Photovoltaikanlage im Winter: 5 Tipps

Entgegen der landläufigen Meinung erzeugt eine Photovoltaikanlage auch im Winter Strom. Laut verschiedenen Studien wird in den sechs sogenannten Wintermonaten Oktober bis April knapp ein Viertel des jährlichen Gesamtertrags produziert. Damit liegt der Ertrag natürlich deutlich unter dem des Sommers, aber immerhin.

Mit welchen Tipps funktioniert die Photovoltaikanlage im Winter?

Damit eine Photovoltaikanlage so viel Strom wie möglich erzeugen kann, bedarf es einer guten Planung. Diese muss auch berücksichtigen, dass die Sonne in den Wintermonaten tiefer steht und kürzer scheint. Das bedeutet, dass Punkte wie Ausrichtung, Dachneigung oder Verschattung gerade auch für diese Zeit, in der die Strahlungsintensität gering ist, berücksichtigt werden müssen. Der entscheidende Punkt ist die Globalstrahlung.

Was ist die Globalstrahlung?

Bei der Globalstrahlung handelt es sich um die Sonnenstrahlen, die auf der Erdoberfläche auftreffen. Diese Strahlung setzt sich aus direkter und indirekter Strahlung zusammen, deren Energie sich messen lässt.

Die direkte Strahlung trifft ohne Hindernisse direkt auf die Erde auf. Unter der indirekten Strahlung wird die Energie zusammengefasst, die nach der Streuung und der Reflexion von Wolken sowie Feuchtigkeit und Luftverschmutzung noch ankommt. In Deutschland ist das Verhältnis beider Strahlung im Normalfall 50:50. Im Jahresmittel liegt die Globalstrahlung bei circa 125 Watt pro Quadratmeter Erdoberfläche.

Gibt es einen Unterschied der Globalstrahlung im Sommer und Winter?

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) und die Hochschule Trier/Umweltcampus Birkenfeld haben in unterschiedlichen Langzeitstudien herausgefunden, dass im Laufe eines Jahres die Globalstrahlung sehr verschieden ist. Wenig überraschend sind die Erträge von PV-Anlagen in den Sommermonaten deutlich höher als im Winter. Das Verhältnis liegt bei ungefähr 3:1, oder anders ausgedrückt: Im Sommer erzeugen Photovoltaikanlagen gut drei Viertel des jährlichen Stroms.

Im Zeitraum zwischen 1991 und 2020 hat der DWD ermittelt, dass durch die Globalstrahlung pro Quadratmeter Erdoberfläche eine Leistung zwischen 975 und 1.259 Kilowattstunden erzeugt wird. Die Unterschiede erklären sich durch die verschiedenen Regionen, da die Strahlung in Süddeutschland höher ist als im Norden.

Wie viel Strom produziert eine Photovoltaikanlage im Winter?

Auch wenn im Winter viel weniger Strom erzeugt wird, rechnet sich die dunkle Jahreszeit. Eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 10 kWp, einer Größe von 50 Quadratmetern und einem Wirkungsgrad von 18 Prozent, kann in Süddeutschland im Dezember theoretisch bis zu 190 Kilowattstunden (kWh) erzeugen. Im Januar wären es rund 230 kWh und im Februar, wenn die Globalstrahlung wieder deutlich zunimmt, circa 410 kWh.

In diesen drei Wintermonaten würde die Anlage rund 830 kWh Strom erzeugen. Wird von einer täglichen Verbrauchsmenge von 14 kWh in einem durchschnittlichen Haushalt ausgegangen – im Sommer sind es rund 10 kWh – ergäbe das einen Stromverbrauch von 1.260 kWh. Im Winter ist eine PV-Anlage demnach bei idealen Bedingungen in der Lage, gut zwei Drittel des täglichen Strombedarfs zu decken.

