Photovoltaik im Winter: Strom erzeugen in der kalten und dunklen Jahreszeit

Das Thema kurz und kompakt

Photovoltaik funktioniert auch im Winter: Selbst bei niedrigen Temperaturen erzeugen Solarmodule zuverlässig Strom, unterstützt durch Diffusstrahlung.

Ertrag bleibt signifikant: Bis zu 30 % des Jahresertrags werden im Winter erzielt.

Wichtige Maßnahmen: Optimale Neigung, regelmäßige Wartung und Stromspeicher steigern den Nutzen.

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Funktioniert Photovoltaik im Winter überhaupt?

Viele Hausbesitzer fragen sich, ob Photovoltaikanlagen im Winter effizient Strom erzeugen können. Die Antwort lautet: Ja, denn auch bei niedrigen Temperaturen und geringer Sonneneinstrahlung bleibt die Stromproduktion gewährleistet.

Funktionsweise bei niedrigen Temperaturen und geringer Sonneneinstrahlung

Photovoltaikmodule nutzen nicht nur direkte Sonneneinstrahlung, sondern auch Diffusstrahlung, die durch Wolken oder Nebel gestreut wird. Diese ist besonders im Winter entscheidend und sorgt dafür, dass Solarmodule selbst bei bewölktem Himmel Strom produzieren können​​. Schnee auf den Modulen kann kurzfristig Ertrag mindern, während der sogenannte Albedo-Effekt – die Reflexion des Sonnenlichts durch Schnee – die Energieausbeute erhöhen kann, wenn die Solarmodule schneefrei sind​​.

Vorteil kühler Temperaturen auf den Wirkungsgrad

Ein großer Vorteil des Winters ist die niedrige Temperatur: Pro Grad unter 25 °C steigt der Wirkungsgrad der PV-Module um etwa 0,4 %. Dadurch arbeiten die Module in der kalten Jahreszeit oft effizienter als im Sommer​.

Wie hoch ist der Ertrag im Winter?

Auch wenn die Erträge einer Photovoltaikanlage im Winter niedriger sind als im Sommer, leisten Solaranlagen einen wichtigen Beitrag zur Energieversorgung. So produziert eine Solaranlage 20 bis 30 % des Jahresertrags im Winterhalbjahr (Oktober bis März), was bei einer typischen 10 kWp-Photovoltaikanlage etwa 2.000 bis 3.000 kWh entspricht. Eine moderne Technologie und intelligente Planung ermöglichen es, den Solarstrom effizient zu nutzen – selbst in den dunkelsten Monaten.

Durchschnittliche Globalstrahlung und deren Einfluss auf die Stromproduktion

Im Winterhalbjahr, das von Oktober bis März reicht, beträgt die Globalstrahlung in Deutschland durchschnittlich 237 kWh/m², was etwa einem Drittel des Jahresdurchschnitts entspricht​​. Während sonnige Sommermonate deutlich höhere Strahlungswerte erreichen, bleibt die diffuse Winterstrahlung trotzdem eine konstante Quelle für die Stromproduktion. Dank moderner PV-Module, die diffuses Licht effizient nutzen, kann ein stabiler Betrieb auch bei bedecktem Himmel sichergestellt werden​​.

Durchschnittliche Globalstrahlung im Jahresverlauf

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Geografische Unterschiede in Deutschland

Der Standort Ihrer Photovoltaikanlage spielt eine entscheidende Rolle für den Winterertrag. In Deutschland variiert die Globalstrahlung je nach Region erheblich:

• Süddeutschland: Regionen wie Bayern und Baden-Württemberg profitieren von einer höheren jährlichen Globalstrahlung (bis zu 1.300 kWh/m²). Diese Regionen erzielen auch im Winterhalbjahr vergleichsweise höhere Erträge​​.
• Norddeutschland: Die Globalstrahlung ist hier geringer und liegt bei etwa 1.000 kWh/m². Dennoch bleibt die Stromproduktion auch im Winter stabil, vor allem durch eine gute Nutzung der Diffusstrahlung​​.
• Mitteldeutschland: Werte für Regionen wie Hessen und Niedersachen bewegen sich zwischen den Extremen des Nordens und Südens. Hier wird eine jährliche Globalstrahlung von etwa 1.100 bis 1.200 kWh/m² gemessen​​.

Beispiele für Stromerträge einer typischen 10 kWp-Anlage

Eine 10 kWp-Photovoltaikanlage kann über das Jahr hinweg erhebliche Mengen an Strom erzeugen. Dabei zeigt sich ein deutliches Gefälle des PV-Ertrags zwischen dem Sommer und dem Winter, bedingt durch Unterschiede in der Sonneneinstrahlung.

Stromerträge im Jahresverlauf

Die nachfolgende Grafik zeigt die monatlichen Stromerträge einer typischen 10 kWp-Anlage in Deutschland:

Vergleich Sommer und Winter

Die Erträge lassen sich in zwei Halbjahreszeiträume einteilen:

• Winterhalbjahr (Oktober bis März): Gesamtproduktion: 259 kWh/kWp. Anteil am Jahresertrag: ca. 27 %.
• Sommerhalbjahr (April bis September): Gesamtproduktion: 708 kWh/kWp. Anteil am Jahresertrag: ca. 73 %.

