Photovoltaikmodule gehören auf das Dach – oder? Die Vorstellung, dass Sonnenstrom nur auf geneigten Flächen entsteht, ist längst überholt. Vertikale Solaranlagen an Hausfassaden, Zäunen oder auf Feldern finden zunehmend ihren Weg in die Praxis. Was zunächst wie eine Notlösung wirkt, entpuppt sich bei genauer Betrachtung als durchdachtes Konzept mit technischem, ökonomischem und ökologischem Potenzial.
Vertikale Solaranlage: Balkonkraftwerke liegen in Deutschland voll im Trend
Ein Argument für die senkrechte Bauweise liefert die Tageskurve des Stromverbrauchs: Morgens und abends steigt der Bedarf stark an. Klassisch geneigte Module erzeugen dagegen mittags die höchsten Erträge – oft mehr, als gebraucht wird. Die Folge: Stromüberschüsse, Netzengpässe und sinkende Preise.
Anders vertikale Anlagen: Sie liefern morgens und abends mehr Strom, denn sie fangen das Licht der flach einfallenden Sonnenstrahlen besser ein. Das kann helfen, Netzbelastungen zu senken. Peter Bendix vom Unternehmen Next2Sun formuliert es so: „Es bringt der Energiewende nichts, in Spitzenzeiten noch mehr Strom zu produzieren.“
PV am Zaun, am Balkon, an der Fassade
Vertikale Photovoltaikmodule lassen sich auf unterschiedlichste Weise in die gebaute Umwelt integrieren. Besonders dort, wo Dachflächen nicht verfügbar oder bereits belegt sind, bieten sie eine interessante Alternative. Dabei reichen die Einsatzmöglichkeiten von der urbanen Mietwohnung bis zum weitläufigen Gewerbegelände.
Fassade: Stromerzeugung mit architektonischer Funktion
An Gebäudefassaden kommen häufig speziell angepasste Solarmodule zum Einsatz. Neben klassischen monokristallinen PV-Modulen spielen hier auch sogenannte Glas-Glas-Module eine Rolle. Diese Module bestehen aus zwei Glasschichten, zwischen denen sich die Solarzellen befinden – sie sind robuster und langlebiger als herkömmliche Modelle. Gleichzeitig lassen sie sich in Teilen transparent gestalten, was bei Glasfassaden oder Fensterflächen erwünscht ist.
Wer großen Wert auf Gestaltung legt, kann mittlerweile aus einer Vielzahl an Oberflächen wählen: matte oder glänzende Module, farbige Designs oder sogar PV-Elemente mit keramischer Optik. Manche Hersteller bieten Module an, die sich optisch an Naturstein, Putz oder Metall anlehnen – damit wird die Solarfläche selbst Teil der Architektur.
In Neubauten lassen sich solche Fassaden-PV-Anlagen direkt in die Gebäudehülle integrieren. Bei Sanierungen ist eine nachträgliche Installation über Montageschienen möglich. Wichtig ist dabei die Ausrichtung der Fläche: Eine Ost- oder Westseite liefert über den Tag verteilt mehr gleichmäßige Erträge, eine Südfassade bringt höhere Erträge zur Mittagszeit.
Balkon: Stromerzeugung für alle – einfach und bezahlbar
Balkonkraftwerke gelten als niedrigschwelliger Einstieg in die eigene Stromproduktion. Meist bestehen sie aus ein bis zwei Solarmodulen, die am Geländer befestigt oder aufgeständert auf dem Boden des Balkons montiert werden. Dazu kommen ein Wechselrichter, ein Befestigungssystem und ein Stecker – fertig ist die Mini-PV-Anlage.
Der erzeugte Strom wird direkt ins eigene Wohnungsnetz eingespeist. Bei Nutzung eines speziellen Wechselrichters genügt oft der Anschluss über eine sogenannte Wieland-Steckdose. Inzwischen gibt es auch Modelle, die über klassische Schuko-Stecker einspeisefähig sind – auch wenn deren Nutzung rechtlich nicht unumstritten ist.
