Artikel aktualisiert am 19.03.2024
von Boris Stippe | ca: 12 Min. zu lesen

Aufständerung

Was ist die PV-Aufständerung von Solarmodulen?

Aufständerung bezieht sich auf die Installation von Solarmodulen auf einer Konstruktion, die sie in einem bestimmten Winkel gegenüber der horizontalen Ebene anhebt. Dieser Winkel kann je nach Standort und Sonneneinstrahlung optimiert werden, um die Energieerzeugung zu maximieren.

Aufgeständerte Solaranlage auf einem Hausdach
Aufgeständerte Solaranlage auf einem Hausdach (Bildquelle: Björn Wylezich – stock.adobe.com)

Aufständerung ist ein Begriff, der sich auf die Installation von Solarmodulen auf einer Konstruktion bezieht, die sie in einem bestimmten Winkel gegenüber der horizontalen Ebene anhebt. Die Aufständerung erfolgt durch eine Stütz- oder Haltekonstruktion, die auf einem geeigneten Fundament befestigt wird. Der Winkel der Aufständerung kann je nach Standort und Sonneneinstrahlung optimiert werden, um die Energieerzeugung zu maximieren.

Der Zweck der Aufständerung besteht darin, das Sonnenlicht optimal auf die Solarmodule zu lenken. Wenn die Module flach auf einer horizontalen Fläche installiert sind, wird ein Teil der Sonnenstrahlung reflektiert oder absorbiert, bevor sie von den Modulen genutzt werden kann. Durch die Aufständerung wird die Menge des reflektierten oder absorbierten Lichts minimiert, da die Solarmodule direkt auf das Sonnenlicht ausgerichtet werden. Dies maximiert die Energieproduktion und erhöht den Ertrag der Solaranlage.

Die Aufständerung kann auch eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der Schattenbildung spielen. Da Schatten den Wirkungsgrad der Solarzellen beeinträchtigen können, ist es wichtig, die Solarmodule so anzuordnen, dass die Schattenbildung minimiert wird. Die Aufständerung ermöglicht es, die Solarmodule in einer höheren Position zu montieren, um Verschattungen durch Bäume oder Gebäude zu vermeiden und so den Ertrag der Anlage weiter zu steigern.

Welche Vorteile hat eine Solaranlage mit Aufständerung gegenüber einer Anlage ohne Aufständerung?

Eine aufgeständerte Solaranlage hat mehrere Vorteile gegenüber einer nicht aufgeständerten Anlage. Einer der Hauptvorteile ist die höhere Energieausbeute. Durch die Erhöhung der Neigung der Solarmodule wird die Menge des Sonnenlichts, die von den Modulen absorbiert wird, maximiert. Bei einer flachen Installation liegen die Solarmodule fast parallel zur Erdoberfläche, was bedeutet, dass die Menge an direktem Sonnenlicht, die von den Solarmodulen absorbiert wird, begrenzt ist. Eine aufgeständerte Anlage ermöglicht eine optimale Neigung und Ausrichtung der Solarmodule, wodurch die Anlage mehr Energie erzeugen kann.

Ein weiterer Vorteil einer aufgeständerten Solaranlage ist die bessere Luftzirkulation unter den Solarmodulen. Wenn die Solarmodule flach auf dem Dach liegen, kann sich die Wärme stauen und die Leistung der Solarmodule verringern. Eine aufgeständerte Anlage ermöglicht eine bessere Luftzirkulation unter den Solarmodulen, was dazu beiträgt, die Solarmodule zu kühlen und ihre Leistung zu erhalten.

Daneben bietet eine aufgeständerte Solaranlage eine bessere Entwässerung. Wenn die Solarmodule flach auf dem Dach liegen, kann sich Wasser unter den Modulen ansammeln, was zu Schäden führen und die Effizienz der Anlage beeinträchtigen kann. Eine Aufständerung ermöglicht eine bessere Entwässerung und verhindert Schäden an den Solarmodulen.

Schließlich ermöglicht eine Solaranlage mit Aufständerung eine bessere Positionierung der Solarmodule. Wenn die Solarmodule flach auf dem Dach liegen, können sie durch umliegende Gebäude oder Bäume verschattet werden. Eine Aufständerung ermöglicht eine höhere Positionierung der Solarmodule, was zu einer besseren Ausrichtung und weniger Verschattung führt.

Wie werden aufgeständerte Solaranlagen berechnet und geplant?

