Solarenergie im Winter: So holt man das Beste aus seiner PV-Anlage heraus

Die Vorstellung, PV-Anlagen würden im Winter keinen oder zu wenig Strom produzieren, hält sich hartnäckig. Doch Solaranlagen liefern auch in der kalten Jahreszeit (Dezember-Februar) noch jede Menge sauberen Ökostrom - und zwar etwa 15 kWh pro Quadratmeter!

Natürlich spiegelt sich die Stärke der Globalstrahlung in den Erträgen wider, ein Teil des Strombedarfs in Firmen und Wohngebäuden lässt sich aber dennoch weiterhin von der Solaranlage decken. 

Wie funktioniert eine Solaranlage im Winter?

Sonnenstrahlung im Winter: Weniger, aber nicht wirkungslos.

Solarstromproduktion im Winter funktioniert nicht anders als zu den anderen Jahreszeiten, allerdings wird durch das reduzierte Tageslicht, sogenannte Dunkelflauten und mögliche Verschattungen durch Laub oder Schnee weniger Strom produziert. 

Das heißt aber nicht, dass Photovoltaik im Winter keine Vorteile bietet. Auch die geringere Stromerzeugung spart Stromkosten und wirkt sich positiv auf die Klimabilanz aus. 

Warum moderne PV-Module auch bei Kälte arbeiten

Was kaum jemand weiß: Photovoltaikanlagen werden durch Kälte nicht beschädigt, sondern  können bei Kälte oft sogar effizienter arbeiten als im Sommer. Das liegt daran, dass niedrigere Temperaturen die Leitfähigkeit der Solarzelle erhöhen und den Wirkungsgrad steigern. Zudem bestehen die Module aus frostbeständigen Materialien wie Glas und Aluminium und sind für Temperaturen von -40 °C bis +85 °C ausgelegt. 

Unterschiede zwischen direkter und diffuser Strahlung

Die jährliche Globalstrahlung setzt sich zu ungefähr gleichen Anteilen aus direkter und diffuser Strahlung zusammen und bezeichnet die gesamte, auf eine Fläche treffende Energie. 

Direkte Strahlung:

• trifft ungehindert auf die Erdoberfläche 
• ist intensiver
• dominiert an klaren Tagen

Diffuse Strahlung:

• wird durch Wolken, Dunst etc. gestreut
• liefert weniger Energie 
• dominiert an bewölkten Tagen 

Gemeinsam sorgen diese beiden Strahlungsarten dafür, dass sowohl an Tagen mit gutem wie an Tagen mit schlechtem Wetter Solarenergie erzeugt werden kann. 

Wie viel Strom erzeugt eine Photovoltaikanlage im Winter?

Durchschnittlicher Ertrag einer Solaranlage im Winter

Mit Hilfe der sogenannten Globalstrahlung lässt sich der durchschnittliche Ertrag einer Solaranlage im Winter einfach berechnen. Dabei spielen zudem Angaben wie der Neigungswinkel der Solaranlage, die Ausrichtung (z.B. Südausrichtung) und der Standort eine wichtige Rolle.

Rechenbeispiel: Stromproduktion in Wintermonaten

Die Stromproduktion im Winter hängt von verschiedenen Faktoren ab, lässt sich aber mit der Globalstrahlung leicht berechnen. Diese beträgt im Frühling zwischen 80-155 kWh/m², im Sommer 141-165 kWh/m², im Herbst 37-98 kWh/m² und im Winter 19-40 kWh/m².

Wir zeigen diese Berechnung am Beispiel unseres Projekts in der Siemensstraße 6 in Bönen (https://www.hellgruen.solar/pv-anlagen-marktplatz/siemensstrasse-6) mit einer Größe von 143,64 kWp und einem Jahresertrag von 144.737 kWh. 

Dezember:

• Globalstrahlung: 19 kWh/m² auf 143,64 kWp mit Systemwirkungsgrad von 0,95 -> 

143,64 kWp x 19 kWh/m² x 0,95 = 2.592,702 kWh/Monat

Januar:

• Globalstrahlung: 22 kWh/m² auf 143,64 kWp mit Systemwirkungsgrad von 0,95 -> 

143,64 kWp x 22 kWh/m² x 0,95 = 3.002,076 kWh/Monat

Februar: 

• Globalstrahlung: 40 kWh/m² auf 143,64 kWp mit Systemwirkungsgrad von 0,95 -> 

143,64 kWp x 40 kWh/m² x 0,95 = 5.458,32 kWh/Monat

Die Wintermonate bringen insgesamt also eine Solarstromproduktion von 11.053,098 kWh, das entspricht etwa 7,64 % des Jahresertrags von 144.737 kWh. 

Schnee auf der Solaranlage – Risiko oder Nebensache?

Eine weitere Frage im Bezug auf Photovoltaik im Winter: Müssen die PV-Module von Schnee befreit werden? Auch hier variiert die Antwort je nach Neigungswinkel von Dach und Modulen, der Länge der Bedeckung durch Schnee und der Höhe der Schneelast.

