Solarstrom im Winter produzieren – das sollte man wissen

 

Eine durchschnittliche Solaranlage produziert in unseren Breitengraden rund drei Viertel ihrer Erträge im Sommer und Frühjahr. Der Rest entfällt auf die Herbst- und Wintermonate, die dunkler und in der Regel bewölkter sind. Damit sind bereits zwei Gründe für geringere Erträge im Winter genannt. Wer sich ein wenig auskennt, kann jedoch auch in den dunklen Wintermonaten einiges aus seiner PV-Anlage rausholen.

1.) Die optimale Ausrichtung

Bei der Ausrichtung einer Photovoltaikanlage müssen wir zwischen direkter und diffuser Sonneneinstrahlung unterscheiden:

Die direkte Einstrahlung besteht aus den Sonnenstrahlen, die unmittelbar, ohne Reflexionen auf die Solarmodule treffen. Hier ist der Ertrag am höchsten, wenn die Sonne genau senkrecht zu den Modulen steht. Dies ist auch der Grund, weshalb der Anstellwinkel von Solaranlagen im Norden steiler ist als im Süden: Im Norden steht die Sonne flacher. Am Äquator hingegen liegen optimal ausgerichtete Paneele flach auf dem Dach, wobei dies wiederum die Selbstreinigung beeinträchtigt. Eine in Deutschland übliche Ausrichtung mit einem Neigungswinkel zwischen 30° und 35° ist angesichts des Sonnenstandes in unseren Breiten bereits ein guter Kompromiss zwischen Winter und Sommer.

Die diffuse Einstrahlung entsteht, wenn die Sonnenstrahlen, bevor sie auf die Module treffen, gestreut werden. Dies geschieht beispielsweise durch Staubpartikel in der Luft, aber auch durch Wasserdampf bei Nebel und schlussendlich also auch durch Wolken. Diffuse Sonneneinstrahlung ist nicht so abhängig vom optimalen Anstellwinkel wie direkte Sonneneinstrahlung. Konkret: Ob die PV-Anlage an einem bewölkten Winter- oder Herbsttag optimal zur Sonne ausgerichtet ist, ist zweitranging, da die Sonnenstrahlen ohnehin gestreut werden und praktisch von allen Seiten kommen.

Was können wir daraus mitnehmen? Je nach regionaler Wetterlage sollte man abwägen zwischen einer für den Sommer optimierten Ausrichtung und einer Ausrichtung, die alle Jahreszeiten gleichermaßen berücksichtigt. Wer in einer Gegend wohnt, in der die Herbst- und Wintertage ohnehin fast vollständig von Wolken behangen sind, kann sich ganz auf die optimale Ausrichtung für die Sommertage konzentrieren. Hier ist weitaus mehr zu holen, da man es im Winter ohnehin fast ausschließlich mit diffuser Einstrahlung zu tun hat.

2.) Je kühler die Solarzellen, desto höher der Wirkungsgrad der PV-Anlage

Mit steigender Wärme sinkt der Wirkungsgrad von Solarzellen. Wäre dies nicht der Fall, dann würde eine Solaranlage im warmen Sommer mit viel Sonnenschein weitaus mehr Energie liefern, als sie es tatsächlich tut. Für die Winterzeit heißt dies, dass der Ertrag trotz kürzerer Tage durchaus hoch sein kann. Dies ist dann wiederum von der optimalen Ausrichtung der Module abhängig – und davon, ob man sich in einer Region befindet, in der der Himmel im Winter häufig klar ist. Dieser Fall ist das Gegenteil des weiter oben unter 1. beschriebenen Szenarios: Hier lohnt es sich, bei der Ausrichtung der Module definitiv auch den Sonnenstand in den Wintermonaten zu berücksichtigen. Denn bei tiefen Temperaturen haben sie einen deutlich besseren Wirkungsgrad als an warmen Sommertagen. Eine optimale Ausrichtung der Module auf die tiefstehende Wintersonne hilft, diesen Effekt auszunutzen.

3.) Was tun bei Schnee auf den Modulen?

Viele PV-Anlagenbesitzer sorgen sich um Schneefälle, da die Schneedecke auf den Solarmodulen das Licht am Durchdringen hindert. In der Realität ist dies aber nicht immer der Fall. Selbst durch eine 15 cm dicke Schneedecke dringt noch ausreichend Sonnenlicht, um ein wenig Strom zu produzieren. Bei dünneren Schneedecken ist der Ertrag entsprechend höher. Hinzu kommt, dass für unsere Breitengrade ausgerichtete Solaranlagen bei einem Anstellwinkel von üblicherweise 30 bis 35° ausreichend steil sind, damit Schnee zügig genug abrutscht. Beschleunigt wird dies durch die Wärme, die entsteht, wenn ein kleiner Teil des Paneels freiliegt. Hierdurch heizt sich das Paneel auf, sodass der übrige Schnee schnell abrutschen sollte.

Auch im Winter lohnt sich eine Photovoltaik-Anlage

Auch im Winter lässt sich also Solarstrom produzieren. In manchen Lagen, gerade in den Bergen, wo die Sonne auch im Winter ordentlich scheint, sind die Erträge bei richtiger Ausrichtung der Module sogar recht ordentlich. Wichtig ist in allen Fällen, dass die Position der PV-Anlage an die örtlichen Gegebenheiten angepasst ist. Die Königslösung sind dabei nachgeführte Solaranlagen, die ihre Position automatisch dem Sonnenstand anpassen. Für die klassische private Anlage auf dem Dach ist dies jedoch nichts.

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