Die Berechnung und Planung einer aufgeständerten Solaranlage erfolgt in mehreren Schritten. Zunächst wird der Standort sorgfältig ausgewählt, um sicherzustellen, dass er für eine Solaranlage geeignet ist. Dabei werden Faktoren wie die Sonneneinstrahlung, das Gelände und der Abstand zu anderen Gebäuden berücksichtigt.

Anschließend wird die Größe der Solaranlage bestimmt, die auf die Bedürfnisse des Standorts und des Nutzers zugeschnitten ist. Die Leistung der Solaranlage hängt von der Größe und Anzahl der Solarmodule ab, die auf den Aufständerungen montiert werden. Auch die Ausrichtung und Neigung der Solarmodule wird berücksichtigt, um eine maximale Sonneneinstrahlung zu gewährleisten.

Danach wird die Art der Aufständerung festgelegt. Es gibt verschiedene Arten von Aufständerungen, die je nach Standort, Bedarf und Budget ausgewählt werden können. Die gängigsten Typen sind die einachsig und zweiachsig nachgeführten Aufständerungen. Diese können entweder manuell oder automatisch betrieben werden. Einachsige Nachführsysteme folgen der Sonne in einer Achse, während zweiachsige Nachführsysteme der Sonne in zwei Achsen folgen.

Schließlich wird ein detaillierter Plan erstellt, der die Positionierung der Solarmodule und der Aufständerungen auf dem Gelände sowie die Art der Verkabelung und den Anschluss an das Stromnetz enthält. Dabei müssen auch lokale Vorschriften und Genehmigungsverfahren berücksichtigt werden.

Die Berechnung und Planung einer aufgeständerten Solaranlage erfordert viel Know-how und Erfahrung, um sicherzustellen, dass die Anlage optimal funktioniert und eine maximale Energieproduktion erreicht wird. Es ist daher ratsam, einen erfahrenen Fachmann hinzuzuziehen, um sicherzustellen, dass die Anlage den individuellen Anforderungen entspricht und korrekt installiert wird.

Gibt es besondere Anforderungen an den Standort einer aufgeständerten Solaranlage?

Ausrichtung und Neigung: Die Anlage sollte so ausgerichtet sein, dass sie möglichst viel Sonnenlicht einfängt. Idealerweise sollte sie nach Süden ausgerichtet sein und einen Neigungswinkel aufweisen, der dem Breitengrad des Standorts entspricht. In einigen Fällen kann es jedoch sinnvoll sein, die Anlage in eine andere Richtung auszurichten, um bestimmte Hindernisse wie Bäume oder Gebäude zu umgehen.

  • Verschattung: Die Solaranlage sollte nicht von anderen Gebäuden, Bäumen oder anderen Objekten beschattet werden, da dies die Energieproduktion verringern kann. Daher ist es wichtig, den Standort sorgfältig auszuwählen.
  • Bodenbeschaffenheit: Der Boden, auf dem die Anlage errichtet wird, sollte stabil genug sein, um das Gewicht der Konstruktion und der Solarmodule tragen zu können. Eine sorgfältige Untersuchung des Bodens ist daher wichtig.
  • Windlasten: Aufgeständerte Solaranlagen können Windlasten ausgesetzt sein, die die Struktur beschädigen können. Daher müssen die Konstruktion und die Verankerung so ausgelegt sein, dass sie den Windlasten standhalten.
  • Klima: Das Klima am Standort kann ebenfalls ein wichtiger Faktor sein. In Gebieten mit extremen Witterungsbedingungen wie starkem Regen oder Schneefall muss die Solaranlage so geplant werden, dass sie diesen Bedingungen standhält.
  • Genehmigungen und Vorschriften: Schließlich müssen alle relevanten Genehmigungen und Vorschriften berücksichtigt werden. Dazu gehören Bauvorschriften, Umweltvorschriften und lokale Vorschriften, die je nach Standort unterschiedlich sein können.

Wie werden Wartung und Reinigung von aufgeständerten Solaranlagen durchgeführt?

Eine regelmäßige Inspektion der Anlage ist wichtig, um mögliche Schäden frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Dazu gehört z.B. die Überprüfung von Verbindungskabeln, Verbindungen und Schrauben auf festen und korrekten Sitz. Wichtig ist auch die Überprüfung der elektrischen Komponenten und der Solarzellen auf Risse, Kratzer oder andere Beschädigungen. Eine regelmäßige Überprüfung und Wartung der elektrischen Komponenten wie Wechselrichter und Schutzvorrichtungen ist ebenfalls wichtig.

