Rentiert sich eine Solaranlage auch im Winter?

Author's iconLukas Hoffmeier
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Solaranlage im Winter: Warum sich PV-Module auch in der dunklen Jahreszeit rentieren

Nicht nur im Sommer, sondern auch im Winter bei geringerer Sonneneinstrahlung, ist eine Photovoltaik-Anlage zur Senkung deiner laufenden Stromkosten vorteilhaft. Mit einer Mini-Solaranlage produzierst Du nachhaltigen Strom zur Deckung deines Grundbedarfs. Neben dem finanziellen Vorteil erlangst Du dabei mehr Unabhängigkeit vom Energieversorger und bist auf weniger Strom aus fossilen Energieträgern angewiesen. Wir zeigen auf, wie viel Strom Deine Solaranlage im Winterbetrieb generieren kann, und worauf bei der Installation und Nutzung zu achten ist, um das Beste aus der Anlage herauszuholen.

Photovoltaik im Winter: Vergleich mit den Verhältnissen im Sommer und 

Wer sich für den Kauf einer Solaranlage entscheidet, erwartet vor allem im Sommer große Erträge. In der sonnenreichen und warmen Jahreszeit sind täglich mehrere Kilowattstunden Leistung und somit maximale Erträge problemlos erreichbar. Bei bis zu 12 Sonnenstunden täglich erreichen Solaranlagen ihren maximalen Ertrag.

Ehe wir uns dem Winter widmen, gehen wir zunächst vom Sommer aus: Was bedeuten ideale 12 Sonnenstunden für Dich und Deine priwatt Mini-Solaranlage?

  • Falls Du Dich bei uns für eine Mini-PV-Anlage mit der üblichen Maximalleistung von 600 Watt entscheidest, generierst Du im Sommer an einem Tag pauschal bis zu 7,2 Kilowattstunden.
  • Die Rechnung, mit der Du später auch die Anlagenleistung im Winter errechnest, lautet: Tagesleistung in kWh = Leistung in kW x Sonnenstunden am Tag.
  • Leistungsverluste in Phasen stärkerer Bewölkung und weitere Aspekte bleiben in dieser Rechnung erstmal außen vor und sind im Sommer ohnehin selten. 

Die Leistung hängt zudem stark von der Ausrichtung der Photovoltaik-Anlage ab: Ist die Solaranlage auf der Westseite des Balkons oder Daches montiert, wird vor allem in den Abendstunden Strom produziert - weniger während des Morgens. Zur Maximierung der Erzeugung wird das Solarkraftwerk südlich ausgerichtet. Im monatlichen Durchschnitt kann ein solches Solarkraftwerk mit zwei Modulen bis zu 60 kWh generieren.

Nun zu den Verhältnissen während des Winters. In dieser Jahreszeit beeinflussen drei wesentliche Faktoren die Leistungsfähigkeit einer Solaranlage leider negativ. Neben dem im Vergleich zum Sommer tieferen Sonnenstand, der für weniger Sonnenstunden pro Tag sorgt, spielt auch das Wetter eine große Rolle: Bei bewölktem Himmel erreicht nur ein Bruchteil der bei Sonnenschein verfügbaren Solarstrahlung die Photovoltaikanlage. Dritter Faktor: Schnee, Eis und Laub auf den Modulen sind naturgegebene Barrieren bei der Energieerzeugung aus Sonnenenergie.

Trotzdem kann ein Solarkraftwerk auch im Winter einen nennenswerten Anteil deines Energieverbrauchs generieren. Je mehr Module die Solaranlage hat, desto höher ist der produzierte Solarstrom. Bei weniger als acht Stunden Tageslicht und unter Berücksichtigung der sonstigen negativen Einflussfaktoren kann eine Anlage mit zwei Solarmodulen im Winter täglich immerhin bis zu 2 kWh Strom erzeugen.

Ganz nebenbei: Durch eine platzsparende Montage nehmen die PV-Module von priwatt kaum Raum ein. Das ist eine weitere gute Voraussetzung dafür, die Panels auch in Wintermonaten montiert und Solarstrom produzieren zu lassen.

Solarmodule: Wie stark nimmt die Sonnenstrahlung im Winter ab und wie viel Strom kannst du erzeugen?

Durch die geringere Sonneneinstrahlung von ungefähr November bis Februar, ausgelöst durch schlechtes Wetter und einem tiefen Sonnenstand, ist die Erzeugungsleistung einer Photovoltaikanlage eingeschränkt. Selbst eine minimale Umpositionierung, um den niedrigeren Sonnenstand besser nutzen zu können, verschafft kaum einen Nutzen; dafür sind die winterlichen Einflüsse zu störend.

