Photovoltaik Ertrag ohne Sonne – wie hoch?

In diesem Artikel erkläre ich, was mit der Leistung und dem Ertrag einer PV-Anlage passiert, wenn keine Sonne scheint. Wird weiterhin Strom produziert? Und wenn ja, wie viel?

Funktioniert Solar auch im Schatten?

Ja, Solaranlagen produzieren auch bei Schatten Energie. Schatten bedeutet, es gibt keine direkte Sonnenstrahlung. Im Gegensatz, die Sonnenenergie kommt von allen Seiten, weil sie durch Luftmoleküle und andere Teilchen in der Luft abgelenkt wurde. Man spricht dabei auch von diffusem Licht, welches von der Solarzelle schlechter verwerten wird. Dennoch liefert das Solarmodul weiterhin Solarstrom.

Teilverschattung ist nicht gut

Es gibt verschiedenen Arten von Schatten. 

Variante eins: Die Sonne ist nicht zu sehen, es sind Wolken am Himmel. In diesem Fall trifft das eben besagte zu. Die Photovoltaikanlage arbeitet, aber mit einer deutlich geringeren Intensität.

Variante zwei kommt zum Tragen, wenn nur ein Teil der Solaranlage Schatten hat. Häufige Ursachen sind: Bäume, hohe Gebäude, der Schornstein oder die Satellitenschüssel. 

Man würde meinen, das hat keinen großen Einfluss auf den Ertrag. Doch tatsächlich hat es einen stark negativen Effekt.

Solarmodule sind in Strängen (bzw. Strings) in Reihe geschaltet. Das bedeutet, die Stromproduktion hängt von jedem einzelnen Teilen. Läuft ein einziges Solarpanel schlecht, vermindert das den Ertrag des gesamten PV-Strings.

Wenn ihr Dach offensichtlich mit Verschattung zu kämpfen hat, lohnt sich ein Blick auf sogenannte Moduloptimierer, welche den optimalen Leistungspunkt (MPP) auch für das beschattete PV-Modul findet. Diese können für deutlich mehr Ertrag bei Verschattung sorgen.

Wie hoch ist der Ertrag einer Photovoltaikanlage ohne Sonne?

Wenn keine Sonne scheint, sinkt die Globalstrahlung auf etwa 200 W pro m² ab. Der Ertrag der Photovoltaikanlage liegt dann im Moment bei etwa 0,15- bis 0,30 kW je kWp. Eine 10 kWp PV-Anlage generiert bei Schatten also etwa 2000 Watt.

Diffuses Licht hat demzufolge auch einen wichtigen Einfluss auf den Ertrag der Solaranlage. Es wird keine direkte Sonnenstrahlung benötigt, um Strom zu produzieren.

Wie entsteht diffuses Licht?

Die Solarstrahlung setzt sich aus diffusem und direkten Strahlen zusammen. Diffus bedeutet, dass das Sonnenlicht vor dem Aufkommen gebrochen wurde. Das passiert durch Wolken, Nebel, Regen, Dunst oder kleinen Teilchen in der Luft.

Beim Lichtbruch geht nicht direkt Energie verloren. Aber, die diffusen Sonnenstrahlen werden in alle Himmelsrichtungen verstreut und treffen somit in einem schlechten Winkel auf das PV-Modul. Die Folge: es wird weniger Energie erzeugt.

Dagegen treffen die Sonnenstrahlen im besten Fall direkt im 90 Grad Winkel (senkrecht) auf die Modulfläche auf. Damit wird die bestmögliche PV-Leistung erzielt. Das lässt sich im Übrigen vom Neigungswinkel Rechner für Photovoltaik von Echtsolar nachvollziehen.

Bewölkt im Vergleich zu sonnigen Wetter

An einem bewölkten, schattigen Tag beträgt die diffuse Strahlung etwa 92 Prozent. Im Vergleich dazu, gibt es an sonnigen Tagen nur ca. 25 Prozent diffuses Licht. Dadurch wird deutlich, wieso der Ertrag einer Photovoltaikanlage an sonnigen Tagen deutlich besser ausfällt. 

Wie viel Strom produziert die PV-Anlage im Winter?

Im Winter scheint die Sonne kaum. Viele Anlagenbetreiber fragen sich deshalb zurecht, wie viel Solarstrom von der PV-Anlage im Winter produziert wird.

Zum Thema Photovoltaik im Winter gibt es hier einen vollständigen Bericht.

In den Wintermonaten wird zwischen 30- und 45 kWh pro kWp erzeugt. Eine 8 kWp Anlage bringt also nur etwa 300 kWh im Monat.

Liegt Schnee auf den Solarmodulen, verringert sich der Ertrag noch einmal deutlich. Ist die Schneedecke zu dicht, kommt auch kein diffuses Licht mehr bis zur Solarzelle. Ergo: es wird kein Strom produziert.

Überprüfen, ob der Ertrag stimmt bei schattigem Wetter

Damit die Funktion der PV-Anlage langfristig gewährt bleibt, sollte diese regelmäßig kontrolliert werden. Schattiges Wetter eignet sich dabei am besten.

Denn es ist sichergestellt, dass alle Strings in etwa die gleiche Einstrahlungsleistung haben. Sind mehrere Dachseiten belegt (z.B. Ost-West) ist es normalerweise schwierig, die beiden Einheiten miteinander zu vergleichen.

Bei vollständig diffusem Licht sollten alle Strings, sofern sie die gleiche Größe haben, in etwa die gleiche Leistung und Ertrag liefern.

Lohnt sich die Anschaffung einer PV-Anlage bei einem verschattetem Dach?

Grundsätzlich verringert sich die Ausbeute bei dauerhaftem Schatten auf der Solaranlage. Es gibt demzufolge eine negative Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage.

Meiner Erfahrung nach haben sehr viele Dächer eine befristete Teilbeschattung, z.B. am frühen Morgen, wenn die Sonne noch sehr tief steht und einen längeren Schatten wirft. Grundsätzlich ist dennoch mit einem guten Jahresergebnis zu rechnen. 

Übrigens, kann die Schattenquelle oftmals einfach beseitigt werden, indem z.B. die Satellitenschüssel versetzt wird, oder der schattengebende Baum gekürzt wird. Ist dies nicht möglich, sind PV-Leistungsoptimierer eine gute Wahl. Diese sind nur minimal teurer als ein konventionelles System, erhöhen den Ertrag ohne Sonne aber deutlich.

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