Verschattung berechnen: Baum hinstellen, Verlust ablesen.
Legen Sie an, was auf Ihrem Grundstück wirklich steht — Baum, Nachbargebäude, Schornstein, Gaube — und ziehen Sie es in der Draufsicht an seine Stelle. Der Rechner fährt die Sonnenbahn eines ganzen Jahres in Viertelstundenschritten ab und sagt Ihnen, wie viel Licht fehlt, wie viel Ertrag das kostet und ab welchem Abstand das Objekt keine Rolle mehr spielt. Ohne Anmeldung, ohne E-Mail vorher.
Wohin zeigt Ihre Modulfläche?
Nur zwei Angaben — sie bestimmen, wann die Sonne überhaupt auf Ihre Module trifft. Wie viel Ertrag die Ausrichtung für sich genommen kostet, rechnet der Ausrichtungs-Rechner; hier geht es allein um den Schatten.
Was dieser Verlust für Sie konkret heißt
Ein Prozentwert ist keine Entscheidung. Erst die Größenordnung sagt Ihnen, welcher Hebel überhaupt greift — die Verschaltung, die Elektronik oder die Geometrie. Wählen Sie Ihren Fall:
In diesem Bereich entscheidet die Elektronik. Der geometrische Anteil bleibt, aber die elektrische Überhöhung lässt sich von rund 2,3 auf 1,05 drücken — bei 8 % geometrischem Verlust sind das mehrere Prozentpunkte Jahresertrag, jedes Jahr über zwanzig Jahre.
Rechnen Sie den Aufpreis für Optimierer gegen den Gewinn: rund 60 bis 90 € je Modul stehen gegen den Ertragsunterschied, den der Rechner oben mit dem Umschalter zeigt.
Wir liefern beides — Anlagen mit und ohne modulweise Elektronik — und sagen ehrlich, wann sie sich nicht rechnet. Ein Optimierer, der nichts holt, ist ein zusätzliches Bauteil, das ausfallen kann.
Warum Verschattung überproportional wirkt
Ein Solarmodul ist eine Reihenschaltung. Rund 60 bis 72 Zellen hängen hintereinander, und weil in einer Reihe überall derselbe Strom fließt, bestimmt die schwächste Zelle, was das ganze Modul liefert. Läge keine Schutzschaltung dazwischen, würde eine einzige verschattete Zelle das Modul lahmlegen — und sich dabei erhitzen, weil sie die Leistung der anderen in Wärme umsetzt.
Deshalb sitzen im Anschlusskasten jedes Moduls drei Bypass-Dioden, jede für ein Drittel der Zellen. Wird eine Zelle zu schwach, überbrückt ihre Diode den gesamten Teilstrang: Ein Drittel des Moduls ist damit schlagartig vom Netz, unabhängig davon, wie klein der auslösende Schatten war. Genau hier entsteht die Lücke zwischen dem Licht, das fehlt, und dem Ertrag, der fehlt. Der Rechner zeigt beide Zahlen getrennt und den Faktor dazwischen — hier können Sie ihn selbst durchspielen:
Alle Zellen eines Moduls hängen in Reihe, alle Module in einem Strang — der schwächste Punkt bestimmt den Strom. Dagegen sitzen drei Bypass-Dioden im Modul: Sobald eine anspringt, ist ein ganzes Drittel des Moduls vom Netz, unabhängig davon, wie klein der Schatten war. Genau daher stammt die Überhöhung.
Drei Konsequenzen für die Planung. Erstens zählt die Richtung des Schattens: Waagerechte Verschattung durch Schneekante, Dachkante oder Geländer trifft bei Halbzellen-Modulen nur eine Modulhälfte, senkrechte durch Mast oder Stamm trifft beide. Zweitens zählt die Strangaufteilung: Module, die regelmäßig im Schatten liegen, gehören in einen eigenen Strang oder an einen eigenen MPP-Tracker, damit sie die unverschatteten nicht mitziehen — das kostet in der Planung nichts und ist der wirksamste kostenlose Hebel überhaupt. Drittens zählt die Modulausrichtung im Belegungsplan: hochkant oder quer entscheidet, welcher Teilstrang ein wandernder Schatten zuerst erwischt.
