Photovoltaik im Winter: Lohnt es sich?

Die Sonne mag im Winter weniger intensiv scheinen, doch Ihre Photovoltaikanlage kann auch in der kalten Jahreszeit effektiv Strom erzeugen. Tatsächlich profitieren Solarmodule sogar von niedrigeren Temperaturen, da sie bei Kälte effizienter arbeiten als bei sommerlicher Hitze.

Während die verkürzte Tageslichtdauer und die geringere Sonneneinstrahlung den Solarertrag im Winter naturgemäß reduzieren, gibt es zahlreiche Möglichkeiten, die Stromproduktion Ihrer PV-Anlage auch in den Wintermonaten zu optimieren. Faktoren wie die richtige Neigung der Module, der Umgang mit Schneelast und die Kombination mit Stromspeichern spielen dabei eine entscheidende Rolle.

In Deutschland können Sie mit einer durchschnittlichen Globalstrahlung von etwa 25 kWh pro Quadratmeter im Dezember und Januar rechnen – deutlich weniger als die 150-200 kWh in den Sommermonaten, aber immer noch genug, um einen wertvollen Beitrag zur Deckung Ihres Bedarfs an elektrischer Energie zu leisten.

Photovoltaik im Winter: Ertrag und Funktion

Wenn die Tage kürzer werden und die Sonne tiefer steht, fragen sich viele Besitzer von Photovoltaikanlagen: Lohnt sich Photovoltaik auch im Winter? Die gute Nachricht gleich vorweg: Eine PV-Anlage funktioniert auch im Winter – sogar richtig gut! Überraschenderweise kann Kälte den Wirkungsgrad der Module sogar erhöhen. Der Ertrag ist zwar geringer als im Sommer, dennoch können Sie auch in der dunklen Jahreszeit Solarstrom produzieren.

Funktioniert eine PV-Anlage auch im Winter?

Ja, definitiv! Ihre Photovoltaikanlage arbeitet auch bei winterlichen Temperaturen zuverlässig. Tatsächlich profitieren die Solarmodule von der Kälte, da der Wirkungsgrad bei niedrigen Temperaturen steigt. Der sogenannte Temperaturkoeffizient liegt typischerweise zwischen -0,3 und -0,5% pro Grad Celsius. Das bedeutet: Je kälter, desto effizienter wandeln die Module das Sonnenlicht in Strom um.

Was aber weniger wird, ist die Sonneneinstrahlung. Die Globalstrahlung im Dezember beträgt nur etwa 19-21 kWh pro Quadratmeter – das ist deutlich weniger als im Sommer. Zudem dominiert im Winter die diffuse Strahlung, weil die Sonne tiefer steht und die Strahlen einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen.

Ein weiterer wichtiger Faktor: Der Sonnenstand im Winter sorgt dafür, dass die Sonnenstrahlen in einem flacheren Winkel auf die Module treffen. Dadurch wird ein größerer Teil des Lichts reflektiert statt absorbiert. Dennoch produziert eine Solaranlage auch bei wenig Sonne noch Strom – nur eben weniger als in den Sommermonaten.

Wie viel Strom erzeugt eine 10 kWp PV-Anlage im Winter?

Eine 10 kWp Photovoltaikanlage erzeugt im Winter durchschnittlich etwa 736 kWh Strom über die Wintermonate. Die monatlichen Erträge verteilen sich dabei unterschiedlich:

• Dezember: circa 173 kWh (5-7% des Jahresertrags)
• Januar: etwa 200 kWh (ähnlicher Anteil)
• Februar: rund 363 kWh (8-10% des Jahresertrags)

Im Vergleich: Im Sommerhalbjahr produziert dieselbe Anlage oft das Drei- bis Vierfache. Der gesamte Winterertrag trägt etwa 23% zum Jahresertrag bei.

Für einen durchschnittlichen Haushalt im Winter, der täglich etwa 14 kWh pro Tag verbraucht, kann eine 10-kWp-Anlage also etwa 58% des Winterstrombedarfs decken. An sonnenreichen Wintertagen kann die Produktion durchaus bei 10 kWh pro Tag liegen.

Wichtig zu wissen: Der tatsächliche Ertrag hängt stark vom Standort ab. In Süddeutschland mit mehr Sonnenstunden (bis zu 200 im Winter) fällt der Ertrag höher aus als in Norddeutschland (etwa 85 Sonnenstunden).

