Wie sich die Jahreszeiten auf die Leistung von Photovoltaikanlagen auswirken

Photovoltaikanlagen gehören heute zu den wichtigsten Bausteinen einer nachhaltigen Energieversorgung. Doch viele Anlagenbesitzer stellen sich die Frage: Wie stark beeinflussen die Jahreszeiten die Leistung einer PV-Anlage – insbesondere im Winter, Herbst und Frühling? 

Tatsächlich ist die Stromerzeugung mit Solarenergie kein reines Sommerphänomen. Auch in den kälteren Monaten können Photovoltaikanlagen zuverlässig Energie liefern – vorausgesetzt, sie sind richtig geplant, montiert und gewartet. In diesem Beitrag erfährst du, wie sich die verschiedenen Jahreszeiten auf die Leistung deiner Anlage auswirken, worauf du bei der Ausrichtung im Winter achten solltest und wie du das Maximum aus deiner PV-Anlage herausholst.

Warum Jahreszeiten für Photovoltaikanlagen so wichtig sind

Die Sonne liefert das ganze Jahr über Energie, aber die Menge und der Einfallswinkel variieren je nach Jahreszeit. Das hat einen direkten Einfluss auf den Ertrag deiner Photovoltaikanlage.

1. Zyklizität und Vorhersehbarkeit: Erneuerbare Energien wie die Solarenergie sind zyklisch. Das bedeutet, sie folgen einem vorhersehbaren Muster, das sich im Laufe eines Jahres wiederholt. Diese Vorhersehbarkeit ermöglicht es Energieversorgern und Hausbesitzern, ihre Energieproduktion und -verbrauch besser zu planen.
2. Optimale Nutzung: Der Kenntnisstand über den Einfluss der Jahreszeiten ermöglicht es, Photovoltaikanlagen optimal auszurichten und ihre Leistungsfähigkeit je nach Jahreszeit zu maximieren. Dies kann z.B. durch variable Neigungswinkel oder den Einsatz von Trackingsystemen erreicht werden.
3. Speicherlösungen: Das Verständnis der saisonalen Schwankungen bei der Energieproduktion motiviert zur Entwicklung und Implementierung von Speichern für Photovoltaikanlagen. Diese helfen, Energieüberschüsse in produktionsstarken Monaten zu speichern und in produktionsschwachen Zeiten zu verwenden.
4. Kombination mit anderen erneuerbaren Energien: Die Kenntnis der Jahreszeiten kann auch dabei helfen, erneuerbare Energiequellen sinnvoll zu kombinieren. Während beispielsweise in sonnenarmen Wintermonaten in einigen Regionen der Wind stärker weht, kann die Windenergie die Solarenergie ergänzen und umgekehrt.

Photovoltaik im Winter: Weniger Sonne, aber höhere Effizienz

Viele Betreiber unterschätzen das Potenzial von Photovoltaikanlagen im Winter. Zwar sind die Sonnenstunden geringer, doch die Module arbeiten bei niedrigen Temperaturen besonders effizient. Mit der richtigen Planung lassen sich auch in der kalten Jahreszeit gute Erträge erzielen.

• Kalte Temperaturen erhöhen die Effizienz: PV-Module verlieren bei Hitze an Leistung. Je höher die Temperatur, desto größer der Spannungsabfall in den Solarzellen. Im Winter wirken sich die kühlen Temperaturen positiv auf die Leistung aus: Module können bei gleicher Sonneneinstrahlung sogar bis zu 20 Prozent effizienter arbeiten als im Sommer.
• Schnee als natürlicher Reflektor: Eine geschlossene Schneedecke kann zwar kurzfristig den Stromertrag blockieren, doch sie hat auch positive Effekte. Frischer Schnee reflektiert das Sonnenlicht und erhöht damit die Einstrahlung auf die Module. Das kann den Ertrag spürbar steigern, insbesondere bei sonnigem Winterwetter. Wichtig ist, dass sich kein dicker Schnee auf den Modulen sammelt, da er den Lichteinfall blockiert. Ein steiler Neigungswinkel hilft, dass Schnee leichter abrutscht.
• Saubere Module für bessere Erträge: Verschmutzungen, Pollen und Staub können den Wirkungsgrad der Anlage deutlich verringern. Im Winter sorgt Regen oder Schnee zwar für eine natürliche Reinigung, dennoch sollten Anlagen regelmäßig überprüft werden. Eine professionelle Reinigung alle paar Jahre kann die Leistung dauerhaft stabil halten und Ertragsverluste verhindern.
• Die richtige Modulwahl für den Winterbetrieb: Nicht jedes Modul reagiert gleich auf diffuse Strahlung, Nebel oder reflektierendes Licht. Dünnschichtmodule sind beispielsweise bei diffusem Licht besonders leistungsfähig, während CIGS-Module von der Reflexion des Schnees profitieren. Wer in einer Region mit langen Wintern oder häufigem Nebel lebt, sollte dies bereits bei der Modulauswahl berücksichtigen.
• Durchdachte Installation: Schon bei der Planung der Anlage sollte der niedrigere Sonnenstand im Winter berücksichtigt werden, insbesondere hinsichtlich der optimalen Ausrichtung und Neigung der Module. Zudem sollte man sich über die erhöhte Gefahr einer Verschattung im Winter im Klaren sein. Eine gründliche Schattenanalyse vor der Installation kann hier hilfreich sein.