Die tatsächliche Leistung von Solarkraftwerken im Winter lässt sich mithilfe der sogenannten Globalstrahlung schätzen, die im Laufe des Jahres je nach Standort variiert. Diese beschreibt die durchschnittliche Sonneneinstrahlung pro Jahr, bezogen auf einen Quadratmeter. In Deutschland liegt dieser Wert bei rund 1000-1.300 kWh/m2.

Zu diesem Wert muss noch der Wirkungsgrad der Photovoltaik-Einheiten eingerechnet werden. Aktuelle PV-Anlagen besitzen einen Wirkungsgrad von ungefähr 20 Prozent, also werden circa 200 kWh pro Jahr und Quadratmeter PV-Modul erzeugt. Je südlicher die Module montiert werden, desto höher ist der mögliche Ertrag. Am Äquator lässt sich der höchste Solar-Ertrag erzielen. Der größte Teil der jährlichen Globalstrahlung wird in den Sommermonaten gesammelt, wenn die Sonne am höchsten steht.

Trotz der höheren Globalstrahlung in den Sommermonaten: Rund 30 Prozent der jährlich generierten Leistung fallen in die Monate von Oktober bis März! An einem sonnigen Wintertag kann das priwatt Solarkraftwerk mit zwei Modulen bis zu 2 Kilowattstunden Strom generieren. Das reicht bei Sonnenschein zur wirksamen Unterstützung von Standby- und kleinen Elektrogeräten aus. Nachts - und wenn die Sonnenstrahlung nicht ausreicht - wird ohnehin Strom aus dem öffentlichen Netz und somit vom Stromanbieter bezogen.

Theoretisch können Solar-Besitzer mit einem kleinen Energiespeicher die Nutzung der generierten Energie optimieren. Für eine Mini-Solaranlage lohnt sich ein solcher Speicher finanziell jedoch nicht (mehr dazu findest Du hier). Effizienter ist es, wenn Du den erzeugten Strom tagsüber bei Sonnenschein selbst nutzt.

Quintessenz: Sogar im Winter bietet Photovoltaik ihre Vorteile - auch wenn der Globalstrahlungs-Wert in den Wintermonaten im ersten Moment etwas enttäuschend wirkt.

Das Balkonkraftwerk benötigt keinen Eis- und Schneeschutz

Wenn Du Dich statt einer Festinstallation auf dem Dach für ein Balkonkraftwerk entschieden hast, entfällt in den meisten Fällen einer der größten Negativ-Faktoren einer Solaranlage im Winter: Du musst Dir nämlich kaum Gedanken darüber machen, ob Deine Solarpanels von Schnee, Eis oder Blättern bedeckt werden.

Solaranlagen von priwatt lassen sich je nach Wunsch komplett vertikal am Geländer deines Balkons befestigen. So haben natürliche Einflüsse keine Chance, die Leistungsfähigkeit der stromerzeugenden Silizium-Kristalle zu beschränken. Werden die priwatt-Module im 45- oder 90-Grad-Winkel am Balkon montiert, entfernen sich Rückstände durch Regen und Wind ebenfalls von selbst.

Solltest Du über eine aufstellbare Anlage mit 20°-Neigung für deinen Garten oder das Flachdach nachdenken, kann es sein, dass Du hin und wieder nach Schnee und anderen Rückständen Ausschau halten musst. Rückstände wie Blätter, aber auch Vogelkot oder Moos verringern die Erträge der Solar-Module im Jahresverlauf messbar. Entferne Rückstände und reinige die Module, wenn es notwendig ist.

Ist es sinnvoll, eine Mini-Solaranlage im Winter auszuschalten?

Entgegen früherer Überzeugungen ist heute bewiesen, dass eine Photovoltaik-Anlage mit der Kälte im Winter gut zurechtkommt. Die verbauten Silizium-Kristalle können im Zusammenspiel mit der Kälte sogar mehr Strom produzieren als bei 35° Celsius im Sommer. Mehr Energie wird in Summe trotzdem nicht umgewandelt, da im Winter parallel weniger Sonnenlicht auf der Erdoberfläche ankommt. Die meisten Hersteller geben eine Betriebs-Untergrenze von -40° Celsius an. Du kannst die Solarpanels angesichts der in Deutschland üblichen Temperaturen oberhalb der Betriebs-Untergrenze also das ganze Jahr bedenkenlos einsetzen und weiterhin bares Geld sparen.

Solaranlage im Winterbetrieb: Spielt uns der Klimawandel in die Karten?

Schauen wir in die Zukunft, stehen uns durch den Klimawandel immer wärmere Wintermonate bevor. Dies hat massive Auswirkungen auf die Sonneneinstrahlung im Winter: In den letzten 40 Jahren werden in Deutschland zur dunklen Jahreszeit immer mehr Sonnenstunden gemessen. Anhand des Klimamittels - den Daten von jeweils 30 Jahren Klimabeobachtung - zeichnet sich ab, dass die Sonne in jedem Monat des Jahres länger scheint. Im Vergleich der Jahre 1961-1990 und 1991-2020 gewinnen die Wintermonate November, Dezember, Januar und Februar rund 20 zusätzliche Sonnenstunden.

