Sonneneinstrahlung in Deutschland: Alles, was Sie wissen müssen

Ob sich eine Photovoltaikanlage auf dem Dach rechnet, hängt in erster Linie vom Stromertrag ab, den die Anlage liefert. Dieser wiederum ist unmittelbar abhängig von der Stärke und Dauer der Sonneneinstrahlung. Aber wie findet man heraus, wie hoch die Sonneneinstrahlung am jeweiligen Standort ist und welche Werte für Photovoltaik optimal sind? Wir haben Ihnen in diesem Beitrag alle wichtigen Infos rund um die Sonneneinstrahlung in Deutschland zusammengestellt.

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Was ist Sonneneinstrahlung und warum ist sie relevant?

Als Sonneneinstrahlung bezeichnet man die Strahlungsenergie, die von der Sonne ausgeht. Die Einstrahlung, die auf der Erde ankommt, wird Globalstrahlung genannt. Damit ist nicht nur die direkte Sonnenstrahlung gemeint, sondern auch diffuse Strahlung, die etwa durch Wolken oder Smog gebrochen wird. Die Sonneneinstrahlung trifft die Erde also auch bei bedecktem Himmel – daher erzeugt ein Solarmodul auch an wolkigen oder sogar regnerischen Tagen Strom. 
 

Die Sonneneinstrahlung ist entscheidend für den Photovoltaikertrag

Die Solarzelle wandelt die Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie um. Je höher die Strahlung, desto höher die Erträge der PV-Anlage. Daher ist die Sonneneinstrahlung bzw. die Globalstrahlung ein entscheidender Faktor für die Leistung einer Solaranlage.

Die Sonneneinstrahlung schwankt je nach Jahreszeit, Sonnenstand und Witterung. Im Dezember liegt sie mit durchschnittlich 17 kWh/m² am niedrigsten. Die höchste durchschnittliche Sonneneinstrahlung pro Tag hat Deutschland im Juni mit 166 kWh/m². Auch die Region spielt eine Rolle bei der Höhe der Sonneneinstrahlung. 

Wie findet man also schnell und zuverlässig heraus, wie hoch die Sonneneinstrahlung am eigenen Standort ist? Das erfahren Sie jetzt. 
 

Die Einstrahlungskarte des Deutschen Wetterdienstes ist ein großer Helfer

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) misst seit vielen Jahren die Sonneneinstrahlung in ganz Deutschland mit Hilfe von Satellitendaten. Die so gesammelten Daten wertet der DWD aus und erstellt daraus monatliche und jährliche Strahlungskarten und -diagramme. Auf der entsprechenden Übersichtsseite des DWD  können Sie zum Beispiel nach Strahlungsart und nach Zeitraum filtern, um auf einen Blick sehen, wie hoch die Globalstrahlung in einem bestimmten Monat in Ihrer spezifischen Region war.

In der Jahresauswertung für das Jahr 2023 ist zum Beispiel gut zu erkennen, dass der Süden Deutschlands die höchste durchschnittliche Sonneneinstrahlung hat: 
 

Für PV-Anlagenbetreiber*innen ebenfalls interessant ist die Tatsache, dass die durchschnittliche jährliche Globalstrahlung in Deutschland kontinuierlich steigt. Das verdeutlicht das folgende Diagramm (Quelle: Deutscher Wetterdienst) sehr gut:

Globalstrahlung, Solarstrahlung oder Sonneneinstrahlung? 

Sonneneinstrahlung, Solarstrahlung und Globalstrahlung werden häufig synonym verwendet. Tatsächlich gibt es aber kleine Unterschiede in den Begrifflichkeiten:

Sonnenstrahlung 

Sonnenstrahlung bezeichnet die gesamte Strahlung, die von der Sonne ausgeht. Die gesamte elektromagnetische Strahlung der Sonne, das sogenannte Sonnenspektrum, ist sehr breit gefächert und reicht von Röntgenstrahlung über Infrarot- und UV-Strahlung bis hin zu Radiowellen.

Solarstrahlung 

Solarstrahlung ist synonym zu Sonnenstrahlung, der Begriff bezeichnet ebenfalls die Gesamtstrahlung der Sonne.