Photovoltaikanlage im Winter: 5 Tipps

Damit die eigene Photovoltaikanlage auch bei ungünstigen Bedingungen im Winter den möglichsten optimalen Ertrag abwirft, sollten diese 5 Tipps beherzigt werden:

Tipp #1: Planung

Eine Photovoltaikanlage im Winter funktioniert nur, wenn die kalte und dunkle Jahreszeit schon bei der Planung entsprechend Berücksichtigung findet. Denn die Sonne steht in den Wintermonaten tiefer und trifft in einem anderen Winkel auf die Solarmodule. Im Winter ist es kaum möglich, dass die Sonnenstrahlen senkrecht auf die Module scheinen. Und weil die Sonne natürlich auch wandert, ist zu überlegen, ob man Nachführsysteme oder Solartracker einsetzt, die der Sonne quasi folgen. Vor allem Solartracker sind jedoch noch recht teuer, weswegen die Anschaffung überdacht werden sollte.

Tipp #2: Ausrichtung

Die optimale Ausrichtung einer PV-Anlage ist südlich, wobei auch Solarmodule, die nach Süd-West oder Süd-Ost zeigen, mit weniger als 5 Prozent verschwindend geringe Ertragseinbußen haben. Die für den Winter optimierte Photovoltaikanlage hat eine Ost-West-Ausrichtung. In diesem Fall wird die Anlage auf die beiden Dachhälften aufgeteilt. Das hat den Vorteil, dass vor allem morgens und abends, wenn der Strom auch zu Hause verbraucht wird, Energie zur Verfügung steht.

Bei der Ost-West-Ausrichtung werden die Solarmodule oft auch in einem Winkel von 55 Grad angebracht, im Gegensatz zu den empfohlenen 30 bis 40 Grad. Der steilere Winkel gleicht den niedrigeren Sonnenstand aus. Zu beachten ist, dass sich die Module durch den hohen Aufstellwinkel nicht gegenseitig verschatten. Zur Sicherheit wird zwischen den Modulreihen ein größerer Abstand gewählt, was natürlich den Nachteil hat, dass weniger Dachfläche zur Verfügung steht.

Tipp #3: Solarmodule

Die meisten Solarmodule oder Solarzellen sind aus Kristallin gefertigt. In Regionen mit einer geringeren Globalstrahlung im Winter sind Dünnschicht-Solarmodule mit Cadmium-Tellurid besser geeignet.

Tipp #4: Batteriespeicher

Gerade im Winter lohnt sich der Einsatz eines Batteriespeichers. Der Akku speichert den im Laufe des Tages produzierten Strom und steht dann zur Verfügung, wenn er am meisten benötigt wird: Das sind die Zeiten am Morgen und am Abend. Mit einem Batteriespeicher kann der Eigenverbrauch auf eine Quote von bis zu 80 Prozent gesteigert werden. Je höher der Eigenverbrauch, desto effektiver und günstiger ist eine PV-Anlage, da der Zukauf von teurem Strom externer Anbieter weniger wird.

Tipp #5: Sauberkeit

Nur saubere Solarmodule liefern den maximal möglichen Ertrag. Mit der Zeit setzen sich auf den Zellen Laub, Staub und andere Verunreinigungen ab, weshalb die Anlage nach Angaben des Herstellers regelmäßig zu reinigen ist. Im Winter reduziert Schnee die Leistungsfähigkeit der Anlage. Im Spätherbst sollte die PV-Anlage daher vorsichtig gereinigt werden. Je nach Grad der Verschmutzung darf diese Aufgabe eine Fachfirma übernehmen, die dabei die Anlage gleich warten kann.

Thomas Ringhofer ist Diplomingenieur (FH) im Bereich Gartenbau und ausgebildeter Landschaftsgärtner mit einem umfangreichen fachlichen und handwerklichen Know-how. Als Redaktionsleiter und gelernter Redakteur kann Thomas Ringhofer auf eine vielseitige und langjährige Erfahrung bei verschiedenen Tageszeitungen und im privaten Hörfunk in den unterschiedlichsten Themenbereichen zurückgreifen. Aktuell ist er als Angestellter im öffentlichen Dienst unter anderem verantwortlich für die Pressearbeit. Seit rund zehn Jahren verfasst Thomas Ringhofer darüber hinaus für verschiedene Magazine und Websites Berichte und Artikel, unter anderem für Gartenpanda.de.

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