PV-Anlagen im Winter

Funktioniert eine Photovoltaikanlage nur im Sommer?

Nein, PV-Anlagen funktionieren auch im Winter!

Es ist ein Klischee, dass viele meinen, eine PV-Anlage bringt im Winter nichts! Dieser Irrglaube kommt größtenteils davon, dass Menschen PV-Anlagen mit „Solarthermie-Anlagen“ gleichstellen. Diese werden auch am Dach montiert, dienen aber rein zur Erzeugung von Warmwasser. Somit gilt für viele auch der Rückschluss: PV-Anlagen arbeiten nur, wenn es warm ist und die Sonne scheint, also im Sommer.
Mit diesem Beitrag wollen wir „Licht ins Dunkle“ bringen und Ihnen zeigen, dass PV-Anlagen auch im Winter ertragreich eingesetzt werden können.

Wie funktionieren nun aber PV-Anlagen?

Was es benötigt, damit eine Photovoltaikanlage technisch funktioniert, haben wir bereits in einem vergangenen Beitrag erläutert. Somit wissen Sie, was vor Ort erforderlich ist, um Strom zu produzieren.
Wie kommt es nun aber dazu und welche umwelttechnischen Umstände und Einflüsse müssen gegeben sein, damit eine PV-Anlage ihren Auftrag ertragreich erfüllen kann?

Über den PV-Ertrag entscheidet mitunter die GLOBALSTRAHLUNG?

Die Globalstrahlung ist die Gesamtmenge der kurzwelligen solaren Strahlung, die auf eine horizontale Fläche wie die Erdoberfläche trifft. Sie besteht aus der sogenannten direkten und diffusen Strahlung.
Die direkte Strahlung ist die Sonnenstrahlung, die ohne Streuung durch die Atmosphäre auf die Erdoberfläche gelangt. Sie ist am stärksten, wenn die Sonne hoch am Himmel steht, also in den Sommermonaten und am Mittag.
Die diffuse Strahlung ist die Sonnenstrahlung, die an Wolken, Wasserdampf und anderen Partikeln in der Atmosphäre gestreut wird. Sie ist am stärksten, wenn die Sonne tief am Himmel steht, also in den Wintermonaten, am Morgen und am Abend.
Und dann kommt es noch auf den Strahlungswinkel an, dieser ist ebenso abhängig von der Jahres- sowie Tageszeit.
Die Globalstrahlung ist somit ein wichtiger Faktor für das Klima der Erde. Sie ist die Hauptquelle der Energie für die Erwärmung der Erdoberfläche und der Atmosphäre.

Welche Faktoren beeinflussen die Globalstrahlung

Es sind mehrere Faktoren die sich noch hinzugesellen und Einfluss auf die Globalstrahlung nehmen. Folgende Faktoren möchten wir hier anführen:

• Geographische Breite: Die Globalstrahlung nimmt mit zunehmendem Breitengrad ab. Dies liegt daran, dass die Sonne am Äquator höher am Himmel steht und daher mehr direkte Strahlung erreicht.
• Jahreszeit: Die Globalstrahlung nimmt im Sommer zu und im Winter ab. Dies liegt daran, dass die Sonne im Sommer länger am Tag scheint und die Tage länger sind.
• Tageszeit: Die Globalstrahlung nimmt am Mittag zu und am Morgen und Abend ab. Dies liegt daran, dass die Sonne am Mittag höher am Himmel steht und daher mehr direkte Strahlung erreicht.
• Wetterbedingungen: Die Globalstrahlung nimmt bei bewölktem Himmel ab. Dies liegt daran, dass Wolken einen Teil der Sonnenstrahlung absorbieren oder reflektieren.
• Luftverschmutzung: Luftverschmutzung kann die Globalstrahlung erhöhen, indem sie die Streuung der Sonnenstrahlung erhöht.

Im Umkehrschluss daraus sieht man aber auch, dass man mit einer guten Planung und unter Berücksichtigung der angeführten Faktoren, die Effizienz seiner PV-Anlage enorm steigern kann. Durch die Anpassung der Neigungswinkel und der Süd-Ost-West Ausrichtung kann schon viel erreicht werden. Achten Sie bei der Planung genau darauf, ob Ihr Planer dies berücksichtigt hat.

