Berechnungsgrundlagen

Eignung

Die Eignung einer Dachfläche für die Produktion von Solarstrom ist abhängig von fünf Faktoren:

  • die Größe der Dachfläche
  • die Ausrichtung die Neigung
  • die Verschattung durch umliegende Bauwerke und Vegetation
  • die mittlere solare Einstrahlung auf der jeweiligen Dachfläche

Größe der Dachfläche

Um eine Solaranlage wirtschaftlich betreiben zu können, sollten mindestens 15 m² Modulfläche auf einer zusammenhängenden Dachfläche installiert werden. Auf Flachdächer können Module durch Aufständerung und Südausrichtung optimal installiert werden. Um hierbei eine gegenseitige Verschattung der Module zu vermeiden, muss ein größerer Abstand zwischen den Modulen eingehalten werden. Ein Flachdach sollte daher mindestens 40 m² groß sein. Bei den Flachdächern wurde die installierbare Modulfläche im Verhältnis zur Dachfläche nur mit ca. 40% berechnet. Dächer mit einer Neigung bis zu 10 Grad werden als Flachdächer eingestuft. Geneigte Dachflächen, die kleiner als 15 m² groß sind und Flachdächer mit weniger als 40 m² Fläche, werden daher im Solarpotentialkataster nicht dargestellt. Unter gewissen Umständen kann eine solare Nutzung für solche Flächen trotzdem lohnen.

Ausrichtung und Neigung

Den höchsten Wirkungsgrad hat ein Solarmodul bei einer genauen Südausrichtung und einer Neigung von 30 bis 40 Grad. Ist ein Modul nach Osten oder Westen ausgerichtet, kann trotzdem noch eine Leistung von 80 Prozent erreicht werden.

Verschattung

Für die Verschattungsanalyse wurde der Schattenwurf bei direkter Sonneneinstrahlung berechnet. Zuerst berechnet wurde die Verschattung am 20. September (entspricht auch 20. März, dem Tag der Tag-und Nachtgleiche). Flächen, die an diesem Tag nicht verschattet sind, sind auch im gesamten Sommerhalbjahr nicht verschattet. Auf diese Flächen trifft mindesten 85 Prozent der solaren Jahresstrahlungssumme. Weitere Analysen erfolgten im Oktober, November und Dezember. Sind Flächen auch in diesen Monaten nicht verschattet, so erhöht sich prozentual in die Jahresglobalstrahlungssumme.

Solare Strahlung

Legende Solarpotentialatlas
Legende
Die maximale jährliche solare Globalstrahlungssumme im Hochsauerlandkreis beträgt im 10-Jahresdurchschnitt bei Südausrichtung und einer 35° geneigten Fläche ca. 1115 kWh/m². Bei einer horizontalen Fläche sind es 945 kWh/m².

Die Dachflächen wurden in fünf Klassen eingestuft:

sehr gut geeignet >= 1059 kWh/m²a >= 95% der Jahresstrahlungssumme
gut geeignet                  >= 893 < 1059 kWh/m²a >= 80 < 95% der Jahresstrahlungssumme
bedingt geeignet         >= 836 < 893 kWh/m²a >= 75 < 80% der Jahresstrahlungssumme
nicht geeignet unter 836 kWh/m²a < 75 % der Jahresstrahlungssumme
     
Flachdächer  bei optimaler Ausrichtung  1115 kWh/m²a  

(um eine Verschattung der aufgeständerten Module zu vermeiden, werden nur 40% der Dachfläche berücksichtigt)                                                 

Haben Dachflächen weniger als 75 Prozent der Jahresstrahlungssumme, werden diese als ungeeignete Dachflächenbereiche eingestuft.

Solarstrompotential

Je nach Anlage und Solarmodultyps werden unterschiedlich große Flächen für 1 Kilowattpeak (kWp) Nennleistung einer Photovoltaikanlage benötigt.

Für die Beispiel-Berechnung des Solarstrompotenzials wurde mit folgenden Parametern gearbeitet:

Kristallin (Dickschicht) Wirkungsgrad: 15% benötigte Fläche: 6,70 m²/kWp
Amorph (Dünnschicht) Wirkungsgrad: 9 % benötigte Fläche: 10,80 m²/kWp
Performance Ratio: 0,75    

Die in der Solarpotentialanalyse verwendeten Parameter sind beispielhaft. Zusätzliche Faktoren wie die Anordnung der Wechselrichter, andere Modultypen und Leitungsverluste können nicht berücksichtigt werden und führen zu abweichenden Ertragsergebnissen.

Mögliche CO2-Einsparung

Laut Berechnung des Umweltbundesamtes hat 2009 die Produktion einer Kilowattstunde Strom aus dem bundesdeutschen Strommix durchschnittlich eine Masse von 591 Gramm CO² freigesetzt. Dieser Wert von 0,591 kg CO² wurde bei der Berechnung zur CO²-Einsparung verwendet.

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