Die Solaranlage ist auf dem Dach montiert, der Wechselrichter ist angeschlossen und den Stromspeicher hungert es nach der ersten PV-Ladung. Doch was ist das? Wolken ziehen auf. Der Himmel verdunkelt sich, die Sonne ist plötzlich verschwunden. Aus der Traum vom Solarstrom? Oder funktioniert Photovoltaik etwa auch ohne Sonne? Ja, die Solarmodule der PV-Anlage sind auch bei Bewölkung oder Verschattung nicht untätig.
Doch natürlich laufen Sie nicht so sehr auf Hochtouren, wie sie es bei direkter Sonneneinstrahlung könnten. Aber wie viel Ertrag ist ohne Sonne bei Bewölkung herauszuholen, was sind überhaupt die perfekten Bedingungen für die Photovoltaikanlage und wie viel Strom produziert die Anlage eigentlich im Winter? Diesen und mehr Fragen sind wir nachgegangen und haben Licht ins Dunkel gebracht.
Wie verwandeln sich Sonnenstrahlen in Strom?
Um zu eruieren, welche Leistungseinbußen uns bei Bewölkung oder Verschattung der PV-Module erwarten, müssen wir erst einmal wissen, wie die Solarzellen es schaffen, die auftreffenden Sonnenstrahlen in erneuerbare Energien umzuwandeln. Grob erklärt, produzieren die PV-Anlagen mithilfe des sogenannten photovoltaischen Prozess Strom. Hierbei beginnen die Elektronen in der Solarzelle durch den Einfall des Sonnenlichts, sich zu bewegen.
Dieser Vorgang sorgt dafür, dass der Strom fließt. Das bedeutet also für unsere Ausgangsfrage: Wir brauchen Sonnenlicht – sprich Lichtmoleküle –, damit Energie erzeugt werden kann. Aber dazu reicht zum Beispiel auch diffuse Strahlung. Nur, wenn es wirklich dunkel ist – also in der Nacht – kann die Photovoltaikanlage keinen Strom produzieren. Darum lohnt es sich immer auf eine Photovoltaikanlage im All Inclusive Paket zu setzen und so den hauseigenen Stromspeicher nutzen zu können, wenn es keine frische PV-Power vom Dach gibt. So stellen Sie sicher, dass sie eine große Menge des erzeugten Stroms selbst nutzen können.
Was bringt eine PV-Anlage bei Bewölkung?
Nun wissen wir, dass auch wenig Sonne ausreicht, um die Solaranlage zur Produktion von erneuerbarer Energie nutzen zu können. Doch wie viel Leistung bringt Photovoltaik bei Bewölkung? Ohne die Verfügbarkeit der direkten Strahlung sinken die Erträge einer Solaranlage. So lässt sich grob sagen, dass mit ungefähr 10 bis 25 % Strom aus Sonnenenergie gerechnet werden kann, wenn es sich um einen sehr bewölkten und somit dunklen Tag handelt – und das liegt an der Globalstrahlung.
Der Einfluss der Globalstrahlung auf den gewonnenen Strom
Die Globalstrahlung beschreibt die Sonnenstrahlen, die auf die Erde bzw. auf unsere Solarmodule treffen. Sie setzt sich aus der diffusen Strahlung und der direkten Strahlung zusammen. Die direkte Strahlung ist – wie die Bezeichnung schon vermuten lässt – der Teil der Sonnenstrahlen, der ohne Umwege und Widerstände auf die Erdoberfläche tritt. Im optimalen Fall begegnen die Sonnenstrahlen unseren PV-Zellen im rechten Winkel von 90 Grad.
Denn dann können die Solarmodule am meisten elektrischen Strom aus den Strahlen ziehen. Werden die Sonnenstrahlen auf dem Weg auf unser Dach jedoch von Wolken, Nebel, Luftverschmutzung etc. gestört, werden sie gebrochen und verändern dadurch ihren Winkel. Die PV-Anlage muss sich also damit zufriedengeben, dass sie nicht die volle Strahlung entgegennehmen kann und auch der perfekte rechte Winkel nicht eingehalten werden kann.
Das bedeutet jedoch nicht, dass dann kein Strom aus Sonnenstrahlung gewonnen wird. Nur eben weniger. Denn auch an sonnigen Tagen mischt sich die direkte Strahlung mit der diffusen Strahlung. Letztere hat dann immer noch einen Anteil von rund 25 %.
