Photovoltaik im Winter: Funktioniert eine Solaranlage auch bei Schnee und Kälte?
Viele Hausbesitzer und Unternehmen, die in Photovoltaik-Anlagen (PV) investieren, fragen sich, wie diese Systeme in den Wintermonaten funktionieren. Tatsächlich liefert eine gut geplante und installierte Solaranlage auch im Winter Strom – wenn auch in geringerer Menge als im Sommer. In diesem Artikel analysieren wir die Leistung von Solaranlagen im Winter, beleuchten die Herausforderungen und geben praktische Tipps zur Effizienzsteigerung während der kalten Jahreszeit.
Wie beeinflusst der Winter die Leistung von Solaranlagen?
In den Wintermonaten verändert sich die Sonneneinstrahlung deutlich. Die Solarkonstante bleibt zwar gleich, doch die Sonnenstunden und der Einstrahlungswinkel sind in Mitteleuropa deutlich geringer. In Deutschland beträgt die globale Sonneneinstrahlung im Dezember und Januar durchschnittlich nur etwa 1 kWh/m² pro Tag, während sie im Juni bis zu 5,5 kWh/m² pro Tag erreichen kann (Quelle: Deutscher Wetterdienst, DWD).
Trotz geringerer Lichtverhältnisse bedeutet dies nicht, dass PV-Module im Winter nichts leisten. Photovoltaikanlagen wandeln auch diffuses Licht – also wolkenverdeckte Sonneneinstrahlung – in elektrische Energie um. Wichtig zu wissen: Kälte kann sich sogar positiv auf den Wirkungsgrad der Module auswirken, da Halbleiter bei niedrigeren Temperaturen effizienter arbeiten.
Herausforderungen für Solaranlagen im Winter
Der Betrieb von Solaranlagen im Winter bringt jedoch spezifische Herausforderungen mit sich, insbesondere durch Witterungseinflüsse:
- Schnee auf den Modulen: Eine vollständig mit Schnee bedeckte Solaranlage kann keinen Strom produzieren, da kein Licht auf die Solarzellen trifft.
- Geringe Tageslichtdauer: Die Sonne steht tiefer und die Tage sind kürzer, was die Stromproduktion einschränkt.
- Niedrige Sonneneinstrahlung: Die solare Globalstrahlung im Winter kann bis zu 80 % unter den Werten des Sommers liegen.
- Vereisung und Frost: Tauwasser kann über Nacht gefrieren und zu einer zusätzlichen Barriere auf der Moduloberfläche werden.
Schnee auf Solarmodulen – Wie problematisch ist das wirklich?
Schneebedeckte Module gehören zu den wichtigsten leistungsmindernden Faktoren im Winter. Je nach Region kann eine dicke Schneeschicht mehrere Tage auf einem Dach verweilen. Dabei hängt viel vom Neigungswinkel der Anlage ab. Studien des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE zeigen, dass bei geneigten Dächern ab 30° Schnee häufig von selbst abrutscht. Eine flachere Dachneigung kann jedoch eine längere Schneeauflagezeit begünstigen.
Sogenannte « Hot-Spot »-Probleme durch Teilverschattung sind eher selten, da Schnee meist gleichmäßig auf der Anlage liegt. Dennoch ist ein vollständiger Stromausfall der betroffenen Module möglich. Der Selbstreinigungseffekt durch Sonneneinstrahlung kann den Schnee zum Schmelzen bringen, jedoch ist dies stark vom Wetter abhängig.
Tipps zur Effizienzsteigerung von Solaranlagen im Winter
Auch wenn der Winter nicht die produktivste Zeit für Photovoltaik ist, gibt es verschiedene Maßnahmen, um die Effizienz der Anlage zu optimieren:
- Optimale Modulneigung: Ein steiler Montagewinkel (30°–45°) fördert das Abrutschen von Schnee und maximiert die Energieaufnahme durch tief stehende Sonne.
- Manuelle Schneeräumung: Bei starkem Schneefall kann das vorsichtige Abkehren der Module mit einem weichen Besen sinnvoll sein. Abraten wird jedoch von metallischen Werkzeugen, um Kratzer auf der Glasoberfläche zu vermeiden.
