07.01.24
Lohnt sich eine Photovoltaikanlage im Winter?
Wir verraten Ihnen, wie Sie die Sonnenenergie auch bei fehlendem Sonnenlicht effektiv nutzen und warum eine Photovoltaikanlage auch im Winter lohnenswert ist.
Globalstrahlung - Wichtig für das Grundverständnis
Der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) hängt nicht allein von der direkten Sonneneinstrahlung ab. Ebenso bedeutsam ist die diffuse Strahlung, die indirekte Wirkung des Sonnenlichts auf die Erdoberfläche durch Reflexion oder Streuung. Die Gesamtmenge der direkten und indirekten Sonnenstrahlung wird Globalstrahlung genannt und in Kilowattstunden pro Quadratmeter (kWh/m²) ausgedrückt. Der globale Strahlungshaushalt teilt sich jedes Jahr zur Hälfte in Direktstrahlung und zur Hälfte in diffuse Strahlung auf.
Obwohl es in Deutschland regionale Unterschiede in der Globalstrahlung gibt, ist diese Jahressumme entscheidend für die Leistungsfähigkeit von Photovoltaikanlagen. Liegt in einem idealen Jahr in Süddeutschland die jährliche Stromproduktion bei bis zu 1.335 kWh/m2, so liegt der Wert in einem schlechten Jahr in Norddeutschland bei nur 1.085 kWh/m2. Natürlich spielt die Jahreszeit eine große Rolle bei den Erwartungswerten. Das Verhältnis der Sommer- zur Winterstrahlung beträgt 3:1.
Der Durchschnitt für Deutschland beträgt:
- März: ca. 75 kWh/m²
- Mai bis Juli: ca. 200 kWh/m² je Monat
- Dezember: ca. 15 kWh/m²
Wie hoch ist der Ertrag einer Photovoltaikanlage in den Wintermonaten?
Die Menge der von einer Photovoltaikanlage erzeugten Sonnenenergie wird als Energieproduktion bezeichnet und in Kilowattstunden gemessen. In den Wintermonaten hängt die Solarenergieproduktion einer Photovoltaikanlage maßgeblich von der Globalstrahlung und der Effizienz der Solarkomponenten ab.
Lohnender Solarertrag im Winter durch Globalstrahlung - Im Winter ist die Sonneneinstrahlung geringer, da weniger Licht die Bauteile direkt erreicht. Im Gegenteil, der Anteil der diffusen Strahlung nimmt zu. Trotzdem erzielt das Land im Winter immer noch eine wertvolle Photovoltaikproduktion: Sie liegt relativ stabil zwischen 350 und 400 kWh/m2. Jedes Jahr werden zwischen September und März 30 bis 35 % der Stromerzeugung einer Photovoltaikanlage erzeugt.
Leistungsstärke der PV-Anlage ist anpassbar - Während sich die Sonneneinstrahlung nicht beeinflussen lässt, beeinflusst die Wahl der Leistungsstärke der Photovoltaikanlage die Menge des erzeugten Solarstroms. Die Beispiele unterschiedlich leistungsstarker PV-Anlagen zeigen, wie sich die Produktion mit jedem zusätzlichen Kilowattpeak (kWp) steigern lässt:
- 1-kWp-Anlage (5–7 Module) erzeugt 1.335 kWh Solarstrom bei einer Globalstrahlung von 1.335 kWh/m²
- 2-kWp-Anlage erzeugt 2.670 kWh Solarstrom bei einer Globalstrahlung von 1.335 kWh/m²
- 3-kWp-Anlage erzeugt 4.005 kWh Solarstrom bei einer Globalstrahlung von 1.335 kWh/m²
Stromspeicher zur Erhöhung des Eigenverbrauches - Um die reduzierte Solarstromerzeugung im Winter optimal nutzen zu können, empfiehlt sich die Anschaffung eines Stromspeichersystems. Die erzeugte Solarenergie wird zunächst zwischengespeichert und nicht ins Netz eingespeist. Bei Bedarf kann später am Abend Energie genutzt werden. Große elektrische Geräte wie Waschmaschinen können tagsüber, wenn die Stromerzeugung groß ist, normal funktionieren. Das reduziert den Anteil des extern eingekauften Stroms und spart Geld: Die Rendite aus einem möglichst hohen Eigenverbrauch liegt derzeit deutlich über der Einspeisevergütung.
Schnee und Photovoltaik: Muss eine Solaranlage schneefrei gehalten werden?
In manchen Fällen können Winterschnee und Herbstlaub die Stromproduktion der Solaranlage verringern. Bei der Rentabilitätsberechnung von Photovoltaikanlagen werden geringere Erträge berücksichtigt. Daher ist es nicht zwingend erforderlich, Schnee oder Laub von den Modulen zu entfernen.
Achtung: Wenn Sie Schnee entfernen möchten, beauftragen Sie ein professionelles Unternehmen. Hier werden professionelle Räumgeräte wie spezielle Schneeschaufeln eingesetzt, um Dächer und Photovoltaikmodule vom Schnee zu befreien. Dadurch wird sichergestellt, dass die Module nicht beschädigt werden. Zudem besteht immer ein hohes Unfallrisiko.
Hohe Schneelast: Was ist der optimale Neigungswinkel für die Module?
Für den größtmöglichen Ertrag beträgt der Winkel zwischen Sonne und Neigung der PV-Anlage 30 bis 35 Grad. Die Richtung ist Süden. Da das Winterklima in Deutschland regional sehr unterschiedlich ist, ist es wichtig, dies in Ihrem System zu berücksichtigen.
Wenn Sie in einer Region mit viel Schnee leben, beachten Sie bitte folgendes:
- Die Photovoltaikmodule können stärker geneigt werden, wodurch der Schnee leichter abfallen kann, allerdings würde dies im Sommer zu einem geringen Ertrag der Anlage führen.
- Sie müssen Module und Montagesysteme auswählen, die den großen Schneemengen standhalten, andernfalls werden die Module beschädigt.
- Die maximale Schneemenge, die aufgenommen werden kann, ist im Datenblatt der Solarmodule dokumentiert. Wie üblich verfügen die Module namhafter Hersteller über eine Druckbelastbarkeit von 5.400 Pa und sind somit deutschlandweit einsetzbar.
Ergebnis: Photovoltaik lohnt sich auch im Winter
Auch wenn die Sonneneinstrahlung im Winter geringer ist: Jährlich erfolgt der Ausgleich umso mehr, je mehr Strom erzeugt und im Sommer genutzt wird. Auch die Sorge, dass die tägliche Solarstromleistung im Winter nicht ausreicht, ist unbegründet: Mit der richtigen Anlagendimensionierung in Kombination mit einem Energiespeicher können bis zu 80 % des Eigenbedarfs gedeckt werden. Um dies zu erreichen, sollte die PV-Anlage mit einem Speichersystem kombiniert werden. Dies bedeutet, dass die während des Tages erzeugte Strommenge vorübergehend gespeichert werden kann, was die Nutzung des Stroms ab dem frühen Abend ermöglicht. Smarte Gebäudetechnik erledigt den Rest, regelt darüber hinaus das Verhalten von Großverbrauchern und produziert gleichzeitig große Mengen Strom, die normalerweise nicht genutzt würden.
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