Auch die Reinigung von aufgeständerten Solaranlagen sollte regelmäßig erfolgen. Eine professionelle Reinigung durch spezialisierte Unternehmen ist in der Regel die beste Option, da diese über das notwendige Know-how und die Ausrüstung verfügen, um die Anlage gründlich und sicher zu reinigen. Es ist wichtig, die Reinigung auf trockene Tage zu legen, um eine einwandfreie Funktion der Anlage zu gewährleisten. Schmutz, Staub und Vogelkot können die Leistung der Solarzellen beeinträchtigen, indem sie das Sonnenlicht blockieren und die Wärmeableitung behindern.

In Regionen mit starker Verschmutzung oder hohem Vogelaufkommen ist es ratsam, die Anlage häufiger zu reinigen. Eine regelmäßige Reinigung kann dazu beitragen, den Wirkungsgrad der Solaranlage zu erhöhen, was zu einer höheren Energieproduktion und einer längeren Lebensdauer führt. Darüber hinaus kann eine regelmäßige Reinigung dazu beitragen, das Risiko von Schäden an der Anlage zu verringern, da potenzielle Probleme frühzeitig erkannt werden können.

Wie wirkt sich eine Aufständerung auf die Effizienz der Solaranlage aus?

Die Aufständerung von Solaranlagen kann sich positiv auf die Effizienz der Anlage auswirken. Der Grund dafür liegt in der Ausrichtung der Module. Bei flach auf dem Dach installierten Modulen kann es je nach Dachneigung und Ausrichtung zu einer ungünstigen Einstrahlung kommen, die die Leistung der Module beeinträchtigt. Durch eine Aufständerung können die Module im optimalen Winkel ausgerichtet werden, um die maximale Sonneneinstrahlung zu erhalten.

Ein weiterer Vorteil einer aufgeständerten Anlage ist die bessere Belüftung. Durch den Abstand zwischen Modulen und Dach kann die Luft besser zirkulieren und Wärme abgeführt werden. Dies kann zu einer niedrigeren Betriebstemperatur der Module führen, was wiederum die Leistung der Module verbessert. Außerdem kann die aufgeständerte Anlage besser vor Verschattung z.B. durch Bäume oder Nachbargebäude geschützt werden.

Es können aber auch negative Effekte auftreten. Eine Aufständerung kann zu höheren Windlasten führen, so dass die Statik der Anlage insbesondere bei extremen Wetterlagen berücksichtigt werden muss. Außerdem können Verschmutzungen unter den Modulen durch Laub, Schmutz oder Schnee die Leistung beeinträchtigen und müssen regelmäßig gereinigt werden.

Welche Arten von Aufständerungen gibt es und welche ist am besten geeignet?

Es gibt verschiedene Arten von Aufständerungen für Solaranlagen, die jeweils unterschiedliche Vor- und Nachteile haben und für unterschiedliche Anwendungsbereiche geeignet sind. Eine gängige Einteilung unterscheidet zwischen einachsig und zweiachsig aufgeständerten Anlagen.

Einachsig aufgeständerte Anlagen haben nur eine Achse, um die sich die Solarmodule drehen können. Diese Achse verläuft in der Regel parallel zur Erdoberfläche und ist in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet. Die Solarmodule können sich dann im Laufe des Tages von Ost nach West bewegen, um die maximale Sonneneinstrahlung einzufangen. Diese Art der Aufständerung ist einfach zu konstruieren und zu installieren und benötigt weniger Platz als eine zweiachsig aufgeständerte Anlage. Der Nachteil ist jedoch, dass sie nicht so genau zur Sonne ausgerichtet werden kann wie eine zweiachsig aufgeständerte Anlage und daher etwas weniger effizient ist.

Zweiachsig aufgeständerte Anlagen haben sowohl eine Nord-Süd- als auch eine Ost-West-Achse und können sich daher in beide Richtungen drehen. Diese Art der Aufständerung ermöglicht eine genauere Ausrichtung der Solarmodule zur Sonne und kann daher einen höheren Wirkungsgrad aufweisen. Sie benötigt jedoch mehr Platz und ist aufwendiger zu installieren und zu warten als eine einachsig aufgeständerte Anlage. Zweiachsig aufgeständerte Systeme eignen sich daher am besten für große kommerzielle Solaranlagen, bei denen der Platzbedarf kein Problem darstellt und eine hohe Effizienz wirtschaftlich sinnvoll ist.