- Regelmäßige Wartung: Eine professionelle Inspektion vor dem Winter kann lose Kabelverbindungen, fehlerhafte Wechselrichter oder verschmutzte Module identifizieren.
- Monitoring-Systeme: Digitale Systeme zur Überwachung der Stromproduktion helfen, Ausfälle oder Leistungseinbußen schnell zu erkennen und zu beheben.
- Vermeidung von Verschattung: Auch im Winter ist es wichtig, dass keine Schatten durch Bäume, Nachbargebäude oder Schneewehen auf die Module fallen.
Lohnt sich eine Solaranlage trotz geringerer Wintererträge?
Photovoltaikanlagen sind Investitionen mit einer Amortisationsdauer von meist 10 bis 15 Jahren. Entscheidend ist dabei, dass die jährliche Gesamtleistung der Anlage ausreichend hoch ist, um Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Auch wenn im Winter weniger Strom produziert wird, bleibt die Jahressumme relevant. In Deutschland erzielen moderne PV-Anlagen durchschnittlich 950–1.100 kWh pro kWp installierter Leistung und Jahr (Quelle: Bundesverband Solarwirtschaft).
Zudem profitieren Betreiber durch die Einspeisevergütung in Höhe von 8,0–13,0 Cent pro kWh (Stand: Januar 2024, gemäß EEG 2023 – „Erneuerbare-Energien-Gesetz“) sowie durch die Einsparung von Stromkosten bei Eigenverbrauch.
Technologische Entwicklungen und smarte Lösungen
Hersteller von Solartechnologie arbeiten kontinuierlich daran, die Funktionalität von PV-Anlagen bei schlechten Lichtverhältnissen zu verbessern. Dazu zählen:
- Bifaziale Module: Diese nehmen auch reflektiertes Licht von der Schneedecke rückseitig auf.
- Halbzellen-Technologie: Diese Module erzielen bei Teilschatten bessere Erträge.
- Mikrowechselrichter: Sie steigern die Anlageneffizienz bei Verschattungen einzelner Module.
- Adaptive Montagesysteme: In alpinen Regionen ermöglichen solche Systeme temporäre Änderungen des Neigungswinkels, um Schneeablagerungen zu vermeiden.
Förderungen und gesetzliche Rahmenbedingungen in Deutschland
Der Betrieb einer PV-Anlage in Deutschland wird weiterhin staatlich unterstützt. Laut dem aktuell gültigen Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2023) erhalten private und gewerbliche Betreiber eine Einspeisevergütung sowie die Möglichkeit zur Direktvermarktung überschüssigen Stroms. Ergänzend dazu bieten zahlreiche Bundesländer und Kommunen eigene Förderprogramme für Solarstromanlagen und Batteriespeicher.
Seit Januar 2023 ist zudem für bestimmte Photovoltaikanlagen die Umsatzsteuerbefreiung gemäß dem Jahressteuergesetz 2022 (§ 12 Absatz 3 UStG) in Kraft getreten, was die Investitionskosten deutlich reduziert. Diese Regelung gilt beispielsweise für Anlagen bis 30 kWp auf Einfamilienhäusern.
Wer Förderungen in Anspruch nehmen möchte, sollte außerdem die Programme der KfW-Bank sowie der jeweiligen Landesbanken prüfen.
Fazit: Winterzeit ist kein Ausschlusskriterium für Solaranlagen
Auch wenn der Winter die Photovoltaik in Deutschland vor einige Herausforderungen stellt, produzieren moderne Anlagen weiterhin Strom. Mit der richtigen Planung, regelmäßiger Wartung und innovativer Technik lässt sich auch in der kalten Jahreszeit ein effizienter Betrieb sicherstellen. Die langfristigen Vorteile überwiegen mögliche Ertragsminderungen in den Wintermonaten – insbesondere im Zuge steigender Strompreise und wachsender Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern.
Für Hausbesitzer und Unternehmen lohnt es sich, ihre Photovoltaikanlage sorgfältig auszurichten und an die klimatischen Bedingungen vor Ort anzupassen. Dabei sind Fachbetriebe mit Erfahrung in Winterbetrieb und Alpenregionen besonders zu empfehlen.