Schneebedeckte Solarmodule werden von einem Besen von Schnee befreit, sodass sie Strom erzeugen können.

PV-Ertrag im Winter: Wie hoch ist der Ertrag und wie kann man ihn optimieren?

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Eine Photovoltaikanlage auf dem Dach kann den Haushalt mit nachhaltigem Strom versorgen. Aber anders als der Strom aus dem öffentlichen Netz ist der Solarstrom nicht unbegrenzt verfügbar: Die Erträge schwanken mit der Sonneneinstrahlung – je weniger Sonne, desto weniger Strom wird erzeugt. Das ist vor allem im Winter ein Problem. Denn gerade dann, wenn die Sonne am wenigsten scheint, haben wir den höchsten Energiebedarf, etwa für Beleuchtung, zum Heizen und für Warmwasser. 

Die gute Nachricht vorweg: Moderne PV-Anlagen können auch im Winter gute Erträge liefern. Wie hoch der Stromertrag im Idealfall ist, hängt aber nicht nur von der Größe und Bauart der Anlage, sondern auch vom individuellen Standort ab. Wir geben Ihnen in diesem Beitrag einen Überblick, welche Faktoren den Solarstrom-Ertrag beeinflussen und wie Sie Ihren PV-Ertrag im Winter optimieren können. 
 

Welche äußeren Faktoren beeinflussen den Ertrag von PV- Anlagen?

Wie viel Strom eine Solaranlage produzieren kann, hängt nicht nur von der Anlage selbst, sondern in erster Linie vom Standort und der Jahres- bzw. Tageszeit ab. 

  • Geografische Höhe: In Höhenlagen sind die Erträge besser, da die Sonnenstrahlung stärker und direkter ist. 
     
  • Nähe zum Äquator: Je näher am Äquator, desto steiler der Sonnenwinkel und desto höher die Strahlungsenergie
     
  • Sonnenstand: In den Sommermonaten steht die Sonne länger und höher am Himmel und strahlt intensiver. Auch in den Mittagsstunden, wenn die Sonne ihren Höchststand erreicht, ist die Strahlung am stärksten und die PV-Erträge am höchsten.

Auch innerhalb von Deutschland sind Unterschiede spürbar: Solaranlagen in den südlichen Bundesländern wie Bayern und Baden-Württemberg liefern übers Jahr gesehen höhere Erträge als Anlagen im Norden. Das zeigt auch die Auswertung des Deutschen Wetterdienstes, der die Sonneneinstrahlung jedes Jahr auf einer Karte erfasst. 
 

Die Grafik zeigt eine Deutschlandkarte mit farblich hervorgehobenen Strahlungswerten.

Rechenbeispiel: PV-Ertrag im Winter 

Unterm Strich laufen alle Faktoren, die den PV-Ertrag im Winter beeinflussen, auf eines hinaus: Je intensiver die Sonneneinstrahlung, desto höher der PV-Ertrag. Die Sonnenstrahlen, die auf die Erde auftreffen, bezeichnet man als Globalstrahlung. Sie besteht aus direkten Sonnenstrahlen und Diffusstrahlen, also durch Wolken oder Verschmutzung gestreute Sonnenstrahlen. 

Die Globalstrahlung wird in Watt pro Quadratmeter (W/m²) gemessen. Wenn es um Photovoltaik geht, verwendet man aber auch kWh/m² als Einheit. Die Globalstrahlung schwankt mit jedem Jahr: im Durchschnitt liegt sie in Deutschland bei etwa 1050 W/m². Sie setzt sich jeweils etwa zur Hälfte aus Direktstrahlung und Diffusstrahlung zusammen.
 