Faktoren für den PV-Ertrag im Winter

Der Ertrag einer Photovoltaikanlage im Winter hängt von mehreren Faktoren ab:

1. Sonneneinstrahlung: Die Globalstrahlung ist im Winter deutlich geringer. Im Dezember und Januar erreichen uns nur etwa 19-21 Kilowattstunden pro Quadratmeter – ein Bruchteil der Sommerwerte.
2. Bewölkung: Gerade im Winter gibt’s mehr trübe Tage. Bei starker Bewölkung reduziert sich die direkte Einstrahlung erheblich, wobei diffuse Strahlung dominiert.
3. Sonnenstand: Die tief stehende Sonne führt zu einem ungünstigeren Einstrahlwinkel und mehr Reflexionsverlusten.
4. Schneebedeckung: Eine vollständige Schneedecke auf den Modulen kann den Ertrag auf null reduzieren. Leichte Schneedecken können dagegen durch den sogenannten Albedo-Effekt sogar die Reflexion und damit den Ertrag leicht erhöhen.
5. Temperatur: Der einzige positive Winterfaktor! Kälte erhöht den Wirkungsgrad der Solarzellen, wodurch die Module die verfügbare Strahlung besser umwandeln.

Die Wahl der Leistungsstärke Ihrer Photovoltaikanlage sollte diese saisonalen Schwankungen berücksichtigen. Wer auch im Winter möglichst autark sein möchte, sollte eher größer dimensionieren oder über zusätzliche Speichersysteme nachdenken.

Einfluss von Schnee und Schneelast auf die Solaranlage

Wenn die weiße Pracht vom Himmel fällt, stellt sich für PV-Anlagenbesitzer die Frage: Was macht der Schnee mit meinen Modulen? Die Schneelast kann sowohl den Ertrag als auch die Sicherheit der Solarmodule beeinflussen. Aber keine Sorge – moderne Anlagen sind für normale Schneemengen ausgelegt.

Beeinträchtigt Schneelast den Ertrag der Module?

Ja, Schnee auf den Solarmodulen kann den Ertrag einer PV-Anlage erheblich beeinträchtigen. Bei einer vollständigen Schneebedeckung sinkt die Leistung nahezu auf null, da das Sonnenlicht nicht mehr zu den Solarzellen durchdringen kann. Der Ertragsausfall durch Schnee kann bis zu 50% betragen!

Die gute Nachricht: Bei Modulen mit einer Neigung von mehr als 30 Grad rutscht der Schnee häufig von selbst ab, sobald sich die Module leicht erwärmen. Dieser natürliche Reinigungseffekt funktioniert besonders gut bei rahmenlosen Modulen oder solchen mit speziellen Anti-Schnee-Beschichtungen.

Ein interessanter Effekt: Manchmal kann leichter Schnee um die Module herum durch Reflexion (Albedo-Effekt) sogar mehr Licht auf die Module lenken und den Ertrag kurzfristig steigern. Bifazialmodule, die auch von der Rückseite Licht aufnehmen können, profitieren besonders von diesem Effekt.

Bei längerer Schneebedeckung sollten Sie jedoch den Ertrag Ihrer PV-Anlage im Auge behalten. Monitoring-Systeme können helfen, Leistungseinbrüche frühzeitig zu erkennen.

Soll man die Solarmodule von Schnee befreien?

Diese Frage beschäftigt viele Anlagenbesitzer. Grundsätzlich gilt: Bei normalen Schneemengen ist es meist nicht nötig, die Solarmodule von Schnee zu befreien. Die Sonneneinstrahlung sorgt bei den meisten geneigten Anlagen für eine natürliche Schneeschmelze, und der Schnee rutscht von allein ab.

Wenn der Schnee jedoch längere Zeit liegen bleibt und Ihre Anlage dadurch keinen Strom produziert, kann eine vorsichtige Reinigung sinnvoll sein. Aber Achtung: Dabei ist extreme Vorsicht geboten!

