Wie berechnet man den Mindestabstand zwischen PV-Modulen?

Inhaltsverzeichnis:

• Einführung
• Warum ist der Abstand zwischen Solarmodulen wichtig?
• Welche Faktoren sollten bei der Installation von Solarmodulen berücksichtigt werden?
• Wie berechnet man den Mindestabstand bei der Installation von Solarmodulen?
• Relevante Gesetze und Vorschriften zum Modulrandabstand
• Fazit

Einführung

Mit dem wachsenden globalen Interesse an erneuerbaren Energien haben sich photovoltaische Systeme (PV) zu einer beliebten Energielösung entwickelt. Ein oft übersehener, aber entscheidender Faktor bei der Installation von Solarmodulen ist der optimale Abstand zwischen ihnen. Dieser Artikel behandelt die Bedeutung des Panelabstands, Berechnungsmethoden und damit verbundene Vorschriften.

Warum ist der Abstand zwischen Solarmodulen wichtig?

In der PV-Systemgestaltung ist der Abstand zwischen Solarmodulen ein entscheidender Faktor, der die Systemleistung, wie Lichtaufnahme, Wärmemanagement und Wartungsfreundlichkeit, direkt beeinflusst. Ein optimaler Abstand steigert die Energieeffizienz und verlängert die Lebensdauer des Systems. Die Hauptgründe sind:

• Hotspot-Effekt und Wärmemanagement: Der Hotspot-Effekt kann zu lokaler Überhitzung der Module führen, was deren Effizienz beeinträchtigt und die Module schädigen kann. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei einer Temperaturerhöhung von 1°C die Effizienz von PV-Modulen um 0,3 % bis 0,5 % sinken kann. Ein ausreichender Abstand sorgt für besseren Luftstrom und Wärmeableitung, wodurch Hotspots reduziert und die Gesamteffizienz verbessert werden.

• Vermeidung von Schatten und Hindernissen: Bei tiefem Sonnenstand, z.B. bei Sonnenauf- und -untergang, können zu eng platzierte Module Schatten auf hintere Reihen werfen, was die Stromproduktion beeinträchtigt. Ein optimaler Abstand stellt sicher, dass jedes Modul genügend Sonnenlicht erhält, um die Leistung zu maximieren.

• Stabilität und Sicherheit des Systems: Ein angemessener Abstand minimiert das Risiko physischer Beschädigungen durch Wind oder andere Umwelteinflüsse. Zu dicht platzierte Module erhöhen die strukturelle Belastung, was die Stabilität und Sicherheit des Systems gefährden könnte.

• Wartung und Reinigung: Der Abstand beeinflusst auch die Wartungsfreundlichkeit. Zu geringe Abstände erschweren die Reinigung, während ein ausreichender Abstand die Ansammlung von Schmutz und Laub reduziert und die Reinigung erleichtert.

Welche Faktoren sollten bei der Installation von Solarmodulen berücksichtigt werden?

• Modulgröße und Konfiguration: Solarmodule gibt es in verschiedenen Größen und Konfigurationen, häufig mit 60 oder 72 Zellen. Die Auswahl der richtigen Größe und Konfiguration sollte basierend auf dem verfügbaren Platz und dem erwarteten Energiebedarf erfolgen.
• Ausrichtung der Module: Um die maximale Sonneneinstrahlung zu nutzen, ist die Ausrichtung der Module entscheidend. Idealerweise sollten sie auf einer nach Süden ausgerichteten Fläche installiert werden. Geografische Breite, mögliche Verschattungen und der Neigungswinkel der Module müssen ebenfalls berücksichtigt werden, um eine optimale Energieerzeugung zu gewährleisten.
• Vermeidung von Verschattungen: Es ist wichtig sicherzustellen, dass keine Verschattungen zwischen den Solarmodulen auftreten, um eine stabile Energieproduktion zu gewährleisten. Ein Abstand von etwa 10-15 cm wird empfohlen, um Verschattungsprobleme zwischen den Modulen zu vermeiden.
• Neigungswinkel der Module: Der Neigungswinkel der Module sollte so eingestellt werden, dass die maximale Sonneneinstrahlung erfasst wird. Dieser Winkel hängt von der geografischen Breite des Installationsstandortes ab. Die richtige Einstellung des Neigungswinkels kann die Energieeffizienz verbessern.
• Platzplanung: Neben dem Platz für die Module selbst muss auch der Platz für andere Systemkomponenten wie Wechselrichter und Batteriespeicher berücksichtigt werden. Eine genaue Planung des gesamten Installationsraums ist notwendig, um Probleme während der Installation zu vermeiden.

Bei der Planung eines Solarmodulsystems sollten neben den oben genannten fünf Hauptfaktoren auch Umwelt- und Strukturfaktoren berücksichtigt werden, wie die Auswirkungen von Wind und Winddruck, Schneelast, Regenwasserableitung, Kabelführung und die Stabilität der Montagestruktur. All diese Faktoren können die Effizienz des Systems erheblich beeinflussen.