Die Einspeiseleistung ist in Deutschland auf 800 Watt begrenzt, doch schon damit lassen sich elektrische Grundlasten – etwa Kühlschrank, WLAN-Router oder LED-Beleuchtung – zuverlässig decken. Durch den Wegfall der Mehrwertsteuer und vereinfachte Meldeverfahren hat sich das Balkonkraftwerk in vielen Haushalten etabliert – sogar Discounter bieten inzwischen komplette Sets an.
Zaun: Stromerzeugung mit Doppelnutzen
Zaun-PV ist ein besonders interessanter Sonderfall der vertikalen PV. Hier werden Solarmodule nicht zusätzlich montiert, sondern ersetzen gleich den Zaun selbst. Die Module stehen meist in einer Reihe, vergleichbar mit einer Lattenkonstruktion – nur eben lichtabsorbierend und stromerzeugend.
Das Prinzip funktioniert sowohl bei privaten Grundstücken als auch entlang von Industrieflächen, landwirtschaftlichen Arealen oder sogar an öffentlichen Wegen. Besonders effizient arbeiten sogenannte bifaziale Glas-Glas-Module. Diese nutzen nicht nur das direkte Sonnenlicht auf der Vorderseite, sondern auch das reflektierte Licht von der Rückseite – ideal, wenn der Untergrund hell ist oder Schnee liegt.
Je nach Ausrichtung und Modulabstand lässt sich eine Ost-West-Verteilung wählen, um die Stromerzeugung auf die Morgen- und Abendstunden zu verteilen. Für die Ertragssteigerung kann der sogenannte Albedo-Effekt genutzt werden – dabei reflektieren helle Flächen unterhalb der Module zusätzliches Licht auf die Rückseite.
Ein praktischer Vorteil: Da die Module wie ein Zaun verlaufen, benötigen sie wenig Platz in der Tiefe. Auf diese Weise entstehen aus linearen Grenzverläufen produktive Energieflächen – ohne zusätzlichen Flächenverbrauch.
Von der Agrarfläche zum Solaracker
Die Idee, landwirtschaftlich genutzte Flächen gleichzeitig zur Energiegewinnung zu nutzen, ist nicht neu – doch vertikale Solarmodule geben diesem Konzept eine neue Richtung. Fachleute sprechen hier von Agri-Photovoltaik (Agri-PV). Anders als bei klassischen PV-Anlagen, die horizontal über Feldern installiert werden und Schatten werfen, steht bei vertikaler Agri-PV die Kombination von Stromerzeugung und Nutzpflanzenanbau im Vordergrund – ohne den Boden langfristig zu versiegeln oder die Bewirtschaftung zu behindern.
Großer Abstand, doppelter Nutzen
Vertikale PV-Anlagen bestehen in der Regel aus Reihen bifazialer Module, die senkrecht in Ost-West-Ausrichtung aufgestellt werden. Zwischen den Modulreihen verbleibt ausreichend Platz, um weiterhin landwirtschaftliche Maschinen einzusetzen. Je nach Flächenlayout können die Abstände zwischen den Modulreihen 8 bis 12 Meter betragen. So bleibt rund 80–90 % der Fläche weiter für den Anbau verfügbar – in manchen Fällen sogar mehr.
Die Module selbst sind meist rund zwei Meter hoch montiert, sodass sie weder die Bodenbearbeitung noch die Ernte behindern. Ihre robuste Bauweise – etwa mit tief im Boden verankerten Pfosten – ermöglicht es sogar, dass größere Tiere wie Rinder zwischen den Reihen weiden können. „Die schubbern sich zwar mal an den Pfosten wie an einem Baum, aber die Module reißen die nicht um“, erklärt Peter Bendix von Next2Sun.
Welche Kulturen eignen sich unter Solarmodulen?
Nicht jede Kulturpflanze verträgt sich gleich gut mit den Modulen. Besonders hohe oder schattenempfindliche Pflanzen wie Mais oder Sonnenblumen sind ungeeignet, da sie entweder die Module verschatten oder in ihrer Entwicklung gestört werden. Gut geeignet sind hingegen:
Getreidearten wie Weizen, Dinkel oder Roggen
Leguminosen wie Erbsen oder Klee
Futterpflanzen wie Luzerne oder Gras für die Silage
Beerenobst, insbesondere Himbeeren in Plantagenform
In der Schweiz hat ein Landwirt 2024 eine sieben Hektar große Himbeeranlage mit halber MWp PV-Leistung ausgestattet. Die Pflanzen profitieren hier sogar von der reduzierten Verdunstung und dem Schutz vor extremer Mittagshitze.