Globalstrahlung 

Globalstrahlung bezeichnet nur die Sonnenstrahlung, die auf die Erde auftrifft – also die Strahlung, die z. B. für die Erzeugung von Photovoltaikstrom relevant ist. Die durchschnittliche jährliche Bestrahlungsstärke der Sonne bei mittlerem Sonne-Erde-Abstand wird als Solarkonstante angegeben. 
 

Wie kann ich meine PV-Anlage an die Sonneneinstrahlung anpassen?

Photovoltaikanlagen werden in der Regel so geplant, dass sie die am jeweiligen Standort vorhandene Sonneneinstrahlung optimal ausnutzen, um das ganze Jahr über möglichst hohe Erträge zu erzielen. Der Standort eines Hauses lässt sich natürlich nicht beeinflussen, dafür aber die Ausrichtung, der Neigungswinkel und die Größe der Solarmodule auf dem Dach.

Ausrichtung der Solarmodule 

Nach Süden ausgerichtete Solarmodule erzielen die höchsten Erträge, weil sie in den Mittagsstunden, wenn die Sonneneinstrahlung am intensivsten ist, direkt zur Sonne ausgerichtet sind. Solarmodule in Ost-West-Ausrichtung liefern dagegen über den Tag hinweg gleichmäßigere Erträge, im Sommer auch schon am frühen Morgen und in den Abendstunden. Norddächer galten lange Zeit als nicht für Photovoltaik geeignet. Mittlerweile werden aber immer mehr Dächer vollständig mit Photovoltaik belegt, also auch die Nordseite. Der Vorteil hier ist, dass sich die Einstrahlungsstärke im Sommer und im Winter nur geringfügig unterscheidet – nach Norden ausgerichtete Solarmodule liefern also im Winter in etwa die gleichen Erträge wie im Sommer.

Neigungswinkel der Solarmodule zur Sonne

Die höchsten Erträge erzielen Solarmodule, die im Winkel von 90° zur Sonne stehen – allerdings nur im Sommerhalbjahr um die Mittagszeit, wenn die Sonne senkrecht am Himmel steht. Übers Jahr gesehen, sind Module mit einem Neigungswinkel zwischen 30° und 35° am ertragreichsten. Auf Dächern mit einer deutlich flacheren Neigung kann man Unterkonstruktionen einsetzen, um die Module in den richtigen Winkel zu bringen. 

 

Wie wird sich die Sonneneinstrahlung in Zukunft verändern?

Wie eingangs bereits erwähnt, hat die Globalstrahlung auf der Erde in den letzten Jahrzehnten geringfügig, aber beständig zugenommen. Mit dem Klimawandel der jüngsten Zeit hat dies nicht unbedingt zu tun. Die Forschung geht davon aus, dass sich die Sonneneinstrahlung seit Bestehen der Erde insgesamt um 30–35 % gesteigert hat. Unmittelbare Auswirkungen auf die Strahlungsintensität der Sonne haben die sogenannten Erdbahnparameter: Die Erde kreist nicht vollständig gleichmäßig um die Sonne, sondern weicht hin und wieder von ihrer elliptischen Bahn ab. Diese Abweichungen führen zu einer Veränderung der Sonneneinstrahlung auf der Erde. Allerdings gehen diese Veränderungen langfristig über den Zeitraum von Jahrhunderten vor sich – auf heute installierte Photovoltaikanlagen haben sie also kaum Einfluss. 
 

Fazit: Sonneneinstrahlung ist nur einer von vielen Faktoren

Klar ist, dass die Intensität der Sonneneinstrahlung für die Photovoltaikleistung unmittelbar relevant ist. Regionale oder jahreszeitliche Unterschiede bei der Sonneneinstrahlung sollten bei der Entscheidung für eine PV-Anlage aber dennoch kein ausschlaggebender Faktor sein. Die modernen, leistungsstarken Solarmodule von heute erzeugen auch im Winterhalbjahr und in Regionen mit geringerer Sonneneinstrahlung zuverlässig Strom. Mit weiteren Faktoren wie der Ausrichtung und dem Neigungswinkel der Module sowie Größe und Wirkungsgrad lassen sich mit der PV-Anlage optimale Erträge erzielen.

Umso wichtiger ist es, sich bei der Planung und Installation professionell unterstützen zu lassen: Ein Fachbetrieb kennt alle ausschlaggebenden Faktoren für die bestmögliche Leistung von Solarmodulen und kann die Anlage perfekt auf den Standort und auf Ihre Bedürfnisse zuschneiden.