Wie berechnet man die Verschattung einer PV-Anlage?

Gebraeuchlich sind vier Verfahren: die Horizontmessung vor Ort mit Fischaugenkamera, die Simulation aus einem 3D-Gebaeudemodell, die Schaetzung aus Luftbildern und die Faustformel ueber den Abstand zum Hindernis. Die Horizontmessung ist im Bestand am genauesten, die 3D-Simulation kommt ohne Termin aus, die Luftbildschaetzung kennt keine verlaesslichen Hoehen.

Wie lang ist der Schatten eines Baums im Winter?

Auf 51 Grad Nord steht die Sonne am 21. Dezember mittags nur rund 16 Grad ueber dem Horizont. Ein zehn Meter hoher Baum wirft dann einen Schatten von rund 35 Metern. Am 21. Juni steht die Sonne mittags bei rund 62 Grad, derselbe Baum wirft gut fuenf Meter. Deshalb entsteht fast jede kritische Verschattung im flachen Winterstand.

Ist geometrische Verschattung dasselbe wie Ertragsverlust?

Nein. Verschattete Zellen wirken in einem String wie ein Widerstand. Bypass-Dioden begrenzen den Schaden, aber je nach Verschaltung und Wechselrichtertopologie kann ein Schatten ueber wenige Prozent der Flaeche einen ueberproportionalen Leistungseinbruch ausloesen. Geometrische Verfahren berechnen die Einstrahlung, nicht das elektrische Verhalten der Anlage - die Auslegung gehoert in die Hand eines Fachbetriebs.

Was kostet eine Verschattungsanalyse?

Eine Horizontmessung vor Ort wird ueblicherweise als Teil der Angebots- oder Planungsleistung eines Fachbetriebs erbracht. Rechnerische Verfahren aus 3D-Modellen sind deutlich guenstiger, weil kein Termin noetig ist. Sie ersetzen die Auslegung durch einen Fachbetrieb nicht, sondern zeigen vorab, ob Verschattung ueberhaupt ein Thema ist.

Verschattung bei Photovoltaik berechnen: vier Verfahren im Vergleich

Der Baum, der im Juli harmlos aussieht, steht im Dezember 35 Meter weit im Weg. Wer Verschattung nur im Sommer betrachtet, übersieht fast jeden kritischen Fall — und wer sie aus dem Luftbild schätzt, kennt die Höhen nicht, auf die es ankommt.

Vorab zur Einordnung: Automatischer Richtwert aus amtlichen Geobasisdaten — kein Gutachten, keine Genehmigungsgrundlage. Die Auslegung einer Anlage gehört in die Hand eines Fachbetriebs.

Die vier Verfahren

Verfahren	Stärke	Schwäche
Horizontmessung vor Ort Fischaugenkamera, Horizontmesser	Im Bestand das genaueste Verfahren — erfasst auch, was in keinem Modell steht	Braucht einen Termin am Objekt; bildet den Zustand am Messtag ab
Simulation aus 3D-Modell LoD2, Gelände, Baumbestand	Ohne Termin, flächendeckend, Sommer und Winter im Vergleich	Steht und fällt mit der Genauigkeit des Modells
Schätzung aus Luftbildern viele Online-Rechner	Sofort verfügbar, kostenlos	Keine verlässlichen Höhen — hoher Baum und flacher Busch sehen gleich aus
Faustformel über den Abstand	Im Kopf zu rechnen	Nur eine erste Einordnung, keine Grundlage für eine Auslegung

Warum der Winter entscheidet

Auf 51 Grad Nord — etwa auf der Höhe von Köln, Erfurt oder Dresden — steht die Sonne am 21. Juni mittags rund 62° über dem Horizont, am 21. Dezember nur rund 16°. Derselbe zehn Meter hohe Baum wirft im Sommer gut fünf Meter Schatten und im Winter rund 35 Meter.

Fast jede kritische Verschattung entsteht in diesem flachen Winterstand. Eine Betrachtung, die nur den Sommer ansieht, übersieht das Problem zuverlässig.

Sonnenstand-Diagramm als Halbkugel von oben: drei Kurven zeigen den Tagesweg der Sonne im Juni, zu den Tagundnachtgleichen und im Dezember. Grün eingefärbt die Bereiche, in denen Bäume die Sicht zum Himmel verdecken, grau die Nachbarbebauung. — Sonnenstand-Diagramm: die Halbkugel des Himmels von oben. Kreuzt eine Sonnenbahn eine eingefärbte Fläche, ist die Sonne zu dieser Uhrzeit verschattet. Die Dezemberkurve liegt am äußeren Rand — dort, wo die Hindernisse stehen.

Der Punkt, der am häufigsten übersehen wird

Geometrischer Schatten ist nicht gleich Ertragsverlust

Verschattete Zellen wirken in einem String wie ein Widerstand. Bypass-Dioden begrenzen den Schaden, aber je nach Verschaltung und Wechselrichtertopologie kann ein Schatten über wenige Prozent der Fläche einen überproportionalen Leistungseinbruch auslösen.

Alle geometrischen Verfahren — auch das hier beschriebene — berechnen die Einstrahlung, nicht das elektrische Verhalten der Anlage. Wie stark sich ein Schatten am Ende auswirkt, hängt an der Modulverschaltung und gehört in die Auslegung durch einen Fachbetrieb.

Wie DEUKOS rechnet

DEUKOS nutzt das zweite Verfahren — Simulation aus Geometrie, ohne Termin:

Nachbarbebauung: amtliches LoD2-Gebäudemodell der Landesvermessung, Höhen aus amtlicher Vermessung statt aus Bildschätzung.
Gelände: Geländemodell DGM1 im Meterraster.
Vegetation: ein aus Laserscan-Daten abgeleiteter Baumbestand — ein Schätzwert, kein Baumkataster.
Sonnenstand: NOAA-Algorithmus über pvlib; Ertragsintegration über PVGIS.

Grenzen, klar benannt

Der Baumbestand stammt aus einer Befliegung, die mehrere Jahre zurückliegen kann. Fällungen, Neupflanzungen und Zuwachs sind nicht enthalten.
Die Baumart ist aus Laserscan-Daten nicht bestimmbar. Jeder Baum wird ganzjährig als verschattend gerechnet — bei Laubbäumen fällt der reale Winterertrag daher höher aus als ausgewiesen.
Gauben, Schornsteine und Dachfenster sind im LoD2-Standard nicht enthalten und werden nicht berücksichtigt.
Gerechnet wird die Einstrahlung, nicht die Elektrik der Anlage.

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Zum Solar-Check

Automatischer Richtwert aus amtlichen Geobasisdaten — kein Gutachten, keine Genehmigungsgrundlage.

Datengrundlage: LoD2-Gebäudemodelle, Geländemodell DGM1 und Laserscan-Daten der Landesvermessungsämter, Lizenz je Land (überwiegend Datenlizenz Deutschland Zero 2.0). Sonnenstand nach NOAA/pvlib, Ertragsintegration über PVGIS (Joint Research Centre der Europäischen Kommission). Sonnenhöhen gerundet für 51° nördliche Breite.

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