Optimalen Neigungswinkel berechnen
Der richtige Standort für dein Balkonkraftwerk ist mindestens genauso wichtig wie die passende Hardware. In diesem Beitrag erkläre ich dir, wie du den optimalen Neigungswinkel für deine Solarmodule berechnen kannst. In meinem Blogbeitrag „Analyse deiner Standortwahl“ erkläre ich dir, warum du in den Wintermonaten den Standort deines Balkonkraftwerkes genauer ansehen solltest.
Zum besseren Verständnis wiederhole ich ein paar Grundlagen aus der Schulzeit.
Wie du sicher noch weißt, umkreist die Erde die Sonne in einem Radius vor rund 150 Millionen Kilometern. Für eine Umrundung der Sonne benötigt die Erde 1 Jahr. Gleichzeitig dreht sich die Erde um ihre eigene Achse. Eine Erdumdrehung dauert dabei 1 Tag.
Es ist allerdings zu berücksichtigen, dass unsere Erde nicht gerade steht. Die Erde ist um 23,4° geneigt. Das kennst du z.B. auch von einem Globus den du zuhause hast oder schon einmal irgendwo gesehen hast.
Die Größenverhältnisse in meinen Grafiken sind natürlich nicht maßstabsgerecht, sie sollen nur dem einfacheren Verständnis dienen.
Die Sonne sendet ihre Lichtstrahlen in Richtung Erde aus. Durch die Neigung der Erde und der Rotation kommt es vor, das mal der Nordpol und mal der Südpol in Richtung der Sonne zeigt.
Vielleicht kennst du noch den Begriff der Sonnenwende.
Es gibt eine Sommersonnenwende, diese findet am 21. Juni statt, und eine Wintersonnenwende, diese findet am 21. Dezember statt.
Da die Erde nicht genau 365 Tage für eine Sonnen-Umrundung benötigt, verschiebt sich die Sonnenwende jedes Jahr um einige Stunden.
Im Jahr 2022 ist die Wintersonnenwende am 21. Dezember um 22:48Uhr. Die nächste Sonnensonnenwende ist dann am 21. Juni 2023 um 16:58Uhr.
Durch die Erdneigung von 23,4° trifft die Sonne im Sommer um 12:00Uhr mittags in einem von 66,6° auf die Erde. Im Winter treffen die Sonnenstrahlen in einem Winkel von 113,4° auf die Erde.
Vielleicht erinnerst du dich, dass du in der Schule etwas von Längengraden und Breitengraden gehört hast. Längengrade verlaufen zwischen den beiden Polen der Erde, während Breitengrade die Erde wie einen Gürtel umschlingen.
Vorbereitungen zur Berechnung:
Du benötigst den Breitengrad deines Balkonkraftwerk-Standortes um den optimalen Neigungswinkel zu berechnen.
Hierbei kann dir z.B. der Kartendienst von Google Maps helfen.
Such deinen Standort auf der Karte und klicke mit der Maus darauf. Dann zeigt dir Google den Breiten- und Längengrad an.
Wenn du als Standort z.B. den Aachener Dom auswählst ist der Breitengrad 50,774°.
Mit Hilfe dieses Wertes, lässt sich nun der optimale Neigungswinkel im Sommer und im Winter berechnen.
Gemäß der Rechnung (siehe oben) beträgt der maximale Sonnenwinkel , am Standort Aachener Dom, im Sommer ca. 15,8° und im Winter ca. 62,6°.
Im Winter müssen deine Module also deutlich steiler aufgestellt werden, als im Sommer.
Für Deutschland gilt: Der Optimale Neigungswinkel im Süden liegt laut Literatur bei 30° und im Norden bei 40°.
In meinem Fall habe ich die Solarmodule in einem Winkel von 10° aufgeständert. Wen der Optimale Winkel aus der Berechnung im Sommer bei 15,8° liegt, müsste ich meine Module etwas steiler ausrichten.
Ich finde Deine Erklärung für den optimalen Einstellwinkel des Balkonkraftwerkes super.
Vielen Dank! 🙂
Ich finde die Präsentation super und die Berechnung sehr hilfreich.
Zur Berechnung hab ich noch die Frage: Gibt es für die Zeiten zwischen den beiden Sonnenwenden einen geeigneteren Ansatz als in erster Näherung simple lineare Interpolation zwischen den beiden Endwerten?
Hallo Walter,
vielleicht helfen dir diese Webseiten weiter:
SunEarthTools.com – Sonnenstände
timeanddate – Sonne & Mond
Sonnenverlauf.de
Einen geeigneteren Ansatz für die Berechnungen kann ich dir derzeit nicht anbieten.
Viele Grüße
Michael