Die Abstandsregel — und warum es zwei davon gibt
Die Frage nach dem Abstand ist die häufigste überhaupt, und sie hat zwei richtige Antworten. Die eine macht die Fläche am schlechtesten Tag des Jahres schattenfrei, die andere optimiert den Jahresertrag. Stellen Sie die Objekthöhe ein und sehen Sie beide:
Kein Widerspruch, sondern ein anderes Ziel: Die Faustregel × 3,7 macht die Fläche am schlechtesten Tag des Jahres schattenfrei. Die Praxisregeln optimieren stattdessen den Jahresertrag und nehmen ein paar Winterstunden Schatten in Kauf — an denen ohnehin fast keine Einstrahlung liegt. Beim Laubbaum kommt dazu, dass er genau dann kahl ist, wenn die Sonne flach steht.
Der Faktor 3,7 ist keine Erfindung, sondern reine Geometrie: Am 21. Dezember steht die Sonne in Mitteldeutschland mittags nur 15,2 Grad über dem Horizont, und der Kotangens dieses Winkels ist eben 3,7. Weiter südlich steht sie höher — in München reicht rund das Dreifache der Objekthöhe, in Flensburg braucht man das 4,8-fache. Wer eine Faustregel aus dem Internet übernimmt, sollte deshalb immer fragen, für welchen Breitengrad sie gilt.
Und dann wachsen Bäume. Setzen Sie im Rechner nicht die heutige Höhe an, sondern die in 15 Jahren: Fichte, Pappel und Birke legen 30 bis 50 cm im Jahr zu, Ahorn und Linde 25 bis 40 cm, Obstbäume weniger. Aus einem 8-m-Baum werden so in der Lebensdauer der Anlage leicht 14 m — und weil der kritische Abstand linear mit der Höhe wächst, verdoppelt sich der Schattenwurf mit. Beim Laubbaum gibt es dafür einen Trost, der in keiner Faustregel steht: Er ist genau dann kahl, wenn die Sonne flach steht, und lässt im Winter je nach Art 30 bis 60 % des Lichts durch.
Eigenverschattung: Kamin, Gaube und die eigene Modulreihe
Die unangenehmsten Schatten kommen oft vom eigenen Dach. Sie sind klein, aber sie sitzen mitten in der Anlage — und anders als der Nachbarbaum lassen sie sich in der Planung vollständig lösen, wenn man sie vor der Montage kennt.
- Schornstein: schmaler, schnell wandernder Schatten. Geometrisch unbedeutend, elektrisch heikel, weil er nacheinander mehrere Module desselben Strangs streift — Fläche im Norden des Kamins freihalten statt zubauen.
- Gaube und Dachaufbau: verschattet die Reihe direkt darüber fast ganzjährig, dafür immer dieselben Module. Diese Reihe entweder weglassen oder konsequent in einen eigenen Strang legen.
- Antenne, SAT-Schüssel, Lüfterhaube: kleine Objekte mit großer Wirkung, wenn sie mittig stehen. Vor der Montage prüfen, ob sie versetzt werden können — das ist billiger als jeder Optimierer.
- Blitzschutz-Fangstangen: sie werfen Schatten UND verlangen den Trennungsabstand nach DIN EN 62305-3 zu allen Modulen und Leitungen. Beides gehört in dieselbe Planung, sonst wird die Unterkonstruktion zweimal gebaut.
- Aufgeständerte Reihen auf dem Flachdach: die vorderste Reihe verschattet die dahinter. Der Reihenabstand ist deshalb kein Komfortmaß, sondern die Stellschraube zwischen Belegungsdichte und Ertrag je kWp.
Der letzte Punkt wird am häufigsten unterschätzt, weil er im Angebot als Anlagengröße auftaucht und nicht als Verschattung. Enger gestellte Reihen bringen mehr kWp aufs Dach, aber jede einzelne liefert weniger — wie viel Fläche eine aufgeständerte Belegung wirklich braucht, rechnet der Dachflächen-Rechner mit den Belegungsgraden je Dachform. Wie Fangstangen, Trennungsabstand und Modulfeld sauber zusammengehen, steht auf unserer Seite zum Blitzschutz nach DIN EN 62305.
Wann sich Optimierer rechnen — und wann sie nur Geld kosten
Leistungsoptimierer und Modulwechselrichter geben jedem Modul eine eigene Regelung und nehmen dem Strang damit den Zwang, sich nach dem schwächsten Modul zu richten. Das wirkt — aber deutlich weniger, als in Verkaufsgesprächen behauptet wird. Die belastbaren Zahlen stammen aus unabhängigen Messreihen, nicht aus Datenblättern:
- Nennenswerte Teilverschattung: NREL und PVEL messen 3,7 % Mehrertrag bei leichter und 12,3 % bei starker Verschattung.