Muss Schnee entfernt werden?

Schnee auf der Solaranlage wird nur in den seltensten Fällen zu einem Problem. Meistens rutscht der Schnee von selbst von den Modulen oder schmilzt nach kurzer Zeit. Bei so geringen Schneemengen ist nur mit kurzfristigen Verlusten zu rechnen, die im Jahresertrag vernachlässigbar sind. 

Den Schnee abzuräumen wird erst dann sinnvoll, wenn hohe Schneelasten Schäden an den Modulen verursachen können oder der Schnee aufgrund einer flachen Dachneigung lange liegen bleibt und die Stromproduktion stoppt. 

Beim Schneeräumen ist mit großer Vorsicht vorzugehen, um die eigene Sicherheit zu gewährleisten und die Solarmodule nicht zu beschädigen. 

Hier gilt: 

• Betreten Sie das Dach nicht selbst und arbeiten Sie vom Boden aus
• Lassen Sie die Arbeit idealerweise von Profis verrichten
• Verwenden Sie einen speziellen Solarschneeschieber mit weichem Besen 
• Lassen Sie angetaute Schneereste von selbst abschmelzen 

Wann der Albedo-Effekt den Ertrag der Anlage sogar steigern kann

Unter “Albedo” versteht man das Verhältnis des reflektierten Lichts zur einfallenden Sonnenstrahlung, gemessen von 0 (keine Reflexion) bis 1 (vollständige Reflexion). Helle Oberflächen wie Schnee haben ein hohes Rückstrahlungsvermögen und können je nach Montagehöhe und Modultyp den Ertrag von PV-Anlagen steigern. 

So optimieren Sie Ihre Solaranlage für den Winterbetrieb

Der optimale Neigungswinkel im Winter

Um die Strahlung der tiefstehenden Sonne möglichst gut zu nutzen und das Abrutschen von Schnee zu fördern, wird in Deutschland im Winter ein steiler Neigungswinkel von 45-60° empfohlen. Dabei ist allerdings zu beachten, dass die Anpassung auf den schwachen Winterertrag oft nicht wirtschaftlich ist und für die Ganzjahresnutzung ein Winkel von 30-40° empfohlen wird. Zudem ist eine Südausrichtung ideal. 

Verschattung durch Laub und Schnee vermeiden

Bei der Planung von PV-Anlagen sollte grundsätzlich darauf geachtet werden, dass umliegende Bäume, Schornsteine, Nachbargebäude und mehr nicht für eine Verschattung der Module und damit eine Minderung des Stromvertrags sorgen. 

Verschattete Module stellen eine große Herausforderung für den kompletten Betrieb dar, da die Leistung der aneinander geschalteten Module sich an das geringste Leistungsniveau anpassen. 

Für die Reinigung von Verschmutzungen wie Laub oder Schnee ist es wichtig, die oben genannten Tipps zu beachten, um die eigene Sicherheit zu gewährleisten und die Module nicht zu beschädigen. 

Mit Stromspeicher den Eigenverbrauch maximieren

Ist die Anlage mit einem Stromspeicher ausgestattet, kann die niedrigere Stromproduktion ausgeglichen werden, indem Haushalte abends mit dem tagsüber erzeugten Solarstrom versorgt werden. Demnach ist Solarstrom im Winter speichern sinnvoll. Zudem schützt die dauerhafte Nutzung die Batterie des Speichers.

Lohnt sich eine Photovoltaikanlage auch im Winter?

Besonders in Kombination mit Speicherlösungen lohnen sich Solaranlagen auch im Winter. 

Rentabilität trotz geringerer Einstrahlung

Von unseren Investor*innen bekommen wir oft die Frage gestellt: Lohnt sich eine Solaranlage auch im Winter? 

Wir können sie guten Gewissens mit ja beantworten, da die PV-Anlagen auch bei Kälte, Schnee und diffusen Lichtverhältnissen Strom erzeugen. Dieser günstige, grüne Solarstrom senkt die Stromkosten, bringt zusätzliche Einnahmen durch die Einspeisung ins Stromnetz, schafft Unabhängigkeit von volatilen Strommärkten und ist gut für unsere Umwelt. 

Unabhängigkeit von Strompreisen als zusätzlicher Vorteil

Besonders in den letzten Jahren konnten wir starke Strompreisschwankungen aufgrund geopolitischer Ereignisse beobachten, denen man bei Nutzung von Strom aus dem öffentlichen Netz ausgeliefert ist. Um diese Schwankungen zu umgehen, ist eine lokale, unabhängige Stromversorgung die optimale Möglichkeit. 

Fazit: Photovoltaik lohnt sich das ganze Jahr über

Kurz zusammengefasst: Ja, Solarenergie lohnt sich zu jeder Jahreszeit und bietet viele wirtschaftliche und ökologische Vorteile. 

Wenn Sie Ihr leerstehendes Gewerbedach in ein grünes Kraftwerk verwandeln wollen, kontaktieren Sie uns für eine kostenlose Dachanalyse und ein individuelles Pachtangebot.