Globalstrahlung in Deutschland im Jahr 2021 und im Jahresvergleich

Monat

Globalstrahlung 
2021
in kWh/m²
Durchschnittliche
Globalstrahlung der letzten
20 Jahre in kWh/m²
Januar 20 23
Februar 59 40
März 88 79
April 128 123
Mai 143 156
Juni 182 166
Juli 155 164
August 125 141
September 104 94
Oktober 63 56
November 23 37
Dezember 17 17

Gesamt

1107 1096
Sommerhalbjahr
(April bis September)
837  
Winterhalbjahr
(Oktober bis März)
270  

 

(Quelle der Daten: Deutscher Wetterdienst)

 

Die jährliche Auswertung des Deutschen Wetterdienstes macht deutlich, wie unterschiedlich die Sonneneinstrahlung im Sommer im Vergleich zum Winter ist. Zusammengerechnet, beträgt die Globalstrahlung im Winterhalbjahr (Oktober–März) nur etwa ein Drittel der Menge, die im Sommerhalbjahr (April–September) entsteht. 

 

Wie viel Strom erzeugt eine PV-Anlage übers Jahr?

Bei der Planung und beim Kauf einer Photovoltaikanlage wird deren Leistung in Kilowatt-Peak (kWp) angegeben. Diese Einheit bezeichnet die mögliche Spitzenleistung der Anlage unter standardisierten Labor-Bedingungen. Wie viel Strom die Anlage tatsächlich in einem Jahr erzeugt, variiert je nach Wetterverhältnissen und Standortbedingungen. Diesen tatsächlichen Stromertrag nennt man den spezifischen Ertrag
 

Spezifischer Ertrag von Photovoltaikanlagen

Als spezifischen Ertrag einer Solaranlage bezeichnet man die tatsächliche Menge an Strom, die die Anlage innerhalb eines Jahres erzeugt. Der spezifische Ertrag kann also erst nach Inbetriebnahme der Anlage errechnet werden. Dazu wird die Gesamtleistung der Anlage übers Jahr (in kWh) durch die mögliche Spitzenleistung (in kWp) geteilt. 
 

Abhängig von den jeweiligen Bedingungen erzeugt eine Solaranlage in Deutschland zwischen 800 kWh und 1200 kWh pro installiertem kWp. Bei einer Anlage mit 6 kWp bedeutet das zum Beispiel einen jährlichen Stromertrag von 5.000–6.000 kWh. Eine 10-kWp-Anlage erzeugt 8.000–12.000 kWh. 

Naturbedingt verteilt sich der Stromertrag nicht gleichmäßig über das Jahr. Ein Großteil wird während der Sommermonate erzeugt, insbesondere im Juni und Juli. Was die Sonneneinstrahlung betrifft, ist der Juni im langjährigen Jahresmittel der Spitzenmonat. Hier wird meist deutlich mehr Solarstrom produziert, als man im Haushalt verbrauchen kann. Mit einem Stromspeicher lässt sich dieser Überschuss speichern und später nutzen.
 

Ein verschneites Haus mit Photovoltaik-Modulen auf dem Dach und Stromspeicher im Keller.

Vergleich des PV-Ertrags von Sommer und Winter 

Der Unterschied zwischen den PV-Erträgen im Sommer und im Winter lässt sich am besten anhand einer Beispielrechnung zeigen. Nehmen wir eine Solaranlage mit 8 kWp, die auf einem Südwestdach installiert ist. In einem durchschnittlichen Jahr erzeugt die Anlage etwa 8.000 kWh Solarstrom. 

Die Übersicht über die Globalstrahlung weiter oben in diesem Beitrag zeigt, dass im gesamten Winterhalbjahr (Oktober bis März) nur etwa 25 % der jährlichen Globalstrahlung die Erde erreichen, während die restlichen 75 % im Sommerhalbjahr (April bis September) anfallen. Dieses Verhältnis kann man auf den Solarertrag übertragen: Rund 75 % der Solarerträge werden im Sommerhalbjahr erwirtschaftet, die restlichen 25 % im Winter. Die Ursachen dafür sind ein niedriger Sonnenstand, trübes Wetter und ein bedeckter Himmel sowie weniger Sonnenstunden. Im direkten Vergleich sehen die Erträge so aus: 

PV-Ertrag gesamt: 8.000 kWh
PV-Ertrag April-September: 6000 kWh
PV-Ertrag Oktober-März: 2000 kWh
 

PV-Ertrag: Anteile im Frühling, Sommer, Herbst und Winter

Auf Basis der durchschnittlichen Globalstrahlung lässt sich berechnen, wie hoch die Solarerträge in den einzelnen Jahreszeiten in etwa ausfallen – hier am Beispiel der 8-KWp-Solaranlage. 
 