- Module in unterschiedlichen Ausrichtungen oder Neigungen an einem Wechselrichter — dort verhindert die Elektronik den kleinsten gemeinsamen Nenner.
- Modulweise Überwachung: Ein defektes oder verschmutztes Modul fällt sofort auf statt nach drei Jahren.
- Vorgeschriebene Abschaltung: Wo ein Feuerwehr-Not-Aus auf Modulebene gefordert ist, bringen Sie die Funktion ohnehin mit.
- Ohne Verschattung und bei einheitlicher Ausrichtung ist der Mehrertrag null — die ZHAW fand in drei Jahren höchstens 5 %, an einem real vermessenen Schornstein 0,79 %.
- Kosten von rund 60 bis 90 € je Modul plus Montage: bei 67 Modulen also 4.000 bis 6.000 € für eine 30-kWp-Anlage.
- Mehr Bauteile auf dem Dach heißt mehr mögliche Ausfälle — und jeder Tausch bedeutet wieder Gerüst und Modulausbau.
- Herstellerclaims von 25 % Mehrertrag sind durch keine unabhängige Messung gedeckt und gehören nicht in eine Wirtschaftlichkeitsrechnung.
Die ehrliche Reihenfolge lautet deshalb: Erst die Geometrie ändern, dann die Verschaltung, dann die Elektronik. Ein Rückschnitt kostet einmal ein paar hundert Euro, eine saubere Strangaufteilung kostet gar nichts, und beides wirkt auf den geometrischen Verlust — den Teil, an dem kein Optimierer etwas ändert. Erst wenn die Geometrie ausgereizt ist, lohnt der Blick auf den Umschalter im Rechner oben. Wie sich der Aufpreis über zwanzig Jahre trägt, rechnet der Amortisationsrechner mit Cashflow und Rendite.
Was eine professionelle Verschattungsanalyse zusätzlich kann
Dieser Rechner arbeitet mit einer freien Horizontlinie und den Objekten, die Sie ihm nennen. Für eine Kaufentscheidung reicht das in den allermeisten Fällen. Ab einer gewissen Anlagengröße — und immer, wenn der Verlust zweistellig wird — lohnt die Messung vor Ort:
- Horizontaufnahme: Fischaugenkamera oder Sonnenbahnindikator am geplanten Modulstandort erfasst die reale Horizontlinie samt Gelände, Waldkante und Bebauung in zweiter Reihe.
- Simulation auf dem Belegungsplan: PV*SOL oder PVsyst legen die Verschattung modulscharf über die Anlage und rechnen jede Strangvariante durch.
- Strang- und MPP-Optimierung: Welche Module gehören zusammen, damit ein Schatten möglichst wenig Kollateralschaden anrichtet.
- Wirtschaftlichkeitsvergleich: dieselbe Fläche mit und ohne Optimierer, mit kleinerer Belegung, mit anderer Modulausrichtung — als Zahl, nicht als Meinung.
- Ertragsprognose mit Bandbreite: nicht ein Wert, sondern P50 und P90 — der Wert, der in 90 % der Jahre erreicht wird.
Für gewerbliche Anlagen ist das keine Kür. Wer eine Halle mit 300 kWp belegt, entscheidet mit der Verschattungsanalyse über sechsstellige Beträge — und die Bank, die finanziert, will die P90-Prognose sehen. Wie wir das bei Nexora von der Begehung bis zum Netzanschluss abwickeln, steht auf Photovoltaik für Gewerbe.
Was dieser Rechner kann — und was er nicht kann
Damit klar ist, worauf Sie sich stützen können und worauf nicht:
- Die Sonnengeometrie: Deklination und Sonnenstand werden für jeden Viertelstundenschritt eines Referenzjahres gerechnet, nicht aus einer Tabelle gegriffen.
- Die kritischen Abstände: reine Trigonometrie aus der Mittagshöhe am jeweiligen Stichtag, standortscharf für 51,3° N.
- Die Gewichtung über das Jahr: DWD-Monatsanteile der Globalstrahlung, Referenzperiode 1991–2020.
- Die Richtung der Aussage: ob ein Objekt egal, störend oder ein Ausschlusskriterium ist, sagt der Rechner zuverlässig.
