Für die Montage einer PV Anlage gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. Neben der Montage von PV-Anlagen auf Freiflächen bietet sich für die Montage des PV-Generators vor allem die Gebäudeintegration an.

Gebäudeintegration

Alle Teile der Gebäudeoberfläche eignen sich für die Installation einer Photovoltaikanlage; schräge und flache Dächer, sowie Fassaden. man unterscheidet additive und integrative Lösungen bei Gebäudeintegration.


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Additive Gebäudeintegration

Bei der additiven Gebäudeintegration werden die Photovoltaikmodule mit einer Montagekonstruktion/ Montagegestell auf dem Dach bzw. vor der Fassade befestigt. die PV-Anlage ist damit ein zusätzlicher Baukörper mit der alleinigen Funktion der Stromerzeugung.


Integrative Gebäudeintegration

Bei der integrativen Gebäudeintegration werden Bauteile des Gebäudes (Dach oder Fassade) durch photovoltaische Bauteile ersetzt. Dei Photovoltaikanlage wird selbst zum Teil der Gebäudehülle und übernimmt neben der Funktion der Stromerzeugung Funktionen wie Wetterschutz, Wärmedämmung, Schallschutz, Sonnenschutz, etc. So lassen sich Synergieeffekte nutzen und optisch sehr anspruchsvolle Lösungen realisieren.

In der Region Freiburg (48° nördl. Breite) ist bei einer Ausrichtung nach Süden (Azimut 0°) und einer PV-Generatorneigung von ca. 32° die jährliche Einstrahlungsenergiemenge am höchsten.

Schrägdach

bild02Der Vorteil bei einer Installation auf einem Schrägdach ist die vorhandene Neigung (gegeben durch das Dach), dies ist bei einem Flachdach mit einer zusätzlichen Unterkonstruktion zu realisieren. hier ist aber die Hinterlüftung der Solaranlage wesentlich besser, was zu höheren Erträgen führt, weil der Wirkungsgrad der Solarzellen mit abnehmender Zelltemperatur zunimmt.

Rechts dargestellt ist der Einfluss (in % gegenüber dem max. Werg 100%) der Ausrichtung (Orientierung und Neigung) auf die jährliche Einstrahlungsmenge für Mitteleuropa.

In der Region Freiburg (48° nördl. Breite) ist bei einer Ausrichtung nach Süden (Azimut 0°) und einer PV-Generatorneigung von ca. 32° die jährliche Einstrahlungsenergiemenge am höchsten.

Bei standortbedingten Verschattungen handelt es sich um Schattenwürfe wie sie beispielsweise von Bäumen, Nachbargebäuden oder Geländeerhebungen verursacht werden.



Verschattung

bild03Ein Schattenwurf auf eine PV-Generatorfläche führt in der Regel zu empfindlichen Einbußen beim Ertrag - hierbei sind sogenannte "nahe Schatten" besonders kritisch.

Bei standortbedingten Verschattungen handelt es sich um Schattenwürfe wie sie beispielsweise von Bäumen, Nachbargebäuden oder Geländeerhebungen verursacht werden.

Gebäudebedingte Verschattungen sind meistens nahe Schatten. Diese werden durch Gauben, Schornsteine, Antennen, Satellitenschüsseln, etc. hervorgerufen.

bild03-2Einige Verschattungen können durch Verschieben des PV-Generators vermieden oder vermindert werden. Ist dies nicht möglich bleibt nur das Anlagenkonzept als ganzes der Situation anzupassen. Wir führen komplexe Schattenwurf-Simulationen mit modernsten Case/Ray-Tracing-Verfahren bezogen auf den Anlagenstandort durch.

 

 

Globalstrahlung / Verteilung der Sonneneinstrahlung

Die Intensität der Sonneneinstrahlung außerhalb der Erdatmosphäre ist abhängig vom Abstand zwischen Sonne und Erde. Im Verlauf eines Jahres bewegt sich dieser. Hierdurch schwankt die Bestrahlungsstärke zwischen 1325 W/qm und 1412 W/qm. Die Erdatmosphäre reduziert die Sonneneinstrahlung durch Reflexion, Absorption und Streuung. Auf der Erdoperfläche wird bei schönem klarem Wetter eine Bestrahlungsstärke von ca. 1000 W/qm erreicht. Summiert man die Energie der Sonnenstrahlung über ein Jahr, so erhält man die jährliche Globalstrahlung in kWh/qm.
Dieser Wert ist - wie man auf der Globalkarte erkennen kann - regional sehr unterschiedlich.

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Sonneneinstrahlung Deutschland

bild05Regionale Unterschiede der Sonneneinstrahlung innerhalb Deutschlands lassen sich aus dem obigen Bild ablesen. Es sind für ein durchschnittliches Jahr die mittleren Einstrahlungssummen in kWh/qm dargestellt.