Wie viel Ertrag bringt eine Solaranlage im Winter?

Der Ertrag einer Photovoltaikanlage im Winter hängt von der sogenannten „Globalstrahlung“ ab, welche die gesamte Sonneneinstrahlung bezeichnet, die auf die Erdoberfläche trifft. Dabei steht der Begriff „global“ nicht für die gesamte Sonneneinstrahlung auf der ganzen Welt, sondern dafür, dass zwei verschiedene Strahlungsarten zusammengefasst werden:

• die Direktstrahlung: trifft direkt von der Sonne auf die Solarmodule
• die Diffusstrahlung: Sonneneinstrahlung, die durch Streuung und Reflexion, etwa durch Wolken, Nebel oder Luftverschmutzung, auf die Solarmodule trifft

Die Globalstrahlung kann darum an verschiedenen Orten unterschiedlich ausfallen, gemessen wird sie in Kilowattstunden pro Quadratmeter (kWh/m²). Je höher dieser Wert, desto mehr Sonnenenergie erreicht die Erdoberfläche und die PV-Anlage.

Alle zehn Jahre veröffentlicht der Deutsche Wetterdienst (DWD) eine Karte, die die mittlere Jahressumme der Globalstrahlung in Deutschland über die vergangenen 30 Jahre zeigt. Für den Zeitraum von 1991 bis 2020 wurden Jahreswerte zwischen 975 und 1259 kWh/m² gemessen, wobei der Durchschnitt bei 1086 kWh/m² liegt. Diese große Bandbreite ergibt sich aus den regional stark unterschiedlichen Sonneneinstrahlungen: Während die Werte in der norddeutschen Tiefebene im unteren Bereich liegen, erreichen sie in weiten Teilen Bayerns und Baden-Württembergs die oberen Messwerte. Mittlere Strahlungswerte wurden in Mitteldeutschland und den östlichen Regionen ermittelt.

Aber nicht nur regional fallen die Messungen unterschiedlich aus, sondern auch saisonal. Die nachfolgende Tabelle zeigt, wie hoch die Globalstrahlung in den Sommer- und Wintermonaten war:

Durchschnittlich ergibt sich daraus in Deutschland eine Globalstrahlung von 845 kWh/m² in den Sommermonaten April bis September und eine Globalstrahlung von 237 kWh/m² in den Wintermonaten Oktober bis März.

Gut zu wissen: Auch wenn die Jahresverläufe von Globalstrahlung und Photovoltaikertrag nicht exakt übereinstimmen (22 Prozent beziehungsweise 27 Prozent im Winter), liegen sie dennoch in einem ähnlichen Bereich. Daher kann die Globalstrahlung als maßgeblicher Faktor für den Ertrag einer PV-Anlage angesehen werden. Aber auch der Wirkungsgrad der Solarmodule beeinflusst den Ertrag.

Auch Schnee mindert die Leistung einer Solaranlage im Winter nicht, er kann den Ertrag durch die Reflexion des Sonnenlichts sogar erhöhen. Bis zu einer Dicke von 15 Zentimetern können Sonnenstrahlen die auf der Anlage liegende Schneeschicht durchdringen. Liegt mehr Schnee, sollte die Solaranlage von der Schneelast befreit werden, damit sie weiterhin richtig funktioniert. Beauftragen Sie dafür unbedingt eine Fachfirma, um Schäden an der Anlage zu vermeiden. Meist rutscht der Schnee durch den Neigungswinkel des Dachs jedoch allein von den Solarmodulen. Bei Flachdächern werden die Module ebenfalls in einem Neigungswinkel auf Montagesystemen installiert.

Extreme Mengen Schnee können die Anlage beschädigen. Allerdings halten die meisten Module einer Belastung von maximal 5400 Pascal (Pa) stand – das entspricht rund 540 Kilogramm Schnee pro Quadratmeter. Zum Vergleich: In der „Schneelastzone 3“, die die schneereichsten Regionen Deutschlands umfasst, beträgt die durchschnittliche Jahresbelastung rund 110 Kilogramm pro Quadratmeter. Selbst ein Winter mit viel Schnee schadet einer Solaranlage also eher nicht.

