Kurzantwort: Verschattung mindert den Ertrag nicht proportional zur Schattenfläche: Schon eine Teilverschattung weniger Zellen kann über den Serienschaltungs-Effekt die Leistung des ganzen Moduls einbrechen lassen. Entscheidend ist, dauerhafte Horizontverschattung (Nachbargebäude) von kurzen Wanderschatten zu trennen und beides über eine Horizontlinie in PVGIS realistisch einzurechnen.
Die Sorge ist berechtigt: Ein Schatten von Nachbargebäude, Baumkrone, Balkonbrüstung oder Dachüberstand kann den Ertrag eines Balkonkraftwerks deutlich stärker drücken, als seine Fläche vermuten lässt. Wer die Verschattung nicht abschätzt, plant an der Realität vorbei. Dieser Leitfaden erklärt den Mechanismus, trennt kurze von dauerhafter Verschattung und zeigt, wie sich beides über eine Horizontlinie in PVGIS einrechnen lässt.
Warum Schatten den Ertrag überproportional senkt
Der Kern liegt in der Verschaltung: Die Solarzellen eines Moduls sind in Reihe geschaltet, und in einer Reihenschaltung bestimmt die schwächste Zelle den Strom aller anderen. Eine einzelne verschattete Zelle wirkt dabei wie ein Engpass und zieht die Leistung des gesamten Zellstrangs nach unten. Deshalb ist der Ertragsverlust nicht proportional zur Schattenfläche.
Gegen diesen Effekt arbeiten die sogenannten Bypass-Dioden. Ein typisches Modul besitzt in der Regel drei davon, die jeweils rund ein Drittel der Zellen überbrücken. Fällt ein Schatten auf eine einzelne Zelle, leitet die zuständige Diode den Strom um diesen Teilbereich herum – und schaltet damit oft etwa ein Drittel des Moduls ab, nicht nur die eine Zelle. Das begrenzt den Schaden, macht ihn aber sprunghaft statt gleichmäßig.
Wie stark der Einbruch ausfällt, hängt von der Zelltechnologie und der Lage des Schattens ab. Untersuchungen zur Photovoltaik – etwa vom Fraunhofer ISE und aus dem Umfeld der HTW Berlin – zeigen die Größenordnung: Bereits eine Teilverschattung eines kleinen Zellanteils kann den Modulertrag in ungünstigen Fällen um ein Vielfaches der Schattenfläche mindern. Konkrete Prozentwerte sind stark anlagenabhängig und lassen sich nur mit einer Simulation seriös beziffern.
Temporäre und dauerhafte Verschattung sind zwei verschiedene Probleme
Der wichtigste Schritt ist, beide Schattenarten zu trennen, weil sie unterschiedlich ins Gewicht fallen. Dauerhafte Verschattung wiegt schwerer als kurze Wanderschatten.
Dauerhafte Verschattung entsteht durch feste Hindernisse am Horizont: ein höheres Nachbarhaus, eine gegenüberliegende Häuserzeile, eine massive Wand. Sie blockiert die Sonne verlässlich in bestimmten Tages- oder Jahresstunden – etwa jeden Wintermorgen. Solche Stunden fehlen im Ertrag fast vollständig und sind der teuerste Verlust.
Temporäre Verschattung ist der Wanderschatten eines schmalen Objekts – ein Antennenmast, ein Schornstein, ein Kabel, ein einzelner Ast. Er zieht über das Modul und trifft es vielleicht eine Stunde am Tag. Der momentane Einbruch in dieser Stunde kann durch den Strang-Effekt hoch sein, über den ganzen Tag betrachtet bleibt der Verlust aber begrenzt. Als grobe, orientierende Faustregel: Eine Stunde harter Schatten kostet ungefähr die Erzeugung dieser einen Stunde, nicht des ganzen Tages.