Ertragsunterschiede messbar – aber teils sogar positiv
Natürlich wirkt sich die Verschattung durch die Modulreihen auf die Lichtverhältnisse am Boden aus. Studien zeigen jedoch, dass der Einfluss geringer ist als erwartet – und in Trockenphasen sogar Vorteile entstehen. Die aufrechten Module bremsen den Wind, halten die Bodenfeuchte länger zurück und können so Ertragseinbußen während Frühjahrstrockenheit mildern. Besonders in Regionen wie Brandenburg, wo Wind- und Wassererosion zunehmend zum Problem werden, bietet das Potenzial für resilientere Landwirtschaft.
Gleichzeitig entstehen neue Mikroklimate zwischen den Modulreihen. Wie sich diese auf Pflanzenwachstum, Schädlingsverhalten oder Bestäubung auswirken, untersuchen aktuell Forschende des Fraunhofer ISE im Rahmen großflächiger Agri-PV-Pilotprojekte im Saarland und in Baden-Württemberg. Dabei kommen spezielle Versuchsanbauten in Kübeln zum Einsatz, um gezielt einzelne Parameter wie Licht, Wasser oder Temperatur zu isolieren und zu analysieren.
Best Practice: 4-MWp-Anlage bei Donaueschingen
Ein besonders großes Beispiel steht in Donaueschingen: Seit 2020 wird dort eine vertikale PV-Anlage mit einer Leistung von 4 Megawatt Peak (MWp) betrieben. Auf derselben Fläche werden Futterpflanzen für die Rinderhaltung geerntet – konkret Heu und Silage. Damit beweist die Anlage, dass sich große Strommengen erzeugen lassen, ohne die Primärnutzung der Fläche aufzugeben.
Ähnliche Konzepte entstehen derzeit auch in der Schweiz – beispielsweise auf den Hochebenen nahe Sion – sowie auf landwirtschaftlichen Flächen im Saarland und am Bodensee. Während manche Anlagen auf die Stromproduktion fokussieren, stehen bei anderen eher ökologische oder agrarstrukturelle Fragen im Vordergrund.
Tiere zwischen den Modulen – eine seltene, aber mögliche Kombination
Nicht nur Pflanzen gedeihen zwischen den Modulreihen. In mehreren Pilotprojekten wurden auch Tierhaltungsformen integriert. Schafe, die bereits bei klassischen PV-Anlagen eingesetzt werden, eignen sich besonders gut. Doch auch Rinder können – bei entsprechender Befestigung – problemlos zwischen den Reihen weiden. Das senkt nicht nur die Mahdkosten, sondern ermöglicht eine Doppelnutzung der Fläche ohne zusätzlichen Platzbedarf.
Gleichzeitig bietet die Struktur Schutz vor Überhitzung und Austrocknung – sowohl für Tiere als auch für den Boden. In manchen Regionen wird das als Kleinklima-Vorteil gewertet, in anderen – etwa am Bodensee – müssen Risiken wie Pilzbefall durch zu wenig Wind berücksichtigt werden. Hier gilt: Agri-PV ist keine Pauschallösung, sondern verlangt eine ortsspezifische Planung.
Geringere Erträge – aber besser verteilt
Im direkten Vergleich mit optimal geneigten Modulen schneiden senkrechte PV-Anlagen bei der Jahresausbeute zunächst schlechter ab. Dafür ist die Stromproduktion über den Tag gleichmäßiger verteilt. Morgens und abends liefern sie verlässlich Strom, was sie für eine Kombination mit Speichern oder als Ergänzung zu Dachanlagen interessant macht.
Hinzu kommt: Neue Studien zeigen, dass bisherige Modelle ihre Leistungsfähigkeit unterschätzt haben. Ein Forschungsteam aus den Niederlanden nutzte einen digitalen Zwilling und fand heraus, dass die Module bei realem Einsatz deutlich kühler bleiben als gedacht – und so mehr Strom liefern. Der Jahresertrag stieg um 2,5 %. „Unsere Erkenntnisse zeigen, dass vertikale PV-Module unter realen Bedingungen deutlich kühler arbeiten – und damit effizienter als gedacht“, sagt Projektleiter Bas B. Van Aken.
