Verschattung bei Photovoltaik:
Was tun?

Solarmodule bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, die innerhalb eines Moduls in Reihe geschaltet sind. Gerät auch nur eine dieser Zellen in den Schatten, steigt ihr elektrischer Widerstand stark an. Da alle Zellen im Verbund arbeiten, zieht die eine schwache Stelle die Gesamtleistung des gesamten Moduls nach unten, manchmal sogar auf nahezu null.

Dieses Prinzip setzt sich auf String-Ebene fort: Mehrere Module werden hintereinander zu einem String verbunden. Fällt ein Modul durch Verschattung ab, leidet der gesamte String. Man spricht vom sogenannten Weihnachtsketten-Effekt. Der Ertragsverlust fällt also immer größer aus, als das bloße Verhältnis von verschatteter zu freier Fläche vermuten lässt.

Im schlimmsten Fall kann anhaltende Punktverschattung einzelne Zellen so stark erwärmen, dass ein Hotspot entsteht und das Modul dauerhaft beschädigt wird. Bypassdioden begrenzen diesen Schaden, heben den Ertragsverlust aber nicht auf.

In Hamm und dem nördlichen Ruhrgebiet begegnen uns im Alltag vor allem folgende Verschattungsquellen:

Nachbargebäude und Anbauten: In dichter bebauten Ortsteilen wie Hamm-Mitte, Bockum-Hövel oder Rhynern werfen benachbarte Häuser besonders morgens und abends Schatten auf das Dach.

Schornsteine und Dachgauben: Selbst ein schmaler Schornstein wirft je nach Sonnenstand einen langen Schatten, der sich über mehrere Module ziehen kann.

Bäume und Bewuchs: Laubbäume beschatten vor allem im Frühjahr und Herbst, wenn die Sonne tiefer steht. Nadelgehölze sind das ganze Jahr relevant.

Antennen, Satellitenschüsseln und Lüftungsrohre: Oft vergessen, aber reale Quellen für Punktverschattung.

Eine sorgfältige Vor-Ort-Analyse mit digitalen Tools wie PV*SOL zeigt, zu welchen Tageszeiten und in welchen Monaten welche Module betroffen sind. Das ist die Grundlage für alle weiteren Planungsschritte.

Bevor teure Zusatztechnik zum Einsatz kommt, sollte die Anlage smart geplant werden. Die Stringplanung, also die Frage, welche Module zu einem gemeinsamen Strang zusammengeschaltet werden, ist der wichtigste Hebel.

Grundregel: Module mit ähnlichem Verschattungsprofil gehören in denselben String. Wer ein Dach mit Ost-West-Ausrichtung oder mit partiell beschattetem Südabschnitt plant, teilt die Module entsprechend auf separate Strings auf. Der Wechselrichter betreibt dann jeden String an seinem eigenen MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracker) und kann die Leistungspunkte unabhängig voneinander suchen.

Viele moderne Wechselrichter bieten zwei oder mehr unabhängige MPP-Eingänge. Eine kluge Nutzung dieser Eingänge kostet keinen Aufpreis und kann bei typischen Dächern bereits einen erheblichen Teil der Verschattungsverluste kompensieren. Solar Hamm plant jede Anlage mit einer individuellen Verschattungssimulation, bevor wir eine Empfehlung aussprechen.

Ein Leistungsoptimierer ist ein kleines elektronisches Bauteil, das direkt hinter jedem Solarmodul montiert wird. Er sorgt dafür, dass jedes Modul unabhängig von den anderen im String seinen individuell maximal möglichen Arbeitspunkt findet. Wird ein Modul verschattet, regelt der Optimierer seine Spannung so, dass die Nachbarmodule nicht beeinträchtigt werden. Der Weihnachtsketten-Effekt entfällt.

Typische Einsatzszenarien: - Dächer mit Schornsteinen oder Gauben, die wechselnde Schatten werfen - Anlagen, bei denen Module auf verschiedene Dachflächen verteilt sind, aber nur ein Wechselrichter gewünscht wird - Nachrüstung bestehender Anlagen mit moderaten Verschattungsproblemen

Leistungsoptimierer bieten bei moderater Verschattung das beste Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie sind deutlich günstiger als Mikrowechselrichter und gleichzeitig wirksamer als ein einfacher String-Wechselrichter ohne Zusatztechnik. Viele Modelle liefern zudem Monitoring auf Modulebene, sodass Ausfälle oder Leistungseinbußen einzelner Module sofort erkannt werden können.