Damit Solaranlagen im Winter mit größter Effizienz funktionieren, sollte schon bei der Installation darauf geachtet werden, dass sie im Winter nicht verschatten. Zudem kann ein steilerer Neigungswinkel den Ertrag im Winter erhöhen. Insgesamt gilt aber, dass der Winkel so ausgerichtet sein sollte, dass er über das ganze Jahr hinweg betrachtet optimale Erträge erzielt. Bei der Bestimmung des richtigen Installationsortes und des idealen Neigungswinkels helfen die regionalen Fachbetriebe oder unsere enercity-Expert:innen.

Da Expert:innen die Ausrichtung einer Solaranlage am Jahresertrag festmachen, bedeutet das in der Regel eine Süd-Ost- bis Süd-West-Ausrichtung. Sollen PV-Anlagen beispielsweise für sehr schneereiche Regionen optimiert werden, empfiehlt sich hingegen oft eine Ost-West-Ausrichtung sowie die Splittung der Anlage in zwei Teilsysteme, von denen je eins auf der Ost- und eins auf der Westseite des Dachs installiert wird. So fällt mehr Sonnenlicht auf die Solarmodule. Häufig werden die Solarmodule zusätzlich in einem Winkel von 55 Grad aufgestellt, um den niedrigen Sonnenstand im Winter besser ausgleichen zu können. Häufig raten Expert:innen bei Ferienhäusern in Skigebieten dazu, denn diese haben im Winter Hochsaison und sollten einen möglichst großen Teil ihres Stroms selbst produzieren. In den meisten Fällen ist es aber gar nicht notwendig, die Ausrichtung der Anlage für den Winterbetrieb zu optimieren.

Trotz geringerer Erträge rechnet sich Solarenergie im Winter, besonders in Kombination mit einem Stromspeicher. Ein Stromspeicher kann problemlos an jede Photovoltaikanlage angeschlossen werden und muss nach der Inbetriebnahme bei der Bundesnetzagentur angemeldet werden. Er hilft dabei, den selbst erzeugten Solarstrom effizienter zu nutzen und die Abhängigkeit von externen Stromquellen zu verringern. Der Speicher ermöglicht es, überschüssigen Solarstrom aus sonnenreichen Perioden zu speichern und in sonnenärmeren Phasen zu nutzen.

Dabei kann der selbst produzierte Strom auch dazu verwendet werden, um Warm- und Heizwasser zu erwärmen und strombetriebene Heizsysteme wie Wärmepumpen zu betreiben. Dies erhöht den Eigenverbrauch und spart gleichzeitig Kosten. Der größte Nutzen eines Stromspeichers zeigt sich im Sommer, wenn besonders viel überschüssiger Solarstrom produziert wird. Aber auch im Winter kann ein Stromspeicher einen wertvollen Beitrag leisten, um zum Beispiel den Energiebedarf zu decken und den Eigenverbrauch zu erhöhen. Abschalten sollten Sie den PV-Speicher also im Winter nicht.

Der Einsatz von Solarenergie kann sich auch lohnen, um damit zumindest zeitweise eine Wärmepumpe zu betreiben. Denn Wärmepumpen brauchen Strom für den Betrieb. Wird dieser Strom mit einer Solaranlage erzeugt, arbeitet die Wärmepumpe CO₂-neutral. Ebenso lohnt sich der Einsatz für energiefressende Nachtspeicherheizungen. Auch andere Elektroheizungen können unter Umständen damit betrieben werden. Allerdings ist der Einsatz von Elektroheizungen nicht in jeder Situation empfehlenswert, da sie verhältnismäßig viel Strom verbrauchen. Andere Heizsysteme sind im Vergleich sparsamer und günstiger.

Wie Sie Ihre Wärmepumpe mit einer PV-Anlage optimieren, erfahren Sie in unserem Artikel „PV und Wärmepumpe kombinieren“.