Die typischen Schattenquellen am Balkon
Am Balkon kommen vier bis fünf Quellen immer wieder vor. Die folgende Tabelle ordnet jeder einen typischen, orientierenden Effekt zu und nennt den passenden Umgang. Die Angaben sind Richtwerte, kein Ersatz für eine Simulation.
| Schattenquelle | Typischer Effekt (orientierend) | So wird sie berücksichtigt |
|---|---|---|
| Nachbargebäude / gegenüberliegende Wand | Dauerhaft, blockiert ganze Tagesstunden – der schwerste Verlust | Höhenwinkel messen und als Horizontlinie in PVGIS eingeben |
| Balkonbrüstung vor dem Modul | Dauerhaft bei tiefem Sonnenstand, trifft die untere Zellreihe | Modul über die Brüstung setzen oder Abstand/Neigung anpassen |
| Dachüberstand oder darüberliegender Balkon | Verschattet die obere Modulkante bei hohem Sommerstand | Geometrie prüfen; ggf. Modul tiefer oder weiter außen montieren |
| Baum, Strauch, Kübelpflanze | Saisonal und diffus; Laub streut, erzeugt trotzdem Strang-Effekt | Rückschnitt, Abstand; im Sommerhalbjahr beobachten |
| Schmales Objekt (Mast, Kabel, Schornstein) | Kurzer Wanderschatten, harter Momentaneinbruch | Betroffene Stunden zählen, als geringen Tagesverlust ansetzen |
Verschattung schätzen: die Horizontlinie in PVGIS
Der praktikabelste Weg zur Abschätzung ist die Horizontlinie (der „Horizont“). Sie beschreibt, wie hoch Hindernisse rundum über dem geometrischen Horizont aufragen – in Grad, für jede Himmelsrichtung.
Wichtig zu wissen: Der in PVGIS automatisch berechnete Horizont berücksichtigt laut Handbuch nur das Gelände – Hügel und Berge in der Ferne. Nahe Hindernisse wie das Nachbarhaus, Bäume oder die eigene Brüstung sind darin nicht enthalten. Genau diese sind am Balkon aber entscheidend. PVGIS erlaubt deshalb, eine eigene Horizontdatei hochzuladen: eine einfache Text- oder CSV-Datei mit einer Zahl pro Zeile, im Uhrzeigersinn von Norden beginnend, jede Zahl die Hindernishöhe in Grad.
Die Höhenwinkel lassen sich grob vom Balkon aus schätzen. Als Anhaltspunkt: Eine Wand, die gegenüber genauso hoch aufragt wie ihr horizontaler Abstand entfernt ist, steht unter etwa 45 Grad. Wer es genauer will, nutzt eine Neigungsmesser-App am Smartphone und peilt die Oberkante jedes Hindernisses an. Diese Werte ergeben die Horizontlinie, die den Schatten realistisch in die Ertragsprognose holt.
Verschattung im Vergleichsrechner berücksichtigen
Im Rechner wird die geschätzte Horizontlinie als Eingabe verwendet, sodass die Ertragsprognose die konkrete Balkonsituation abbildet und nicht die freie Fläche. Ohne diese Eingabe rechnet jedes Werkzeug mit einem nahezu schattenfreien Standort – und liefert einen zu hohen Wert.
Zwei Konstellationen verdienen dabei besondere Aufmerksamkeit. Bei senkrechter Montage an der Brüstung ist die untere Modulkante besonders schattengefährdet; die Details dazu behandelt 90 Grad senkrecht. Und bei der Frage Ost-West oder Süd verschiebt Verschattung die Rechnung: Eine unverschattete Ostfläche kann eine morgens verschattete Südfläche schlagen. Wie beides in die Gesamtplanung passt, zeigt Balkonkraftwerk planen.
Ehrlich bleiben: ohne Messung ist jede Prognose optimistisch
Die wichtigste Einordnung zum Schluss: Solange die Verschattung nicht abgeschätzt und eingegeben wurde, ist jede Ertragszahl systematisch zu hoch. Rechner gehen im Standard von freier Sonne aus. Erst die eigene Horizontlinie macht die Prognose belastbar.
Wer es besonders genau braucht, kann zusätzlich einen spezialisierten Rechner wie den Stecker-Solar-Simulator der HTW Berlin heranziehen. Für die meisten Balkone genügt jedoch die Faustregel dieses Leitfadens: dauerhafte Horizontverschattung sauber messen, kurze Wanderschatten grob als Stundenverlust ansetzen – und die überproportionale Wirkung von Teilschatten immer mitdenken.