überwacht werden. Moderne Wechselrichter haben neben einem bedienbaren Display auch die Übertragungsmöglichkeit der Daten zu einem im Wohnbereich befindlichen Display. Weiterhin ist eine Schnittstelle zum Internet zu empfehlen, damit die Anlage auch von jedem beliebigen Ort aus kontrolliert werden kann.

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