Technische Vorteile: bifazial, robust, kühl
Senkrecht montierte Module profitieren oft von der bifazialen Technik: Sie erzeugen Strom auf Vorder- und Rückseite. Besonders bei freistehenden Anlagen oder über reflektierendem Boden – wie Schnee oder heller Erde – erhöht das den Gesamtertrag. Ost-West-Ausrichtungen sind gängig, Nord-Süd-Varianten eignen sich speziell für den Winterbetrieb.
Auch thermisch sind die Module im Vorteil: Durch die bessere Luftzirkulation heizen sie sich weniger auf. Das verbessert die Spannungsstabilität und die Leistung. Studien zeigten Temperaturunterschiede von bis zu 10 °C gegenüber klassischen Freiflächenanlagen.
Planung und Genehmigung: Was ist zu beachten?
Für Balkonkraftwerke bis 800 W gilt: Sie sind in Deutschland genehmigungsfrei. Seit 2023 entfällt zudem die Mehrwertsteuer. Wichtig ist die Anmeldung beim Netzbetreiber und gegebenenfalls der Austausch des Stromzählers gegen ein Modell mit Rücklaufsperre oder Zweirichtungszähler.
Für größere Anlagen, etwa an Zäunen oder in der Landwirtschaft, gelten länderspezifische Vorgaben. Oft ist eine Einspeisung ins Netz möglich – mit entsprechender Vergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Anlagen an Fassaden gelten dabei formal als „Dachanlagen“ und erhalten somit gleiche Vergütungssätze.
Strom dort erzeugen, wo er gebraucht wird
Vertikale PV ist ein Beispiel für dezentrale Energieerzeugung. Der Strom entsteht direkt am Verbrauchsort – ob auf dem Bauernhof, dem Balkon oder am Gewerbebetrieb. Das entlastet nicht nur die Netze, sondern spart auch Übertragungsverluste und senkt langfristig Infrastrukturkosten.
Ein ausgewogener Mix aus geneigten und vertikalen Modulen könnte die Energiewende beschleunigen. Forschende der HTWK Leipzig und der ZHAW Zürich sehen darin großes Potenzial, insbesondere für gleichmäßigere Tages- und Saisonverläufe – und damit für weniger fossile Reservekraftwerke.
Mehr CO₂ sparen mit weniger Speicher
Ein überraschender Befund: Modellrechnungen zeigen, dass ein System mit 60–80 % senkrecht montierten Modulen – ganz ohne Batteriespeicher – bis zu 10 Millionen Tonnen CO₂ mehr einsparen könnte als ein System mit ausschließlich geneigten Anlagen. Selbst bei zusätzlicher Speicherung bleibt der Klimavorteil erhalten.
Der Grund: Vertikale Anlagen erzeugen Strom dann, wenn er am dringendsten gebraucht wird – nicht nur dann, wenn er am leichtesten erzeugt werden kann.
Nach einem Bauingenieurstudium und einer Ausbildung zum Online-Redakteur folgten 10 Jahre als bautechnischer Redakteur bei einer Internet-Agentur. Dort hat er zum Beispiel ein Baulexikon mit über 15.000 Begriffen aufgebaut, das zeitweise auch von OBI genutzt wurde. Eine Auskopplung davon mit speziellen Begriffen rund um den Fertighausbau ist noch auf fertighaus.de zu finden.
Es folgten 10 Jahre als Webtexter beim wohl größten Bad-Onlinshop Deutschlands. Dort war er dafür zuständig, dass die Seite für alle Begriffe rund ums Badezimmer (und Leuchten) gut bei Google rankt. Außerdem war er dort verantwortlicher Redakteur für das Magazin.
Aktuell arbeitet er als Content-Manager beim VDI Verlag. Dort kümmert er sich um all die technischen Themen, die Ingenieure interessiert.
Seit 2012 betreibt er bauredakteur.de und schreibt hier über Themen rund um Bauen, Wohnen, Einrichten und Garten.
