Auch wenn es im Winter so aussieht, als gäbe es keinen Sonnenschein, sitzt niemand wirklich im Dunkeln. Daher gibt es unbestreitbar Licht, das die Hauptanforderung an eine Solaranlage erfüllt, nämlich Strom zu produzieren.

Photovoltaik im Winter

Es ist bekannt, dass die Leistung einer Photovoltaikanlage in den Wintermonaten deutlich abnimmt, aber keine Solaranlage wird nur in den kalten Monaten in Betrieb genommen, bevor sie für die wärmeren Jahreszeiten wieder abgeschaltet wird. Deshalb werden Sommer und Winter bei der Gesamtberechnung des Ertrags (im Jahresverlauf) immer zusammen berücksichtigt. Aber wie zuverlässig ist der Betrieb von Photovoltaikanlagen, wenn die Sonne nicht da ist?

Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen im Winter

Auch mitten im Winter, wenn wenig bis gar keine Sonne scheint, kann sich die Photovoltaik rentieren. Weil die Tage in den Herbst- und Wintermonaten kürzer werden, gibt es weniger Sonnenstunden. Das hat zur Folge, dass die Energiemenge, die in den Wintermonaten von der Solaranlage geerntet werden kann, geringer ist. Das liegt vor allem daran, dass der Himmel in den Wintermonaten meist bewölkt ist. Der Ertrag der Photovoltaikanlage kann jedoch auch ohne diese Komponente gesteigert werden.

Warum sich der Winter nicht unbedingt auf den Ertrag auswirkt

Wenn du im Winter Photovoltaik betreiben willst, solltest du nicht auf die Temperatur schauen, sondern eher nach oben: Wenn der Himmel klar und blau ist, wird die PV-Anlage im Winter einen hohen Solarertrag produzieren, egal wie kalt es draußen ist. Ist der Himmel bewölkt und grau, ist der Solarertrag geringer. Bei der Planung einer Photovoltaikanlage muss man ihre Dimensionen für das ganze Jahr berücksichtigen.

Photovoltaikanlage richtig Dimensionieren: So klappt’s auch in den Wintermonaten

Wenn du dich für den Kauf einer Photovoltaikanlage interessierst, ist eine der ersten Fragen, die du beantworten musst, die nach der Dimensionierung der PV-Anlage. Damit legst du den Grad der Autarkie fest, den du erreichen willst: Willst du das ganze Jahr über so viel wie möglich von deinem eigenen Solarstrom nutzen oder suchst du einen vernünftigen Mittelweg? Wenn dann die wärmeren Sommermonate kommen, wird deine PV-Anlage von sich aus einen Überschuss an Strom produzieren.

Dank des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) hat jeder Besitzer einer Solaranlage jetzt die Möglichkeit, den Solarstrom, den seine Anlage erzeugt, in das öffentliche Netz einzuspeisen und dafür eine Vergütung zu erhalten. Das war vor Inkrafttreten des EEG nicht möglich. Wenn du dir die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaik genauer ansiehst, ist das jedoch keine Lösung. Denn die Vergütung rechtfertigt nicht einmal annähernd die Anschaffungskosten für eine so dimensionierte Solaranlage.

Wie du den Ertrag deiner Solaranlage im Winter steigern kannst

Es gibt Zeiten, in denen es von größter Bedeutung ist, dass die Photovoltaikanlage im Winter ihre Spitzenleistung beibehält. Alternativ kann die Größe der Photovoltaikanlage erhöht werden, damit auch im Winter genügend Solarstrom erzeugt werden kann.

Ist es möglich, im Winter mit Photovoltaik zu heizen?

Um deine Frage zu beantworten: Der von deiner Photovoltaikanlage erzeugte Strom kann tatsächlich für den Betrieb einer Elektroheizung oder einer Wärmepumpe genutzt werden. Allerdings ist es in der Regel nicht wirtschaftlich, die Wärmepumpe ausschließlich mit Strom aus der Photovoltaikanlage zu betreiben. Das liegt daran, dass die Photovoltaikanlage sehr groß sein müsste und wesentlich mehr Strom produzieren würde, als im Haus tatsächlich benötigt wird. Die Solarenergie kann meist nur etwa 10-15 Prozent des gesamten Heizbedarfs decken, aber der Wert jeder Kilowattstunde, die sie deckt, ist beträchtlich. Solarenergie hingegen ist eine Energiequelle, die vollständig erneuerbar ist und zum Schutz der Umwelt beiträgt.

Mit einer Kilowattstunde Strom, die von einer Wärmepumpe genutzt wird, können etwa vier Kilowattstunden Wärme erzeugt werden. Da die Kosten für Solarstrom bei 10 Cent pro Kilowattstunde liegen, betragen die Kosten für eine Kilowattstunde Wärme, die von einer mit Photovoltaik betriebenen Wärmepumpe erzeugt wird, nur 2,5 Cent. Auch wenn die hohen Erträge einer Solaranlage vor allem auf die sonnigen Frühlings- und Sommermonate zurückzuführen sind, sollten die hohen Erträge einer Solaranlage in den Herbst- und Wintermonaten nicht unterschätzt werden. Dieser beträgt etwa 30 Prozent des Gesamtwertes für das Jahr.