- Der elektrische Faktor: 2,3 / 1,65 / 1,05 sind Mittelwerte aus Feldmessungen — Ihre reale Strangaufteilung kann darüber oder darunter liegen.
- Objekte als Rechteck oder Kreis: eine lichte Baumkrone lässt Licht durch, eine Hauswand nicht. Der Rechner behandelt beide gleich undurchlässig.
- Der Horizont: Gelände, Bergrücken und weit entfernte Waldkanten sind nicht enthalten — dafür braucht es eine Horizontaufnahme.
- Die Reihenverschattung der eigenen Anlage auf dem Flachdach — die steckt beim Flachdach im Belegungsgrad, nicht hier.
Die drei Zahlen, die zusammen über den Ertrag entscheiden, stehen damit vollständig zur Verfügung: die Neigung, die Ausrichtung und der Verschattungsverlust von dieser Seite. Wer alle drei kennt, kann jedes Angebot nachrechnen — und erkennt sofort, wenn eine Ertragsprognose zu optimistisch gerechnet wurde.
Häufige Fragen zur Verschattung von PV-Anlagen
Wie viel Ertrag kostet Verschattung bei einer PV-Anlage?
Das hängt an zwei Größen, die man sauber trennen muss. Erstens am Licht, das wirklich fehlt: Ein 10 m hoher Baum in 12 m Abstand südlich einer 35°-Fläche verdeckt über das Jahr rund 4,4 % der Einstrahlung. Zweitens an der Verschaltung: Weil eine verschattete Zelle den Strom ihres Strangs begrenzt, kommt am Ertrag ein Faktor zwischen 1,05 und 2,3 obendrauf — im Beispiel also rund 7,2 % Ertragsverlust bei Halbzellen-Modulen. Der Rechner oben zeigt beide Zahlen getrennt, weil nur die zweite auf der Jahresabrechnung ankommt.
Welchen Abstand muss ein Baum zur Photovoltaikanlage haben?
Für ganzjährige Schattenfreiheit gilt Objekthöhe × 3,7 — bei 51,3° N (Leipzig, Delitzsch) steht die Sonne am 21. Dezember mittags nur 15,2° hoch. Ein 10 m hoher Baum bräuchte damit 36,7 m Abstand, ein 20 m hoher 73,3 m. Weiter südlich wird der Faktor kleiner (München rund 3,0), weiter nördlich größer (Flensburg rund 4,8). In der Praxis rechnet man kleiner, weil der Dezember kaum Ertrag bringt: 18,0 m für einen 10 m hohen Laubbaum, der im Winter ohnehin kahl ist.
Warum kostet ein kleiner Schatten überproportional viel Ertrag?
Weil Module in Reihe verschaltet sind und der schwächste Punkt den Strom des ganzen Strangs bestimmt. Damit ein verschattetes Modul den Strang nicht komplett ausbremst, sitzen drei Bypass-Dioden im Anschlusskasten. Springt eine an, ist sofort ein ganzes Drittel des Moduls vom Netz — unabhängig davon, wie klein der Schatten war, der sie ausgelöst hat. Genau daraus entsteht der Faktor zwischen geometrischem Lichtverlust und tatsächlichem Ertragsverlust, den der Rechner mit 2,3 für Vollzellen-Stränge, 1,65 für Halbzellen-Module und 1,05 mit Optimierern ansetzt.
Helfen Halbzellenmodule gegen Verschattung?
Bei einer Art von Schatten ja, bei der anderen nicht. Halbzellenmodule haben zwei parallel verschaltete Modulhälften — aber weiterhin drei Bypass-Dioden. Liegt der Schatten waagerecht, etwa als Schneekante, als Dachkante oder als Geländer über der untersten Reihe, arbeitet die obere Hälfte ungestört weiter, und der Vorteil ist deutlich. Liegt er senkrecht, etwa als Mast, Fahnenstange oder Baumstamm, trifft er beide Hälften gleichzeitig und die Bauform bringt nichts. Wer eine überwiegend senkrechte Verschattung hat, sollte deshalb auf die Modulausrichtung im Belegungsplan achten statt auf das Datenblatt.
Sind Leistungsoptimierer sinnvoll?