Diese zusätzlichen Sonnenstunden kann die Solaranlage im Winter sehr gut gebrauchen, um die Gesamteffizienz zu steigern. Nichtsdestotrotz: An der niedrigeren Sonnenposition in den Wintermonaten lässt sich nichts ändern. Ein viel größeres Optimierungspotenzial für PV-Anlagen im Winter gibt es also nicht.

Tipp! Solarmodul richtig aufstellen, um höchsten Ertrag zu erreichen

Am meisten Energie erzeugt Deine Solaranlage, wenn die Sonnenstrahlen im Winter exakt im 90°-Winkel auf die Module treffen. Da im Winter die Sonne nicht so hoch steigt, kommst Du am besten mit dem Neigungswinkel der Module der Sonne entgegen, damit die Sonnenstrahlen möglichst im idealen Winkel von 90 Grad auf die Module fallen. Hierfür haben wir folgende Rechenanleitung parat:

  • Die Formel, mit der Du den idealen Neigungswinkel im Winter bestimmst, lautet: 90 - (90 - Breitengrad - 23)
  • Unter diesem Link erfährst Du ungefähr, wie der Breitengrad des Standortes deiner Mini-Solaranlage ist.
  • Setze den Breitengrad in die Rechnung ein und Du errechnest den Neigungswinkel. Beachte: Führe zuerst die Rechnung in den Klammern durch und subtrahiere dann das Ergebnis von der 90 vor der Klammer!

Was die Himmelsrichtung der Module anbelangt, gilt nach wie vor, dass diese am besten gen Süden zeigen sollten, wenn bei Dir zuhause der Stromverbrauch tagsüber höher ist. Mit einer Ausrichtung gen Süden generierst Du generell am meisten Strom.

Erfahrungen mit einer Solaranlage im Winter

Was bringt eine Solaranlage im Winter eigentlich? Diese Frage haben sich mindestens 1,7 Millionen Haushalte gestellt, die bereits die Technologie von Solarmodulen nutzen. Keiner dieser Haushalte würde jemals auf die Idee kommen, die Solaranlage im Winterbetrieb abzuschalten, denn auch ohne Stromspeicher oder eine riesige PV-Anlage auf dem Dach profitieren letzten Endes alle von ihrem eigens erzeugten Strom. Der Anteil, der kostenfrei ins Stromnetz eingespeist wird, erfreut einen anderen Nutzer – allerdings zu den Konditionen seines vereinbarten Stromvertrags. 

Übrigens: Die insgesamt erzeugte Solarenergie im Februar 2021 lag bei 2,2 Terawattstunden (TWh, 2,2 Milliarden kWh). Das heißt: Für die 28 Tage lässt sich mit der eingespeisten Energie theoretisch der Strombedarf von 20 Millionen Menschen decken.

Ganz nach dem Motto "Kleinvieh macht auch Mist" leisten auch kleine Solarpanels ihren Beitrag. Ob der Strom auf einem Quadratmeter einer riesigen Sonnenfarm oder deinem Balkon generiert wird, spielt letzten Endes keine Rolle.

Fazit: Photovoltaik ist auch im Winter sinnvoll

Auch wenn die Ausbeute von Solaranlagen im Winterbetrieb auf den ersten Blick geradezu gering ist, lohnt sich die Stromerzeugung dennoch. Noch dazu wird Sonnenstrom perspektivisch in den kommenden Jahren in der dunklen Jahreszeit eine immer größere Rolle spielen.

Wichtig ist, sich beim Kauf der Solaranlage klar darüber zu sein, dass nur ein Jahresmittel erreicht werden kann und die sinkende Erzeugungsleistung im Winter nicht verhindert werden kann. In der Bilanzierung von PV-Anlagen sind die reduzierten Sonnenstunden von Oktober bis März immer einkalkuliert. Und trotzdem amortisiert sich die Investition bei vorteilhafter Ausrichtung üblicherweise schon zwischen dem 4. und 6. Jahr.

Abgesehen vom eigenen finanziellen Vorteil und dem steigenden Unabhängigkeit von deinem Energieversorger gilt: Jede einzelne grüne Kilowattstunde führt uns in die richtige Richtung, um das Klima zu retten. Sei auch Du mit deiner Mini Solaranlage ein Teil der Energiewende und mach mit!

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Lukas HoffmeierGründer & CEO von Priwatt

Ingenieur für Erneuerbare Energien (M.Sc) und ausgebildeter Energieberater, der durch seine Erfahrung in der Energie- und Solarwirtschaft viel Wissen mitbringt, um als Überzeugungstäter die Energiewende voranzutreiben.

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