Wie berechnet man den Mindestabstand bei der Installation von Solarmodulen?

Die Gestaltung eines geeigneten Abstands für geneigte oder bodenmontierte photovoltaische Systeme kann herausfordernd sein. Eine genaue Abstandseinstellung ist entscheidend, um ungewollte Verschattungen durch vordere Modulreihen zu vermeiden, was die Systemleistung beeinträchtigen könnte. Auch ein zu großer Abstand kann problematisch sein, da wertvoller Platz verschwendet wird und die Gesamteffizienz des Systems sinken kann.

Um den Reihenabstand zwischen Solarmodulen zu berechnen, muss zunächst der Höhenunterschied zwischen der Rückseite des Moduls und dem Boden bestimmt werden. In diesem Beispiel verwenden wir ein Maysun Solar-Modul mit einer Breite von 39,41 Zoll und einem Neigungswinkel von 15°. Die Berechnungsschritte lauten wie folgt:

Höhenunterschied berechnen
Formel:
Höhenunterschied = Sin(Neigungswinkel) × Modulbreite
Beispiel:

• Modulbreite: 39,41 Zoll
• Neigungswinkel: 15°
  Berechnung:
  Höhenunterschied = Sin(15°) × 39,41 ≈ 10,2 Zoll
  Gerundet beträgt der Höhenunterschied 10 Zoll.

Reihenabstand der Module berechnen
Um den Modulreihenabstand zu berechnen, muss der Sonnenhöhenwinkel verwendet werden, der aus einem Solardiagramm-Programm entnommen werden kann.
Beispiel:

• Zeitraum von 9 Uhr bis 15 Uhr während der Wintersonnenwende als Worst-Case-Szenario.
• Laut Solardiagramm beträgt der Sonnenhöhenwinkel 17°.

Azimutwinkelkorrektur berücksichtigen
Nun wird der Azimutwinkel berücksichtigt, und es wird eine Korrektur angewendet, um den Mindestabstand zwischen den Modulreihen zu berechnen.
Annahme: Der Azimutwinkel beträgt 44°.
Berechnung:
Mindestabstand = Modulreihenabstand × Cos(44°) = 33 × Cos(44°) ≈ 23,7 Zoll
Gerundet beträgt der Mindestabstand 24 Zoll.

Reihenbreite berechnen
Die letzte Berechnung hilft bei der einfachen Aufstellung des Arrays in CAD-Layouts. Sie bestimmt den Abstand von der hinteren Kante einer Reihe zur hinteren Kante der nächsten Reihe, d.h. die Reihenbreite.
Berechnung:
Reihenbreite = Mindestabstand + Cos(Neigungswinkel) × Modulbreite
= 24 + Cos(15°) × 39,41 ≈ 62 Zoll

Relevante Gesetze und Vorschriften für Abstandsanforderungen bei Solarmodulen

Beim Installieren von Solaranlagen ist es entscheidend, nicht nur den Abstand zwischen den Modulen und deren Installationswinkel zu berücksichtigen, sondern auch den örtlichen behördlichen Anforderungen an den Abstand zwischen Solarmodulen und Grundstücksgrenzen nachzukommen.

Deutschland

In Deutschland werden Solarmodulinstallationen durch das Baugesetzbuch (BauGB) sowie landesspezifische Bauvorschriften und das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt. Die wichtigsten Abstandsanforderungen umfassen:

• Nachbarschaftsabstand: Gemäß dem Baugesetzbuch erfordern Solaranlagen auf Gebäuden in der Regel keine besonderen Genehmigungen, jedoch muss sichergestellt werden, dass der Abstand zwischen Solarmodulen und benachbarten Gebäuden keine nachteiligen Auswirkungen hat (z. B. Verschattungsprobleme). Empfohlene Abstände liegen in der Regel zwischen 59 und 118 Zoll, wobei spezifische Anforderungen je nach örtlichem Baugesetz variieren.
• Baugenehmigungen: Solaranlagen auf Dächern benötigen in der Regel keine besonderen Baugenehmigungen, jedoch können bodenmontierte Systeme je nach Projektgröße und Standort Genehmigungen erfordern.
• Höhenbeschränkungen: Lokale Bauvorschriften legen fest, dass die Höhe von Solarmodulen einen bestimmten Bereich nicht überschreiten darf, insbesondere bei Dachinstallationen, die in der Regel nicht mehr als 12 bis 20 Zoll über der Dachhöhe liegen dürfen.
• Lokale Vorschriften: Bundesländer können eigene Vorschriften haben. Zum Beispiel haben Bayern und Baden-Württemberg strengere Regelungen für Solaranlageninstallationen, die in bestimmten Situationen spezielle Genehmigungen erfordern.