Wieviel Strom produziert eine PV-Anlage mit 10kWp im Winter?

Dass der Ertrag in den Wintermonaten geringer ist, ist unbestritten. Im Winterhalbjahr (Oktober bis März) werden ca. 20-30% der Jahresproduktionsmenge produziert. Somit obliegt der Großteil der Produktion im Sommerhalbjahr (April bis Septmber). Dies bedeutet aber nicht, dass sich eine PV-Anlage im Winter nicht rechnet.
Nach folgender Formel kann man den Ertrag einer PV-Anlage im Winter bzw. pro Monat ganz grob errechnen:
Ertrag = Einstrahlung * Modulfläche * Wirkungsgrad

Rechnen wir ein Beispiel:
Nehmen wir dafür den Standort Klagenfurt in Kärnten mit der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung pro Monat an:

• Sonneneinstrahlung im Dezember: 18 kWh/m2
• Sonneneinstrahlung im Jänner: 28 kWh/m2
• Sonneneinstrahlung im Februar: 48 kWh/m2

Leistung der PV-Anlage 10kWp
Größe: 50m2
Wirkungsgrad: angenommen 19%

Dezember: 18 kWh/m2 * 50m2 * 0,19 = 171 kWh
Jänner: 28 kWh/m2 * 50m2 * 0,19 = 266 kWh
Februar: 48 kWh/m2 * 50m2 * 0,19 = 456 kWh

Somit werden für die Monate Dezember, Jänner und Februar gemeinsam rund 893 kWh produziert. Dadurch kann man bereits einen großen Teil des Strombedarfs decken.

Wie sollte eine für den Winter optimierte PV-Anlage ausgerichtet sein?

Eine speziell für den Winter optimierte PV-Anlage sollte mit einer Ost-West Ausrichtung geplant werden. Diese teilt man dann auch noch in zwei Felder auf, wobei ein Feld auf der Ost- und das andere auf der Westseite des Daches angebracht wird.
Zusätzlich dazu sollten die PV-Module auch steiler als normal aufgestellt werden (55 Grad anstelle von 30 bis 35 Grad) - hiermit gleicht man den niedrigeren Sonnenstand aus.
Das wäre eine rein für den Winter optimierte PV-Anlage. Natürlich ist dies im Jahresverlauf alleine nicht sinnvoll und umso wichtiger ist es auch, die Anlage umfangreich zu planen, um den maximalen Ertrag zu erlangen.

Resümee!

Ja, der Ertrag einer PV-Anlage ist im Winter geringer als in den Sommermonaten. Dennoch zahlt sich eine PV-Anlage auch in den winterlichen, kälteren Monaten in jedem Fall aus. Es ist immer günstiger den eigenen PV-Strom zu verbrauchen, als teuren Netzstrom zu kaufen. Zum anderen beträgt die Sommerproduktion ein Vielfaches vom benötigten Eigenverbrauch, den man als Überschuss einspeisen kann und dafür eine entsprechende Vergütung bekommt. Hierzu haben wir in unserem Ratgeber bereits einen eigenen Artikel veröffentlicht. Hier erfahren Sie mehr zum Thema Überschusseinspeisung.

Um mehr von seinem eigens produzierten Strom zu profitieren, empfiehlt sich der Einsatz eines Batteriespeichers. Damit erhöht man den Eigenverbrauch auf 50 bis 80%, wodurch sich Anteil an gekauftem Strom weiter reduziert.
Eine neue und sehr interessante Variante ist das Mitmachen in einer Energiegemeinschaft. Was dies für Sie bedeuten kann und welche Vorteile diese bieten, lesen Sie hier.

Somit konnten wir ein weiteres Klischee bereinigen.
Sind Sie bereit für den nächsten Schritt? Dann folgen Sie den Link zu unserem „interaktiven Anfrageformular“ und fordern Sie noch heute, ganz unverbindlich, ein Angebot für Ihre persönliche Photovoltaikanlage an.