Das bedeutet für diejenigen, die Solaranlagen betreiben, Folgendes: In den Wintermonaten kann eine Solarstromanlage mit einer Leistung von 10 kWp immer noch bis zu 3.620 kWh Energie aus der Sonne gewinnen. Je nach den Bedingungen können Dinge wie Laub und eine leichte Schneedecke dazu führen, dass deine Solaranlage weniger Energie produziert. Deshalb solltest du darauf achten, dass die Solarmodule in den Herbst- und Wintermonaten frei von Laub gehalten werden.

Die Sonneneinstrahlung auch im Winter perfekt nutzen

Selbst in den kältesten Monaten des Jahres kannst du noch bis zu 35 Prozent der von deiner Solaranlage erzeugten Energie für deinen eigenen Bedarf nutzen. Die Speicherung des Stroms ist besonders in den Wintermonaten wichtig. Da die Solarstromproduktion im Winter geringer ist, solltest du auch über die Anschaffung eines Photovoltaik-Speichersystems nachdenken. Damit kann die tagsüber produzierte Solarenergie zwischengespeichert werden, um sie zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. Je mehr Solarstrom du verbrauchst, desto mehr Geld wirst du sparen.

Ein Stromspeichersystem kann dir also helfen, den Anteil des selbst verbrauchten Stroms auf bis zu 80 Prozent zu erhöhen, wodurch du letztendlich Geld sparen kannst. Das ist besonders in den kurzen Wintertagen von Vorteil. Die Kombination einer Photovoltaikanlage mit einem Solarspeicher kann bei einer Familie mit einem Jahresverbrauch von 4.000 kWh Strom zu einer jährlichen Ersparnis von bis zu 1.300 Euro führen. Nicht nur die Solarmodule sind in den letzten Jahren billiger geworden, sondern auch andere Dinge. Außerdem sind die Preise für Stromspeicher im Laufe der Zeit um mehr als vierzig Prozent gesunken. Das bedeutet, dass sich die Anschaffungskosten für Solarspeicher, die in der Regel mit Lithium-Ionen-Batterien ausgestattet sind, in der Regel schon wenige Jahre nach der Installation amortisieren.

Effektivität von Photovoltaikanlagen bei niedrigen Temperaturen

Die Effektivität einer Photovoltaikanlage wird von zwei verschiedenen Faktoren beeinflusst: Die Menge der Sonnenenergie, die als einfallende Strahlung empfangen wurde Der Temperaturkoeffizient der Solarzellen. Es sollte nicht überraschen, dass die von den PV-Modulen erzeugte Energiemenge direkt proportional zur Menge des Sonnenlichts ist, das auf sie trifft. Was viele Menschen jedoch nicht wissen, ist, dass der Wirkungsgrad mit steigender Temperatur zunimmt. Aufgrund der niedrigeren Temperaturen in den Wintermonaten kann der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage sein maximales Potenzial erreichen. An Wintertagen, an denen die Sonne scheint, kannst du das volle Potenzial der Solaranlage ausschöpfen und die Sonneneinstrahlung effektiv nutzen.

Was ist im Winter der optimale Neigungswinkel und die optimale Ausrichtung für Solarmodule?

Die Sonne im Sommer sieht ganz anders aus als die Sonne im Winter. Der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen ist in den Wintermonaten fast senkrecht. Die Sonne steht in den Wintermonaten tiefer am Himmel als in den Sommermonaten. Wenn die Sonne genau auf eines der Solarmodule der Anlage trifft, produziert die Anlage ihre maximale Strommenge (im rechten Winkel). Aus diesem Grund ist der optimale Neigungswinkel im Winter deutlich steiler als im Sommer. Die Formel zur Bestimmung des optimalen Winkels lautet wie folgt: 90 minus (90 minus Breitengrad minus 23).

Nutzung einer Wärmepumpe mit Photovoltaik

Die Kombination einer Wärmepumpe mit anderen Energiesparmaßnahmen ist eine hervorragende Möglichkeit, die Abhängigkeit von herkömmlichen Energiequellen zu verringern. Dazu muss man wissen, dass… Der Stromverbrauch von Wärmepumpen ist in der Regel recht hoch, besonders in den kälteren Monaten. Eine typische Wärmepumpe hat eine Heizleistung von 10.000 kWh, und ihr jährlicher Energieverbrauch liegt zwischen 2.000 und 4.000 kWh. Eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 10 kWp erzeugt in den Wintermonaten nur 1.400 kWh.

Es ist wichtig zu bedenken, dass die meiste Zeit für die Beheizung des Hauses aufgewendet wird, wenn kein Strom produziert wird. In diesem Fall kann die Photovoltaikanlage nur etwa zwanzig Prozent des gesamten Energiebedarfs decken. Deshalb raten Fachleute zu einer Anlagenleistung von mindestens 12 Kilowatt in der Spitze.