Es gibt auch Hybridsysteme, die Elemente beider Typen kombinieren, um ein besseres Gleichgewicht zwischen Effizienz, Kosten und Platzbedarf zu erreichen. Zum Beispiel gibt es Systeme, die einachsig aufgeständert sind, aber mit speziellen Trackern ausgestattet sind, die eine genauere Nachführung ermöglichen. Andere Systeme verwenden eine Kombination aus einachsig und zweiachsig aufgeständerten Modulen, um eine maximale Effizienz zu erzielen.

Gibt es besondere Anforderungen an die Standortwahl für eine aufgeständerte Solaranlage?

Die Sonneneinstrahlung ist ein entscheidender Faktor bei der Standortwahl für Solaranlagen, da eine ausreichende Menge an Sonnenlicht erforderlich ist, um die Solarzellen effektiv zu betreiben. Die ideale Ausrichtung einer Solaranlage in Deutschland ist nach Süden mit einer Neigung von etwa 30 Grad.

Ein weiterer wichtiger Faktor bei der Standortwahl ist die Bodenbeschaffenheit, da das Gewicht der aufgeständerten Solaranlage von einem stabilen Untergrund getragen werden muss. Bei sandigen oder lehmigen Böden ist ein tieferes Fundament erforderlich, um die Stabilität der Anlage zu gewährleisten.

Die Topographie des Geländes ist ebenfalls von Bedeutung, da unebenes Gelände den Bau von aufgeständerten Solaranlagen erschweren kann. Ein ebenes und gut zugängliches Gelände ist daher ideal.

Neben diesen Faktoren müssen auch Genehmigungs- und Umweltaspekte berücksichtigt werden, da Solaranlagen häufig in ländlichen oder naturbelassenen Gebieten errichtet werden. Dies erfordert eine sorgfältige Planung und Koordination mit lokalen Behörden und Umweltexperten, um sicherzustellen, dass die Solaranlage die Umwelt und die Tierwelt nicht beeinträchtigt.

Wie hoch ist der Ertrag einer Solaranlage mit Aufständerung im Vergleich zu einer Anlage ohne Aufständerung?

Die Ertragssteigerung durch eine Aufständerung hängt von mehreren Faktoren ab, wie z.B. der geografischen Lage, dem Neigungswinkel der Aufständerung, der Ausrichtung der Module, dem Verschattungsgrad und dem Modultyp. Grundsätzlich kann jedoch davon ausgegangen werden, dass eine aufgeständerte Solaranlage einen höheren Ertrag erzielt als eine Anlage ohne Aufständerung.

Die Ertragssteigerung resultiert vor allem aus der besseren Ausrichtung der Solarmodule und der damit verbundenen Erhöhung des Ertragsfaktors. Durch die Neigung der Aufständerung kann der optimale Neigungswinkel eingestellt werden, um die Sonneneinstrahlung optimal zu nutzen. Auch die Ausrichtung der Module zur Sonne kann verbessert werden, um den Ertrag zu maximieren.

Ein weiterer Faktor, der den Ertrag beeinflusst, ist der verwendete Modultyp. In der Regel werden monokristalline oder polykristalline Module verwendet, da diese einen höheren Wirkungsgrad als amorphe oder Dünnschichtmodule haben. Aber auch andere Faktoren wie die geografische Lage, das lokale Klima und der Grad der Verschattung können den Ertrag beeinflussen.

Fazit

Unter Aufständerung versteht man die Installation von Solarmodulen auf einer Konstruktion, die sie in einem bestimmten Winkel gegenüber der horizontalen Ebene anhebt. Ziel der Aufständerung ist es, das Sonnenlicht optimal auf die Solarmodule zu lenken und die Energieproduktion zu maximieren. Der Winkel der Aufständerung hängt von verschiedenen Faktoren wie dem Standort der Anlage, dem Breitengrad, dem Klima und der Sonneneinstrahlung ab. Eine genaue Berechnung des optimalen Winkels ist notwendig, um die maximale Energieproduktion der Solarmodule zu erreichen. Eine weitere wichtige Funktion der Aufständerung ist die Minimierung der Verschattung und die Erleichterung der Wartung und Reinigung der Solarmodule.

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