Bei nennenswerter Verschattung ja, sonst nicht — und die belastbaren Zahlen liegen deutlich unter dem, was beworben wird. Eine dreijährige unabhängige Messreihe der ZHAW im Auftrag des Schweizer Bundesamts für Energie fand höchstens 5 % Mehrertrag; bei einem real vermessenen Schornstein waren es 0,79 %, und ohne Verschattung sowie bei einheitlicher Ausrichtung blieb der Gewinn bei null. NREL und PVEL messen 3,7 % bei leichter und 12,3 % bei starker Verschattung. Herstellerangaben von 25 % sind durch keine unabhängige Messung gedeckt. Kosten: rund 60 bis 90 € je Modul plus Montage — im Beispiel oben sinkt der Verlust von 7,2 auf 4,6 %.
Wie stark verschatten Schornstein und Gaube die eigene Anlage?
Weniger, als man fürchtet, aber an der schlechtesten Stelle. Ein Schornstein steht mitten in der Fläche und wirft einen schmalen, schnell wandernden Schatten — sein geometrischer Anteil ist klein, seine elektrische Wirkung aber überproportional, weil er nacheinander mehrere Module desselben Strangs streift. Eine Gaube verschattet dagegen die Reihe direkt darüber fast ganzjährig, dafür immer dieselben Module. Die Lösung ist in beiden Fällen die Belegungsplanung: Fläche freihalten statt zubauen, und die betroffenen Module in einen eigenen Strang oder MPP-Tracker legen.
Ist Verschattung im Winter genauso schlimm wie im Sommer?
Prozentual ja, absolut nein. Im Dezember steht die Sonne mittags nur gut 15° hoch, jedes Objekt wirft dann seinen längsten Schatten, und der prozentuale Verlust ist am größten — im Jahresverlauf des Rechners sieht man das sofort. Für die Kilowattstunden ist das aber fast egal: Dezember und Januar bringen zusammen rund 4 % der Jahreseinstrahlung, Mai bis Juli dagegen über 40 %. Ein Schatten, der nur im Winter fällt, ist deshalb ein optisches Problem, keines für die Wirtschaftlichkeit. Umgekehrt ist ein Schatten zwischen 10 und 15 Uhr im Sommer die teuerste Sorte.
Was ist eine Verschattungsanalyse und was kann sie mehr als ein Rechner?
Eine professionelle Verschattungsanalyse nimmt den Horizont vor Ort auf — mit Fischaugenkamera, Sonnenbahnindikator oder App — und legt die reale Horizontlinie über die Sonnenbahnen des Jahres. Damit erfasst sie, was ein Rechner nicht kennen kann: Geländeanstieg, entfernte Waldkanten, Nachbargebäude in zweiter Reihe, die eigene Modulreihe bei Aufständerung. Danach folgt die Simulation, die die Verschattung modulscharf auf den Belegungsplan legt und die Strangaufteilung optimiert. Für Gewerbeanlagen gehört beides zur Planung; für ein Einfamilienhaus mit einem einzelnen Baum liefert dieser Rechner in der Regel dieselbe Entscheidung.
Muss ich Bäume fällen, damit sich die Anlage rechnet?
Meistens nicht. Prüfen Sie zuerst, ob ein Rückschnitt reicht — bei den flachen Wintersonnenständen entscheidet oft die Krone, nicht der Stamm. Rechnen Sie zweitens mit der Höhe in 15 Jahren, nicht mit der heutigen: Fichten und Pappeln legen 30 bis 50 cm im Jahr zu, aus 8 m werden so schnell 14 m, und mit der Höhe wächst der kritische Abstand linear mit. Drittens sind viele Bäume kommunal geschützt; die Baumschutzsatzung Ihrer Gemeinde regelt, ab welchem Stammumfang eine Fällung genehmigungspflichtig ist. Und Nachbars Baum dürfen Sie ohnehin nicht anrühren — ein Anspruch auf Sonne besteht im deutschen Nachbarrecht grundsätzlich nicht.
Wie genau ist ein Online-Verschattungsrechner?
Genau genug für die Entscheidung, ob und wie Sie bauen — nicht genau genug für die Garantie. Dieser Rechner integriert die Sonnenbahn eines Referenzjahres in Viertelstundenschritten für 51,3° N und gewichtet jeden Zeitschritt mit dem Einfallswinkel auf die Modulebene und dem Einstrahlungsanteil des Monats. Was er nicht kennt: Ihren realen Horizont, das Gelände, die genaue Strangaufteilung und die Verteilung von Direkt- zu Diffusstrahlung an Ihrem Standort. Rechnen Sie deshalb mit einer Unsicherheit von einigen Prozentpunkten — und mit dem Rat, bei Werten über 15 % vor dem Angebot messen zu lassen.
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