Folgende Punkte sollten Sie beachten:

• Verwenden Sie nur weiche Werkzeuge wie einen Schneebesen mit weichen Borsten
• Vermeiden Sie scharfkantige Gegenstände, die das Glas beschädigen könnten
• Betreten Sie niemals die Dachfläche bei Schnee und Eis (Rutschgefahr!)
• Arbeiten Sie möglichst vom sicheren Boden aus oder nutzen Sie professionelle Hilfe

In schneereichen Regionen kann sich die Installation von Heizsystemen für Module lohnen, die Schnee automatisch abtauen. Diese verbrauchen zwar Eigenstrom, können aber die Erträge deutlich verbessern.

Bei Flachdachanlagen ist besondere Vorsicht geboten – hier ist eine professionelle Räumung oft die bessere Wahl, um Schäden zu vermeiden.

Schneelast und Modulsicherheit: Was ist entscheidend?

Die Sicherheit Ihrer Solaranlage bei hoher Schneelast hängt von mehreren Faktoren ab. Moderne Solarmodule sind standardmäßig für Schneelasten von etwa 2.400 bis 5.400 Pascal ausgelegt – das entspricht etwa 240 bis 550 kg Schnee pro Quadratmeter. Die meisten Regionen in Deutschland haben eine Schneelast von 75 bis 230 kg pro Quadratmeter.

Für die Sicherheit Ihrer Anlage sind folgende Punkte entscheidend:

1. Statik des Dachs: Die Unterkonstruktion und das Dach müssen für die zusätzliche Last ausgelegt sein. Bei älteren Gebäuden ist manchmal ein Statikgutachten ratsam.
2. Modulqualität: Achten Sie auf Qualitätsmodule mit entsprechenden Zertifizierungen nach IEC 61215.
3. Modulneigung: Bei einer Neigung von mehr als 30° rutscht Schnee leichter ab, was die Schneelast verringert.
4. Montagesystem: Die Befestigung muss für die regionalen Schneelastanforderungen dimensioniert sein.

Bei extremen Schneemengen kann es sinnvoll sein, die Anlage von Fachleuten prüfen zu lassen, besonders wenn die Schneedecke ungewöhnlich hoch ist oder sich Eisschichten gebildet haben, die besonders schwer sind.

Optimierung der Photovoltaikanlage im Winter

Um auch in der kalten Jahreszeit möglichst viel Solarstrom zu erzeugen, können Sie Ihre Photovoltaikanlage winteroptimiert gestalten. Mit der richtigen Ausrichtung, einem passenden Speichersystem und einigen cleveren Tipps lässt sich der Ertrag auch bei wenig Sonne maximieren.

Winteroptimale Ausrichtung und Neigung der Module

Für maximale Erträge im Winter ist die Ausrichtung und Neigung der Module entscheidend. Während im Sommer eine flachere Neigung von etwa 30° optimal ist, können steilere Winkel im Winter vorteilhafter sein.

Die ideale winteroptimierte PV-Anlage hat folgende Eigenschaften:

• Ausrichtung: Strikt nach Süden für maximale Wintererträge
• Neigung: 50-60° statt der üblichen 30-40°
• Verschattungsfreiheit: Besonders wichtig im Winter bei tief stehender Sonne

Bei einer so steilen Neigung treffen die flachen Winterstrahlen nahezu senkrecht auf das Modul, was die Reflexionsverluste minimiert. Allerdings ist dies ein Kompromiss – je steiler die Module stehen, desto geringer fallen die Sommererträge aus.

Eine interessante Alternative sind flexible Nachführungssysteme, die den Neigungswinkel saisonal anpassen können. Diese sind zwar teurer in der Anschaffung, können aber die Jahreserträge deutlich steigern.

Für Besitzer, die keine Möglichkeit zur optimalen Südausrichtung haben: Auch bei Ost-West-Anlagen kann die Optimierung des Neigungswinkels den Winterertrag verbessern.

Stromspeicher für effizienten Stromverbrauch im Winter

Ein Stromspeicher kann gerade im Winter besonders wertvoll sein. Da der Stromverbrauch in der dunklen Jahreszeit typischerweise höher ist, während die Produktion geringer ausfällt, hilft ein Speicher dabei, den selbst erzeugten Strom effizienter zu nutzen.