Wie hoch ist die Globalstrahlung in Deutschland?
Der Wert der Globalstrahlung lässt sich individuell für den jeweiligen Standort der PV-Anlage im Internet ermitteln. Hierbei hilft zum Beispiel der Deutsche Wetterdienst. Die Karte verrät: Je weiter wir uns in den Süden Deutschlands bewegen, desto höher ist auch die Globalstrahlung. Grob lässt sich sagen, dass die Globalstrahlung an einem sonnigen Tag bei 1.000 W pro Quadratmeter liegt, während sie an einem regnerischen Tag in Deutschland auf ca. 200 W pro Quadratmeter fällt.
Wie viel PV-Ertrag bei Wolken?
Wir fassen also zusammen, weniger Globalstrahlung, weniger Solarenergie. Aber was bedeutet das in Zahlen? Rechnen wir mit der theoretischen Globalstrahlung von 200 W pro Quadratmeter an einem regnerischen Tag, ist davon auszugehen, dass die Erträge der PV-Anlage ungefähr 0,15 bis 0,30 kW pro kWp entsprechen.
In einem Praxisbeispiel bedeutet das, dass eine Solaranlage mit einer Leistung von 10 kWp ungefähr 2000 W Strom produziert. Bei einer Anlage mit 5 kWp, lägen wir demnach bei ca. 1000 W. Kommen wir mit dieser Menge des selbst erzeugten Stroms über den Winter?
Wie viel kWh produziert eine Photovoltaikanlage im Winter?
Der Anteil an diffusem Licht ist in den Wintermonaten natürlich im Vergleich zum Sommer deutlich höher. Hinzu kommt, dass die Kraft der Sonne im Winter nachlässt. Ein Wert zur Orientierung: Im Winter werden nur ca. 35 % des gesamten Stromertrags einer Solaranlage produziert. Das bedeutet natürlich für uns, es gibt weniger überschüssige Energie für den hauseigenen PV-Speicher. Im Fall der Fälle brauchen wir also einen Energiezuschuss vom öffentlichen Stromversorger.
Doch neben dem Wetter bzw. der Jahreszeit gibt es noch etwas, das uns den Sonnenschein auf unsere PV-Module schmälern kann. Nämlich die Verschattung – zum Beispiel durch Bäume, Gebäude oder Kamine.
Was bringt ein Solarmodul im Schatten?
PV-Module brauchen Lichtmoleküle, um Strom zu erzeugen. Im Schatten, gibt es davon natürlich deutlich weniger, als in der knalligen Sonne. Doch die gute Nachricht vorab: eine PV-Anlage produziert auch im Schatten Energie. Denn auch dort gibt es Licht. Das bedeutet erstmal, dass auch bei Verschattung die Vorzüge des selbst erzeugten Stroms nutzbar sind. Vielleicht lässt sich die Verschattung ja sogar beheben – eine alte Satellitenschüssel könnte zum Beispiel vom Dach wandern oder ein störender Ast gestutzt werden.
Lässt sich die Verschattung nicht vermeiden, können sogenannte PV-Optimierer und spezielle Modulwechselrichter dabei helfen, die Erträge der PV-Anlage zu erhöhen. Wenn also eine Teilverschattung auf einem Dach vorliegt, heißt das keinesfalls, dass eine Photovoltaikanlage keine lohnende Investition ist. Vielmehr bedeutet das, dass die Verschattung von vornherein mit eingeplant werden sollte, dann wunderbar mit einberechnet werden kann und die Autarkie Ihrer Stromversorgung nicht weiter stört.
Was bringt eine Solaranlage ohne Sonne?
Die finale Frage: Was bringt eine Solaranlage ohne Sonne? Die Antwort lautet, PV liefert auch ohne direkte Sonneneinstrahlung und bei Schatten Energie. Und zwar sauber und nachhaltig, denn die CO2-Bilanz von Photovoltaikanlagen ist auch unter Einbezug der für die Herstellung der Anlage aufgewendeten Energie ein echtes Plus für die Umwelt.
Sie möchten Ihren eigenen CO2-Fußabdruck verringern und sowohl der Umwelt, der eigenen Unabhängigkeit und des Geldbeutels zur Liebe eine Photovoltaikanlage im All Inclusive Paket installieren? Dann sind unsere Profis von Energieversum genau die richtigen Ansprechpartner für Sie. Vereinbaren Sie jetzt einen unverbindlichen Termin und lassen Sie sich beraten.
