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Photovoltaik Verschattungsanalyse: Was es ist und wie es durchgeführt wird

Die Photovoltaik Verschattungsanalyse ist eine detaillierte Untersuchung der Schatteneffekte in der Umgebung der Anlage


Die Verschattungsanalyse ist eine umfassende Studie über architektonische oder natürliche Elemente, die eine Solaranlage umgeben und darauf abzielt zu bestimmen, wie diese Elemente die einfallende Sonnenstrahlung beeinflussen könnten und ob sie Schatten auf den erfassenden Oberflächen der Solarmodule erzeugen können. In diesem Artikel analysieren wir, was die Photovoltaik Verschattungsanalyse ist, welche Faktoren sie beeinflussen und wie man ihre Auswirkungen mildern kann. Die Berechnung der Verschattung für Photovoltaikanlagen ist keine einfache Aufgabe, da sich die Schattenpositionen im Laufe des Tages und des Jahres aufgrund der Sonnenwinkel ändern. Stellen Sie daher sicher, dass Sie eine Photovoltaik-Planugssoftware verwenden, die es Ihnen ermöglicht, Schattierungen von Hindernissen sowohl in der Nähe als auch in der Ferne der Anlage genau zu bewerten, indem Sie einfache Fotomessungen durchführen und ein detailliertes Solardiagramm des Installationsorts erstellen.

Was ist die Photovoltaik Verschattungsanalyse?

Die Photovoltaik Verschattungsanalyse ist eine detaillierte Untersuchung der Schatteneffekte in der Umgebung der Anlage. Wenn auch nur ein kleiner Teil eines Solarmoduls im Schatten liegt, reduziert sich seine Fähigkeit, Strom zu erzeugen, erheblich. Die Verschattungsanalyse ermöglicht es, vorherzusagen und zu verstehen, wie Schatten die Solarenergieproduktion der Anlage beeinflussen werden. Dies ist entscheidend, um die Effizienz zu maximieren und sicherzustellen, dass Ihre Investition in Solarenergie langfristig rentabel ist.

Faktoren, die die Photovoltaik Verschattung verursachen

Verschattung kann durch mehrere Faktoren verursacht werden:

  • Umgebende Gebäude: Nahe liegende Gebäude, insbesondere hohe Gebäude oder solche, die in Richtung der Sonneneinstrahlung positioniert sind, können Schatten auf die Solarmodule werfen. Dieses Phänomen ist besonders in den frühen Morgenstunden oder am späten Nachmittag deutlicher, wenn die Sonne niedrig am Horizont steht;
  • Bäume und Vegetation: Bäume und andere Formen von Vegetation können je nach Position und Wachstum saisonale oder tägliche Schatten erzeugen;
  • Nahe liegende Strukturen: Jede andere Struktur wie Pfosten oder Zäune kann je nach Höhe und Position zur Verschattung beitragen;
  • Topografie des Geländes: Horizonterhebungen und Hindernisse in der Ferne, die die Sonneneinstrahlungsstunden während des Tages und des Jahres reduzieren.

Wie wird die Photovoltaik Verschattungsanalyse berechnet?

Die Berechnung der Photovoltaik Verschattung erfordert eine gründliche Analyse der umgebenden Hindernisse und ihrer Positionen im Verhältnis zu den Solarmodulen. Die Schlüsselschritte sind:

  • Vor-Ort-Besichtigung des Installationsorts, bei dem eine Neigungsanalyse durchgeführt wird, um Objekte zu identifizieren, die Schatten verursachen könnten;
  • Untersuchung des Sonneneinfalls: Hier geht es darum, den Winkel der Sonne zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten zu verstehen. Dazu müssen der Lauf der Sonne und die Veränderungen ihrer Winkelposition im Laufe des Jahres analysiert werden. Diese Informationen sind wichtig, um zu bestimmen, wann und von wo aus Schatten auf die Pflanzen geworfen wird;
  • Bestimmung von Azimut und Neigungswinkel: um die Verschattung von diesen Quellen zu bewerten, ist es entscheidend, den Azimut und die Neigungswinkel dieser Quellen zu messen, die wesentlich sind, um zu berechnen, wann und wie stark der Schatten die Solarmodule beeinflussen wird;
  • Optimierung der Ausrichtung und Position der Solarmodule: Nach Erhalt der Verschattungsdaten ist es möglich, diese zu nutzen, um die Ausrichtung und Anordnung der Solarmodule zu optimieren. Dies kann die Anpassung des Neigungswinkels der Module und die Planung der Positionierung umgebender Elemente umfassen, um die Schatteneffekte in kritischen Momenten zu reduzieren;
  • Langfristige Vorhersage und Optimierung: Bei der Verschattungsanalyse geht es nicht nur um die Bewertung der Verschattung an einem einzigen Tag. Entscheidend ist auch die Vorhersage, wie sich die Verschattung im Laufe der verschiedenen Jahreszeiten verändern wird. Diese langfristigen Prognosen helfen, die Effizienz der Solaranlage über das ganze Jahr hinweg zu optimieren.