Photovoltaikanlagen im Herbst und Frühling: Gleichmäßige Erträge durch ideale Bedingungen

Während der Sommer mit maximaler Einstrahlung und der Winter mit hoher Effizienz überzeugen, bieten Herbst und Frühling ein ausgeglichenes Verhältnis beider Faktoren. In diesen Übergangszeiten arbeiten Photovoltaikanlagen besonders stabil und zuverlässig.

• Mäßige Temperaturen für stabile Leistung: Extreme Hitze kann die Leistung von Solarzellen verringern. In den gemäßigten Temperaturen des Frühjahrs und Herbstes laufen Module dagegen unter Idealbedingungen. Es kommt zu keiner Überhitzung, und die elektrische Spannung bleibt konstant hoch.
• Gleichmäßige Tagesverläufe in den Übergangsjahreszeiten: Im Frühling verlängern sich die Tage, während sie im Herbst langsam kürzer werden. Diese gleichmäßigen Übergänge sorgen dafür, dass die PV-Anlage über den Tag verteilt stabil Energie produziert. Damit lassen sich Speicher effizienter nutzen und Eigenverbrauchsstrategien besser planen.
• Einfluss von Laub, Schatten und Pollen: Herabfallendes Laub oder Pollenablagerungen können die Module verdecken und damit die Leistung reduzieren. Auch längere Schatten durch tief stehende Sonne spielen in diesen Jahreszeiten eine Rolle. Regelmäßige Sichtkontrollen und einfache Reinigungsmaßnahmen verhindern Ertragseinbußen.

Ausrichtung der PV-Anlage im Winter: Der entscheidende Faktor für hohe Erträge

Eine optimale Ausrichtung der PV-Anlage im Winter ist entscheidend, um auch in der kalten Jahreszeit gute Erträge zu erzielen.

• Süd-Ausrichtung mit steiler Neigung: Für die Wintermonate empfiehlt sich eine Ausrichtung nach Süden mit einem Neigungswinkel von etwa 50 bis 60 Grad. Damit treffen die flach einfallenden Sonnenstrahlen besser auf die Modulfläche, und Schnee kann schneller abrutschen. Eine steilere Neigung verringert außerdem die Gefahr, dass sich Schnee dauerhaft auf den Modulen ablagert.
• Ost-West-Ausrichtung für gleichmäßige Tagesproduktion: Eine Ost-West-Ausrichtung ist sinnvoll, wenn die Dachfläche begrenzt ist oder der Strombedarf gleichmäßig über den Tag verteilt werden soll. Morgens fangen die Ost-Module die ersten Sonnenstrahlen ein, während die West-Module am Nachmittag aktiv sind. Dadurch verteilt sich die Stromproduktion gleichmäßiger über den Tag.
• Schneelast und Verschattung im Winter beachten: In Regionen mit starkem Schneefall ist es wichtig, die Dachkonstruktion auf Schneelast auszulegen. Auch sollten bei der Planung Verschattungen durch Nachbargebäude, Bäume oder Antennen berücksichtigt werden. Eine gründliche Schattenanalyse vor der Installation hilft, Ertragsverluste im Winter zu vermeiden.

Photovoltaik im Jahresverlauf: Das Zusammenspiel der Jahreszeiten

FAQ: Häufig gestellte Fragen zu Photovoltaik im Winter und den Jahreszeiten

Lohnt sich Photovoltaik im Winter überhaupt?

Ja, Photovoltaik im Winter lohnt sich durchaus. Auch bei geringer Sonneneinstrahlung liefern moderne Module Strom. Kalte Temperaturen erhöhen die Effizienz, und reflektierender Schnee kann den Ertrag zusätzlich steigern.

Wie sollte eine PV-Anlage im Winter ausgerichtet sein?

Eine Südausrichtung mit einem Neigungswinkel von etwa 50 bis 60 Grad ist ideal. So kann die tief stehende Sonne optimal genutzt werden, und Schnee rutscht besser ab.

Wie effizient sind Photovoltaikanlagen im Herbst und Frühling?

In diesen Jahreszeiten arbeiten PV-Anlagen besonders effizient, da die Temperaturen moderat sind und die Module weder überhitzen noch vereisen. Regelmäßige Reinigung schützt vor Pollen oder Laub.

Sollte man Photovoltaikmodule im Winter reinigen?

In der Regel ist das nicht nötig, da Schnee und Regen für eine natürliche Reinigung sorgen. Nur bei starken Verschmutzungen oder dauerhaftem Schnee empfiehlt sich eine vorsichtige manuelle Reinigung.

Wie beeinflusst die Jahreszeit den Stromertrag insgesamt?

Die Jahreszeit hat großen Einfluss auf den Ertrag. Während im Sommer die Menge an Sonnenlicht entscheidend ist, sorgt im Winter die Effizienzsteigerung durch Kälte für stabile Werte. Frühling und Herbst bieten den besten Kompromiss zwischen Intensität und Temperatur.