Der Vorteil eines Speichersystems:

• Tagsüber erzeugter Solarstrom kann abends und nachts genutzt werden
• Weniger Strombezug aus dem öffentlichen Netz
• Mehr Unabhängigkeit trotz geringerer Wintererträge
• Pufferung für sonnige Wintertage mit Überproduktion

Winter kann ein Stromspeicher den Eigenverbrauchsanteil von etwa 30% auf bis zu 70% steigern. Das bedeutet: Sie ziehen deutlich weniger teuren Strom aus dem öffentlichen Stromnetz.

Praxistipp: Die Dimensionierung des Speichers sollte zum winterlichen Verbrauchsprofil passen. Ein zu kleiner Speicher bringt im Winter wenig, ein überdimensionierter ist wirtschaftlich oft nicht sinnvoll.

Beim Kauf einer Solaranlage mit Speicher sollten Sie daher unbedingt die jahreszeitlichen Schwankungen berücksichtigen. Eine professionelle Planung, die auf Ihre individuellen Verbrauchsmuster eingeht, lohnt sich hier besonders.

Tipps für maximalen Ertrag der PV-Anlage im Winter

Mit ein paar einfachen Maßnahmen können Sie den Ertrag Ihrer Photovoltaikanlage auch im Winter optimieren:

1. Regelmäßige Kontrolle: Überprüfen Sie die Module auf Verschmutzung oder Schneebedeckung. Manchmal reicht schon eine teilweise Verschattung, um den Ertrag drastisch zu senken.
2. Modulreinigung: Anders als oft angenommen, ist Schmutz im Winter durchaus ein Thema. Staub und Ruß können sich auf den Modulen ablagern. Eine vorsichtige Reinigung kann den Ertrag verbessern.
3. Monitoring-System nutzen: Ein gutes Überwachungssystem zeigt Ihnen, wenn die Leistung ungewöhnlich stark einbricht. So können Sie schnell reagieren.
4. Wechselrichter-Einstellungen prüfen: Manche Wechselrichter haben spezielle Wintereinstellungen, die die Effizienz bei schwacher Einstrahlung verbessern können.
5. Schneefangvorrichtungen optimal platzieren: Diese sollten so angebracht sein, dass sie den Schneeabgang von den Modulen nicht behindern, aber dennoch vor herabrutschendem Schnee schützen.
6. Modultemperatur beachten: Vermeiden Sie, dass die Module durch nahestehende Heizungsabluft oder andere Wärmequellen unnötig erwärmt werden – kältere Module arbeiten effizienter!
7. Lastmanagement optimieren: Passen Sie Ihren Stromverbrauch möglichst an die Erzeugungsspitzen an. Nutzen Sie sonnige Wintertage für stromintensive Arbeiten.

Ein wichtiger, oft übersehener Faktor: Die Kraft der Sonne ist auch an klaren Wintertagen erstaunlich stark. An solchen Tagen kann Ihre Anlage durchaus 10 kWh pro Tag oder mehr produzieren – nutzen Sie diese Energie gezielt!

Heizen mit Solarenergie im Winter: Lohnt sich das?

Besonders im Winter steigt der Energiebedarf für Heizung und Warmwasser stark an. Da stellt sich natürlich die Frage: Kann ich die Photovoltaikanlage auch zum Heizen nutzen? Die Antwort ist nicht ganz einfach, aber mit der richtigen Strategie durchaus möglich.

Photovoltaik und Heizung kombinieren: Sinnvoll?

Die Kombination von Photovoltaik und Heizung kann besonders im Winter sinnvoll sein. Allerdings stehen wir hier vor einem Dilemma: Gerade wenn der Heizbedarf am höchsten ist, produziert die PV-Anlage am wenigsten Strom.

Dennoch gibt es sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten:

1. Wärmepumpe mit PV-Anlage: Eine Wärmepumpe kann mit 1 kWh Strom etwa 3-5 kWh Wärme erzeugen. Das macht sie zum idealen Partner für Ihre Photovoltaikanlage – selbst im Winter.
2. PV-Heizstab im Pufferspeicher: Überschüssiger Solarstrom kann direkt in Wärme umgewandelt und im Pufferspeicher für später gespeichert werden.
3. Infrarotheizungen für einzelne Räume: Diese können gezielt mit Solarstrom betrieben werden, wenn dieser verfügbar ist.

