Ausrichtung und Neigungswinkel
Bild 02: Anteil von Fassade und Dach an PV-Stromerzeugung abhängig von der Stockwerkszahl (Quelle: ZSW Baden-Württemberg, modifiziert)
Bild 03: Globalstrahlung (horizontal) in Oslo und Köln (Quelle: [9] modifiziert)
Freilich sind dabei auch die Kriterien der Himmelsrichtung und des Neigungswinkels der Fassade zu erörtern. Die weitaus meisten Fassaden weisen lotrecht zum Boden. Ideal wäre ein Auftreffen der Strahlung im rechten Winkel auf die Modulfläche. Das lässt sich theoretisch durch eine zweiachsige Nachführung des Moduls zur Sonne (tagesund jahreszeitabhängig) bewerkstelligen. Obwohl vereinzelt praktiziert (Tabelle 1, Expo-Turm), stellt eine solche Lösung an Gebäuden eine Ausnahme dar. So soll hier also von „fixen“ Verhältnissen ausgegangen werden.
Für Breitengrade L ≤ 65° gilt als Winkel b, bei dem die jährliche Energieerzeugung maximiert wird
b = (0,764 . L) + 2,14° [2].
Daraus erhellt, dass die Fassadenintegration von PV-Modulen sich in dieser Hinsicht in höheren Breitengraden als relativ vorteilhafter darstellt. Der zeitabhängige Einfallswinkel des Sonnenlichts lässt sich astronomisch berechnen (www.sunearthtools.com). Zur Wintersonnenwende (21. Dez.) beträgt er um 12 Uhr in Oslo (59,91° N) nur 5,23°, im mitteleuropäischen Köln (50,93° N) sind es zur selben Zeit schon 13° und im südeuropäischen Rom (41,89° N) dann schließlich 22,78°.
Vor diesem Hintergrund soll später hier u. a. auch Bezug auf ein in Norwegen umgesetztes Projekt der Fassadenintegration von PV genommen werden.
Greift man den Standort Berlin heraus, so kann bei vertikalen Südfassaden im Vergleich zu einem Neigungswinkel im Optimum mit einer jährlichen Ertragseinbuße von 30 % gerechnet werden.
Was die Höhe der einfallenden Globalstrahlung angeht, ist zu bemerken, dass sich die Werte Oslos und Kölns im Jahresmittel recht überraschend kaum voneinander unterscheiden. Von Mai bis Juli erreicht die norwegische Hauptstadt beträchtlich mehr Sonne als die deutsche Metropole am Rhein, von Oktober bis Februar dagegen fällt Oslo deutlich hinter Köln zurück. Im Jahresverlauf ist die eingehende Strahlung in Köln merklich gleichmäßiger (Bild 2).