Das Sommerhalbjahr liefert etwa drei Viertel des jährlichen Ertrags, während das Winterhalbjahr nur etwa ein Viertel beisteuert. Trotzdem zeigt sich, dass auch im Winter beachtliche Mengen an Solarstrom erzeugt werden können. Besonders wichtig sind daher Maßnahmen zur Effizienzsteigerung.

Optimierung der Photovoltaikanlage im Winter

Um auch in der kalten Jahreszeit optimale Ergebnisse mit Ihrer Photovoltaikanlage zu erzielen, sind einige Anpassungen und Maßnahmen entscheidend. Die folgenden Strategien helfen dabei, die Effizienz der PV-Anlage zu maximieren und den Winterertrag zu steigern.

Neigungswinkel und Ausrichtung

Der optimale Neigungswinkel der Module variiert je nach Jahreszeit. Für den Winterbetrieb sollten Solarmodule in Deutschland mit einem steileren Winkel von 40 bis 60 Grad ausgerichtet sein. Dies reduziert die Anhaftung von Schnee auf den Solarmodulen und verbessert die Lichtaufnahme bei tieferem Sonnenstand. Eine Südausrichtung bleibt dabei ideal, um die maximale Sonneneinstrahlung zu nutzen​​.

Einsatz von Stromspeichern

Ein Stromspeicher ermöglicht es, überschüssige Energie, die tagsüber während der Sonnenstunden produziert wird, für den Abend und die Nacht zu speichern. Besonders in den Wintermonaten, wenn der Eigenverbrauch steigt und die Erzeugung tagsüber begrenzt ist, kann ein Speicher die Nutzung des selbst erzeugten Stroms erheblich erhöhen​​.

Technologien für höhere Effizienz

Moderne Solartechnologien wie bifaziale Module können auch reflektiertes Licht, beispielsweise durch Schnee, aufnehmen und so die Photovoltaik Ausbeute im Winter steigern. Ebenso helfen optimierte Wechselrichter, die Stromerzeugung an schwankende Lichtverhältnisse anzupassen​​.

Pflege und Wartung

• Schnee entfernen: Schnee auf Photovoltaikmodulen kann die Stromproduktion mindern. Um den maximalen Ertrag seiner PV-Anlage zu erzielen, möchte man Schnee von den PV-Modulen fern halten. Bei Neigungen über 40 Grad rutscht Schnee meist von selbst ab. Eine manuelle Schneeräumung sollte nur bei anhaltender Bedeckung oder Überschreitung der Schneelast erfolgen. Wichtig: Harte Werkzeuge vermeiden und die Sicherheit beachten – Fachkräfte sind oft die bessere Wahl​​.‍
• Sauberkeit der Module: Verschmutzungen wie Staub oder Laub aus dem Herbst können den Winterertrag mindern. Eine Reinigung vor der Wintersaison ist daher ratsam​​.

Im Winter mit Photovoltaik und Wärmepumpe heizen

Die Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe bietet eine energieeffiziente Möglichkeit, auch in den Wintermonaten kostengünstig zu heizen. Durch die Verwendung des erzeugten Solarstroms können Sie nicht nur Ihre Heizkosten senken, sondern auch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduzieren.

Wie funktioniert das Heizen mit Photovoltaik im Winter?

Eine Wärmepumpe wandelt Umweltenergie – etwa aus der Luft, dem Boden oder Wasser – in Heizenergie um. Der für den Betrieb benötigte Strom kann direkt durch Ihre Photovoltaikanlage bereitgestellt werden. Besonders im Winter, wenn der Eigenverbrauch steigt, hilft die Kombination dabei, den Bedarf effizient zu decken​​.

Vorteile der Kombination von PV-Anlage und Wärmepumpe

• Kostenersparnis: Durch den Eigenverbrauch von Solarstrom sinken die Stromkosten für den Betrieb der Wärmepumpe erheblich.
• Umweltfreundlichkeit: Die Nutzung von erneuerbarer Energie für Heizung und Warmwasser reduziert den CO₂-Ausstoß.
• Energiespeicherung: Mit einem Stromspeicher können Sie den tagsüber erzeugten Solarstrom auch in den Abendstunden nutzen, wenn der Heizbedarf besonders hoch ist​​.

Praxistipp: Effizienz maximieren

• Planen Sie die Photovoltaikanlage so, dass sie genügend Leistung für die Wärmepumpe liefert. Hierbei hilft Ihnen die Solarberatung von Enter.
• Ein Stromspeicher sorgt dafür, dass auch bei geringem Sonnenlicht ausreichend Energie zur Verfügung steht.
• Nutzen Sie eine intelligente Steuerung, um die Wärmepumpe vorrangig mit Solarstrom zu betreiben und Spitzenlastzeiten zu vermeiden​​.

Fazit: Jetzt mit Enter umsteigen auf Photovoltaik und auch im Winter Strom erzeugen

Photovoltaik im Winter lohnt sich. Moderne Technologien, optimierte Neigungswinkel und die Integration von Stromspeichern sorgen dafür, dass Solaranlagen selbst bei geringer Sonneneinstrahlung eine zuverlässige Energiequelle bleiben. Kombiniert mit einer Wärmepumpe, ermöglicht die erzeugte Solarenergie nicht nur die Stromversorgung, sondern auch effizientes Heizen im Winter.

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