Der Faktor für den Ertrag und die Wirtschaftlichkeit dieser Kombination ist die richtige Dimensionierung beider Systeme. Eine zu kleine PV-Anlage wird im Winter nicht ausreicht, um signifikant zum Heizen beizutragen.

Während an sonnigen Wintertagen durchaus genug Strom für die Unterstützung der Heizung produziert werden kann, müssen Sie an trüben Tagen auf Strom aus dem öffentlichen Netz zurückgreifen. Eine intelligente Steuerung kann hier helfen, den Eigenverbrauch zu optimieren.

Effizient Strom verbrauchen und Geld sparen im Winter

Um im Winter das Maximum aus Ihrer Photovoltaikanlage herauszuholen, sollten Sie Ihren Stromverbrauch möglichst effizient gestalten:

1. Laden von E-Autos während der Sonnenstunden: Nutzen Sie die Mittagszeit, wenn die PV-Anlage auch im Winter ihre Höchstleistung erreicht.
2. Zeitgesteuerte Haushaltsgeräte: Programmieren Sie Wasch- und Spülmaschinen so, dass sie laufen, wenn die Sonne scheint.
3. Smartes Energiemanagement: Automatisierte Systeme können Verbraucher genau dann einschalten, wenn Ihre Anlage Strom produziert.
4. Bewusster Verbrauch: Achten Sie auf Ihren Stromverbrauch und vermeiden Sie Standby-Verluste – jede gesparte Kilowattstunde muss nicht zugekauft werden.
5. Stromspeicher optimal nutzen: Laden Sie den Speicher mit günstigem Nachtstrom, wenn variable Tarife dies ermöglichen.

Mit diesen Maßnahmen können Sie pro Kilowattstunde bares Geld sparen. Bei aktuellen Strompreisen von etwa 30-40 Cent pro Kilowattstunde macht sich jede selbst verbrauchte kWh bezahlt.

Eine Kosten-Nutzen-Rechnung zeigt: Wer seinen Eigenverbrauch im Winter optimiert, kann trotz geringeren Ertrags im Winter zumindest teilweise unabhängig vom Strompreis bleiben.

Solaranlage im Winter auch zum Heizen geeignet?

Ob Ihre Solaranlage im Winter ausreichend Solarstrom zum Heizen liefern kann, hängt von mehreren Faktoren ab:

1. Anlagengröße: Eine 10-kWp-Anlage produziert im Dezember etwa 173 kWh, im Januar rund 200 kWh und im Februar ca. 363 kWh. Das deckt nur einen Bruchteil des typischen Heizenergiebedarfs.
2. Gebäudedämmung: In gut gedämmten Gebäuden oder Passivhäusern kann der geringere Ertrag eher ausreichen.
3. Heizsystem: Besonders im Winter ist die Kombination mit einer effizienten Wärmepumpe sinnvoll.
4. Speichersystem: Ein großer Stromspeicher oder thermischer Pufferspeicher kann Produktionsspitzen für spätere Nutzung aufbewahren.

Realistisch betrachtet wird die Solaranlage im Winter nicht ausreicht, um den kompletten Heizbedarf zu decken. Sie kann aber einen wertvollen Beitrag leisten, besonders an sonnigen Wintertagen. Der überschüssige Strom ins Netz eingespeist wird, erhalten Sie dafür eine Vergütung, die Sie wiederum für den Zukauf von Strom in dunkleren Zeiten nutzen können.

Ein besonders interessanter Ansatz ist die Kombination verschiedener erneuerbarer Energien. So kann eine Photovoltaikanlage im Winter perfekt durch andere Systeme wie eine Solarthermieanlage ergänzt werden, die weniger anfällig für diffuse Strahlung ist und selbst an trüben Wintertagen noch Wärme erzeugen kann.

Besonders im Winter ist eine intelligente Heizungssteuerung Gold wert. Sie kann entscheiden, wann geheizt wird und welche Energiequelle – Photovoltaik oder konventionelle Heizung – gerade am effizientesten ist.

Trotz der Herausforderungen: Die Solarenergie im Winter zum Heizen zu nutzen, lohnt sich auch im Winter – nicht zuletzt aus ökologischer Sicht. Jede Kilowattstunde, die Sie nicht aus fossilen Energieträgern beziehen, spart CO₂-Emissionen und schont die Umwelt.