Mikrowechselrichter gehen noch einen Schritt weiter als Leistungsoptimierer. Jedes Modul erhält seinen eigenen kleinen Wechselrichter, der den Gleichstrom direkt am Modul in netzkonformen Wechselstrom umwandelt. Jedes Modul arbeitet damit vollständig autark: Eine Verschattung oder ein Ausfall eines Moduls hat absolut keinen Einfluss auf die Leistung der anderen.

Diese Lösung ist besonders sinnvoll bei: - Stark verschatteten Dächern, bei denen dauerhaft viele Module betroffen sind - Sehr komplexen Dachgeometrien mit mehreren Ausrichtungen - Installationen, bei denen ein zentraler Wechselrichter schwer zu platzieren ist

Der Nachteil liegt im höheren Anschaffungspreis: Da jedes Modul ein eigenes Gerät bekommt, steigen die Komponentenkosten spürbar. Zudem befinden sich mehr Elektronikbauteile auf dem Dach, was langfristig mehr potenzielle Wartungspunkte bedeutet. Für sehr stark verschattete Dächer ist der Mehrertrag jedoch oft groß genug, um die Mehrinvestition zu rechtfertigen. Wir rechnen das gemeinsam mit Ihnen durch.

Nicht jedes Solarmodul reagiert gleich empfindlich auf Verschattung. Die Wahl des richtigen Modultyps kann Verschattungsverluste zusätzlich reduzieren.

Halbzellen-Module: Bei Halbzellen-Modulen wird jede Zelle in zwei Hälften geteilt. Dadurch halbiert sich der Strom in jeder Zellhälfte, und der Widerstandseffekt bei Verschattung ist weniger gravierend. Halbzellen-Module sind heute der Standard bei hochwertigen Produkten, zum Beispiel bei den AIKO-Modulen, die Solar Hamm im Portfolio führt.

Glas-Glas-Module: Diese Module sind vorderseitig und rückseitig mit Glas ausgeführt. Sie eignen sich besonders für anspruchsvolle Standorte und bieten aufgrund ihrer Bauart ebenfalls eine höhere Robustheit. Bauer Solar und AIKO setzen auf diese Technologie.

Schindel-Module (Shingled): Bei dieser Bauart werden Zellen überlappend verschaltet. Dadurch gibt es keine herkömmlichen Busbars, und einzelne Verschattungsstellen wirken sich weniger stark auf den gesamten Zellenverbund aus.

Fazit: Die Modulwahl allein löst kein schwerwiegendes Verschattungsproblem, kann aber in Kombination mit guter Stringplanung und Zusatztechnik die Gesamtperformance spürbar verbessern.

Es gibt keine universelle Antwort. Die richtige Maßnahme hängt immer von der konkreten Situation ab. Hier eine grobe Orientierung:

Keine oder sehr geringe Verschattung: Gut geplante Stringplanung mit mehreren MPP-Trackern reicht in den meisten Fällen vollständig aus. Kein Optimierer nötig.

Mäßige, wechselnde Verschattung (z. B. Schornstein, Gaube): Leistungsoptimierer sind hier meist die wirtschaftlichste Lösung. Sie entkoppeln die betroffenen Module, ohne das Budget stark zu belasten.

Starke oder dauerhafte Verschattung auf vielen Modulen: Mikrowechselrichter oder eine Neubewertung der Anlagengröße und -ausrichtung sollten ernsthaft in Betracht gezogen werden.

Sehr starke Verschattung auf einem Großteil der Dachfläche: Hier sollte ehrlich geprüft werden, ob eine PV-Anlage an diesem Standort überhaupt wirtschaftlich sinnvoll ist. Eine seriöse Beratung sagt Ihnen das offen, auch wenn es bedeutet, auf ein Projekt zu verzichten.

Solar Hamm erstellt für jede Anfrage eine individuelle Verschattungssimulation. So erhalten Sie eine ehrliche Grundlage für Ihre Entscheidung.