Die erhaltenen Werte werden dann in das Solardiagramm integriert und mit einer spezifischen Photovoltaik-Planusgssoftware analysiert, die prüft, ob diese Elemente während bestimmter Jahreszeiten Schatten auf die Anlage werfen.

Photovoltaische Verschattung auf dem Solar-Diagramm - Solarius-PV

Photovoltaische Verschattung auf dem Solar-Diagramm – Solarius-PV

 

Auswirkungen der Verschattung auf die Effizienz

Verschattung reduziert die Menge des einfallenden Sonnenlichts auf die Solarzellen und verringert damit ihre Fähigkeit, Strom zu erzeugen. Dieses Phänomen wird häufig durch den Begriff Verschattungskoeffizient gemessen, der die Auswirkungen von Schatten auf die Energieproduktion der Solarpanels quantifiziert.

Verschattungskoeffizient

Der Verschattungskoeffizient stellt den Anteil der bestrahlten Energie abzüglich der durch Schatten verlorenen Energie dar. Dieser Parameter unterstützt Planer dabei, informierte Entscheidungen über die Positionierung und Ausrichtung der Module zu treffen. Außerdem ist er nützlich für die Berechnung von Energieverlusten und die Schätzung der Gesamtproduktion der Anlage.

Die Berechnung dieses Koeffizienten beinhaltet eine detaillierte Analyse der Menge an Sonnenlicht, die zu verschiedenen Zeiten des Tages und in verschiedenen Jahreszeiten auf das Solarmodul trifft. Ein niedriger Verschattungskoeffizient zeigt eine signifikante Auswirkung auf die einfallende Sonnenenergie auf das Modul und damit auf die durch dasselbe erzeugte elektrische Energie an.

Zum Beispiel bedeutet ein Koeffizient von 0,9, dass die auf die Solarmodule treffende Energie 90% der verfügbaren Energie ohne Schatten beträgt und dass der Schatten den auf das Modul einfallenden Energiefluss um 10% reduziert.

Abstand zwischen den Reihen von Photovoltaikmodulen

Wenn es darum geht, Photovoltaikmodule auf einer Fläche zu installieren, ist einer der Schlüsselaspekte die optimale Entfernung zwischen den Modulreihen. Die Wahl des Abstands zwischen den Reihen hängt weitgehend von der Beschaffenheit der Oberfläche ab, auf der die Anlage platziert wird. Hier sind einige Punkte zu beachten:

  • Geneigte Oberfläche: Wenn die Installation auf einer geneigten Oberfläche erfolgt, wie zum Beispiel einem geneigten Dach, werden die Solarmodule normalerweise parallel zur Neigung des Dachs angeordnet. In diesem Fall ist der Abstand zwischen den Modulreihen normalerweise kein Hauptanliegen, da er der natürlichen Neigung der Oberfläche folgt;
  • Flache Oberfläche: Wenn die Anlage auf einer flachen Oberfläche (wie Boden oder flachem Dach) installiert wird, ist es entscheidend, sowohl die Neigung der Module als auch den Abstand zwischen den Reihen sorgfältig zu berechnen. Dies ist besonders wichtig, um Schattenwürfe durch die Module selbst zu vermeiden, insbesondere unter Berücksichtigung des Sonnenwinkels zu verschiedenen Tageszeiten und in verschiedenen Jahreszeiten.
Neigung 30-35° - Südrichtung

Neigung 30-35° – Südrichtung

L= Breitengrad – D= Abstand zwischen Reihen – β= Neigungswinkel (Tilt) – g= Azimut – α= Sonnenhöhe

Um den idealen Abstand zwischen den Reihen von Solarmodulen zu bestimmen, ist es notwendig, sowohl die Höhe als auch den Abstand zwischen einer Modulreihe und der nächsten zu berechnen, damit die vorderen Module keine Schatten auf die hinteren werfen, ein Phänomen, das als Schattenwurf bekannt ist. Wenn der Abstand zwischen den Reihen nicht genau berechnet wird, können die Module in der vorderen Reihe, Schatten auf die Module in der nächsten Reihe werfen, wodurch die Gesamteffizienz der Anlage verringert wird. Um die Verschattung effektiv zu handhaben und zuverlässige Ergebnisse zu gewährleisten, kann eine Photovoltaik-Planugssoftware verwendet werden, die automatisch den minimalen Abstand zwischen den Reihen von Solarmodulen auf verschiedenen Oberflächen, sei es horizontal, vertikal oder geneigt, berechnen kann.

 

 

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