Jahreszeit PV-Anteil in Prozent  PV-Ertrag (Anlage 8 kWp)
Frühling (März–Mai) 32,66 % 2612,8 kWh
Sommer (Juni–August) 42,97 % 3437,6 kWh
Herbst (September–November) 17,06 % 1408 kWh
 
Winter (Dezember–Februar) 7,29 % 583,2 kWh
Das Diagramm zeigt den PV-Ertrag einer Solaranlage mit 8 Kilowatt Peak über das Jahr in Deutschland.

PV-Ertrag im Winter optimieren: Welche Möglichkeiten gibt es?

Im Winter sind die PV-Erträge deutlich geringer als im Sommer – an dieser Tatsache gibt es nichts zu rütteln. Trotzdem können Sie etwas tun, um die Leistung Ihrer Solaranlage auch im Winter zu optimieren. Dazu gehört zum Beispiel, die Solaranlage regelmäßig von Laub oder Schnee zu befreien. Wenn die Paneele auch nur teilweise abgedeckt sind, können sie weniger Sonnenstrahlung aufnehmen – und entsprechend weniger Strom produzieren.

Zum Reinigen eignet sich zum Beispiel ein weicher Besen an einem Teleskopstiel, mit dem du die Paneele von einer Leiter oder vom Dachfenster aus erreichst. An der Ausrichtung der Solarpaneele lässt sich normalerweise nichts ändern: Die Module sind fest auf dem Dach installiert und lassen sich nicht nachträglich schwenken. 

Eine besonders effektive Methode, um Ihren PV-Ertrag im Winter zu optimieren, ist ein Stromspeicher. Ein Batteriespeicher  macht Ihre Solaranlage zwar nicht leistungsfähiger, aber Sie können den erzeugten Solarstrom deutlich effektiver nutzen. Der Strom, den Sie tagsüber erzeugen und nicht direkt im Haushalt verbrauchen, fließt in den Speicher. So können Sie Ihren Solarstrom auch abends oder an besonders trüben Tagen nutzen und den Grad Ihrer Selbstversorgung mit Solarstrom steigern – im Winter ebenso wie im Sommer.  

Fazit: Statt Strom im Winter zuzukaufen, lieber in einen Speicher investieren

Ganz gleich, wie effektiv Ihre Solaranlage arbeitet: Nur mit den Solarpaneelen auf dem Dach können Sie sich im Winter nicht selbst mit Strom versorgen. Dazu reicht die Wintersonne in unserem Breiten einfach nicht aus. Wenn Sie das ganze Jahr über möglichst wenig Strom aus dem Netz zukaufen möchten, ist ein Stromspeicher die beste Option. Er ermöglicht Ihnen, mehr erzeugten Solarstrom selbst zu nutzen und autarker zu werden.

Zusätzlich zum Stromspeicher gibt es Cloud-Lösungen, mit denen Sie den überschüssigen Solarstrom als Guthaben ansparen können. Im Sommer erzeugen viele PV-Anlagen nämlich mehr Strom, als der Speicher aufnehmen kann. Ist der Speicher voll, fließt der überschüssige Solarstrom ins öffentliche Netz – oder Sie legen ihn als virtuelles Stromguthaben auf Ihrem Cloud-Konto an. Mit einem Cloud-Vertrag können Sie sich das ganze Jahr über noch flexibler und unabhängiger mit Ihrem selbst erzeugten Solarstrom versorgen. 
 

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