Solarthermie: Dachneigung und Ausrichtung als wirtschaftlicher Faktor

Basis des Solarthermie Ertrag ist die Globalstrahlung. Die Globalstrahlung ist die Strahlungsenergie, die auf der Erde ankommt. Sie lag in Deutschland für das gesamte Jahr 2010 im Mittel bei 1.070 kWh pro Quadratmeter.

Dieser Wert bezieht sich auf eine horizontale Fläche. Im Anwendungsfall würde dies ein Flachdach sein, auf dem Solarthermie Kollektoren horizontal angebracht wären. Klassische Fälle sind jedoch geneigte Dächer. 

Einfluss der Dachneigung auf den Ertrag & optimaler Neigungswinkel

Die Strahlungsleistung kann dann optimal genutz werden, wenn Sie in einem Winkel von 90° auf den Solarthermie Kollektor trifft. Ein Satteldach kommt diesem Umstand entgegen, die eigentliche Dachneigung lässt sich baulich nachträglich jedoch nicht mehr beeinflussen. Der Anstellwinkel der Kollektoren wird deshalb je nach Dachneigung ausgleichen. Grundlage hierfür ist das Nutzungsverhalten: 

• In den verschiedenen Jahreszeiten ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen unterschiedlich. Zur Mittagszeit beträgt er z. B. im Sommer ca. 60°C, im Winter nur ca. 15° C.
  
  Soll die Solarthermie Anlage eher im Winter oder im Sommer Warmwasser produzieren? Im ersten Fall ist eine hohe Dachneigung besser, im zweiten Fall eine niedrigere Dachneigung.


• Selbst innerhalb Deutschlands variiert die optimale Dachneigung durch den unterschiedlichen Einfallswinkel der Sonnenstrahlen. Im Süden ist die optimale Dachneigung flacher als im Norden.

Einen konkreten Wert für die optimale Dachneigung gibt es deshalb nicht. Zwischen 25° und 70° ist die Dachneigung in Deutschland je nach Region und Anlagenkonfiguration optimal.

Zusammenspiel zwischen Dachneigung und Ausrichtung

Die Solarthermie funktioniert besonders gut, wenn die Kollektoren möglichst viel bestrahlt werden. Deshalb ist in Deutschland eine Ausrichtung der Kollektoren der Solarthermie Anlage nach Süden optimal. Zusätzlich sollte die Solarthermie Anlage möglichst wenig beschattet werden, z. B. durch Bäume.

Die Ausrichtung und die Dachneigung zusammen sind wesentliche Faktoren für die Dimensionierung der Solarthermie Anlage. Sind Ausrichtung und Dachneigung ungünstig, werden in der Regel  zusätzlichen Kollektoren installiert.

Die folgende Tabelle stellt das Zusammenspiel zwischen Ausrichtung und Dachneigung dar. Ausgangswert ist eine horizontale Fläche, auf die die Globalstrahlung triff. Gegenüber diesem Wert  verringert oder vergrößert sich die Einstrahlung. 

Bei einer Ausrichtung zwischen Südost und Südwest und einer Dachneigung zwischen 25° und 70° erwirtschaften Solartermie Anlagen in Deutschland je nach Standort den optimalen Ertrag. Für die individuelle Planung hilft der Solarthermie Fachbetrieb.