Italien
In Italien wird der Abstand zwischen Solarmodulen und Grundstücksgrenzen durch das Zivilgesetzbuch, insbesondere Artikel 889, geregelt. Dieses Gesetz schreibt vor, dass Solarmodule mindestens 78,74 Zoll von den Grundstücksgrenzen entfernt installiert werden müssen. Darüber hinaus können die örtlichen Vorschriften je nach Region oder Provinz variieren. Daher ist es wichtig, vor der Installation die lokalen Gesetze zu überprüfen.

Für bodenmontierte Solarsysteme legt das Gesetzesdekret (DL 17/2022) fest, welche Gebiete für solche Installationen geeignet sind. Beispielsweise können bodenmontierte Systeme in landwirtschaftlichen Gebieten innerhalb von 1181,1 Zoll zu Industrie-, Gewerbe- und Abbaugebieten sowie innerhalb von 590,55 Zoll zu Autobahnen installiert werden. Die Abstandsanforderungen umfassen:

• Ein Mindestabstand von 118,11 Zoll zwischen benachbarten Gebäuden.
• Ein Mindestabstand von 393,7 Zoll zwischen gegenüberliegenden Gebäudeaußenwänden und Fenstern (gemäß Ministerialerlass Nr. 1444/1968).
• Notwendige Rohre müssen mindestens 39,37 Zoll von der Grenze entfernt sein.

Frankreich
In Frankreich unterliegt die Installation von Solarmodulen nationalen Vorschriften und lokalen Bebauungsplänen (PLU - Plan Local d'Urbanisme). Die spezifischen Vorschriften und Abstandsanforderungen umfassen:

• Baugenehmigungen: Normalerweise benötigen Solarsysteme auf Dächern keine Baugenehmigung. Wenn das System jedoch in einem geschützten Bereich (z. B. in der Nähe historischer Gebäude) installiert wird oder das Erscheinungsbild des Gebäudes verändert, ist eine Genehmigung erforderlich.
• Nachbarschaftsabstand: Nationale Vorschriften legen keinen einheitlichen Mindestabstand für Solarmodule von benachbarten Grundstücken fest. Dieser wird in der Regel durch lokale Bauvorschriften bestimmt. Es wird empfohlen, einen Abstand von mindestens 118,11 Zoll (3 Metern) einzuhalten, um potenzielle Verschattungsprobleme und Streitigkeiten mit Nachbarn zu vermeiden.
• Höhenbeschränkungen: In einigen Fällen dürfen Solarmodule, die auf Dächern installiert werden, 11,81 Zoll (30 Zentimeter) über der Dachhöhe nicht überschreiten. Spezifische Regeln variieren je nach lokalem Baugesetz.
• Umweltverträglichkeitsprüfung: Für größere Solarprojekte, insbesondere bodenmontierte Systeme, kann eine Umweltverträglichkeitsprüfung erforderlich sein, ebenso wie Umweltgenehmigungen.

Fazit

Die Einhaltung der Mindestabstände bei der Installation von Solarmodulen ist ein entscheidender Schritt im Systemdesign, der sich direkt auf die Energieeffizienz, die Wärmeableitung und die Wartungsfreundlichkeit auswirkt. Eine korrekte Abstandsplanung optimiert die Lichtabsorption und Belüftung, reduziert Verschattungseffekte und minimiert potenzielle Risiken struktureller Schäden. Zudem ist die Einhaltung der lokalen Gesetze und Vorschriften unerlässlich, um die Rechtmäßigkeit und Konformität des Systems zu gewährleisten. Daher ist es beim Planen eines Solarsystems wichtig, Umweltfaktoren, Systemlayout und lokale Vorschriften zu berücksichtigen, um optimale Leistung und langfristige Stabilität zu gewährleisten.

Seit 2008 engagiert sich Maysun Solar für die Produktion hochwertiger Photovoltaikmodule. Unsere Palette an Solarmodulen, einschließlich IBC-, HJT-, TOPCon-Modulen und Balkonsolaranlagen, wird mit modernster Technologie hergestellt und bietet hervorragende Leistung und garantierte Qualität. Maysun Solar hat erfolgreich Büros und Lager in vielen Ländern etabliert und langfristige Partnerschaften mit führenden Installateuren aufgebaut! Für die neuesten Angebote zu Solarmodulen oder alle Fragen im Zusammenhang mit Photovoltaik kontaktieren Sie uns bitte. Wir sind bestrebt, Ihnen zu dienen, und unsere Produkte bieten Ihnen zuverlässige Sicherheit.

Referentie:

Peloi, V., & Peloi, V. (2024, augustus 22). Distanza tra pannelli fotovoltaici: qual è la migliore? Otovo Italia | Blog Fotovoltaico in Italia. https://www.otovo.it/blog/distanza-pannelli-fotovoltaici/#ecco-cosa-ha-scoperto-un-gruppo-di-ricercatori

Renewables, G. (2024, maart 18). Het bepalen van de onderlinge afstand tussen modules. Greentech Renewables. https://www.greentechrenewables.com/article/determining-module-inter-row-spacing

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