Photovoltaik im Winter - Wie effektiv ist eine Photovoltaikanlage im Winter?
- Was bringt eine Solaranlage im Winter?
- Wie kann der Ertrag von Solaranlagen im Winter optimiert werden?
- Rechnet sich eine Solaranlage im Winter?
- Funktioniert die Wärmeerzeugung mit Solarthermie im Winter?
- Wie kann der Wärmeertrag von Solarthermiekollektoren im Winter erhöht werden?
- Lohnt sich Solarthermie im Winter?
Was bringt eine Solaranlage im Winter?
Die Stromerzeugung mit Photovoltaik ist auch im Winter möglich. Kalte Temperaturen können die Effizienz der Solarmodule sogar erhöhen, da diese bei niedrigen Temperaturen besser arbeiten als bei großer Hitze. Allerdings fällt die Energieausbeute von Photovoltaik im Winter im Vergleich zu den Sommermonaten geringer aus, da die Sonne knapper über dem Horizont steht und die Sonnenstunden insgesamt weniger sind.
Auf das Jahr betrachtet erzeugt eine PV-Anlage von Oktober bis März etwa 30 Prozent des gesamten Stroms. Die übrigen 70 Prozent der Stromproduktion findet in den sonnenreichen anderen Monaten statt. Der Eigenverbrauch am Solarstrom ist wiederum im Sommer am niedrigsten:
Die Grafik zeigt eine Solaranlage mit einer Leistung von etwa 7.000 kWp, die den Energiebedarf eines Zwei-Personen-Haushalts mit einem Verbrauch von 2.500 kWh pro Jahr deckt. Die Stromproduktion der Anlage variiert im Jahresverlauf erheblich: In den Sommermonaten erreicht sie ihren Höhepunkt. In dieser Zeit wird deutlich mehr Strom produziert, als der Haushalt verbrauchen kann. Im Gegensatz dazu ist der Eigenverbrauchsanteil in den Wintermonaten am höchsten. Besonders in den Monaten November, Dezember und Januar ist der Eigenverbrauch sogar höher als die Stromproduktion.
Wie kann der Ertrag von Solaranlagen im Winter optimiert werden?
Um den Ertrag von Solaranlagen im Winter zu optimieren, gibt es mehrere Strategien, die berücksichtigt werden können:
Solarmodule im Winter von Schnee und Eis befreien
Im Winter können Schnee und Eis die Leistung von Solarmodulen erheblich beeinträchtigen, da sie das Modul verschatten und verhindern, dass Sonnenlicht auf das Modul trifft. Zusätzlich reflektierte der weiße Schnee einen großen Teil der Sonnenstrahlen, was die Energieerzeugung weiter verringert. Um dem entgegenzuwirken und den Photovoltaik-Ertrag im Winter zu steigern, kann ein langer Besen mit weichen Borsten verwendet werden, um das Modul schonend vom Schnee zu befreien. Wenn die Solarmodule von einem Dachfenster aus erreichbar sind, lässt sich diese Reinigung regelmäßig und ohne großen Aufwand durchführen.
Einen Solarspeicher verwenden
Ein Stromspeicher für Photovoltaik ermöglicht es, den nicht sofort genutzten Strom zu speichern und später zu verwenden, wenn die Sonne nicht mehr scheint. Besonders bei größeren Anlagen kann ein Solarspeicher dazu beitragen, den gesamten Tagesbedarf eines Haushalts zu decken, selbst in den dunkleren Wintermonaten. Durch die Nutzung eines Speichers wird die Energieeffizienz der Anlage maximiert und die Abhängigkeit von externem Strombezug reduziert, was dazu beiträgt, die Photovoltaik im Winter zu optimieren und den Ertrag in dieser Jahreszeit zu steigern.
Ausrichtung und Neigung der Solarmodule im Winter
Bei der Planung einer Photovoltaikanlage ist es wichtig, gemeinsam mit dem Solarunternehmen die optimale Ausrichtung und Neigung der Solarmodule zu berücksichtigen. In den Wintermonaten, wenn die Sonne tief steht, kann es vorteilhaft sein, auch Dachflächen mit östlicher Ausrichtung wie zum Beispiel bei einem Walmdach mit Solarmodulen zu bestücken.
Walmdächer bieten durch ihre steileren Neigungen auf den kurzen Seiten eine bessere Einstrahlung der tief stehenden Wintersonne. Darüber hinaus kann es sinnvoll sein, Module an einer nach Osten ausgerichteten, nicht verschatteten Fassade zu installieren, um die Sonnenenergie im Winter optimal zu nutzen.
Installation von Mikro-Wechselrichtern
Bei der Planung einer Solaranlage kann der Einsatz von Mikro-Wechselrichtern eine vorteilhafte Alternative zu einem einzelnen zentralen Wechselrichter sein. Mikro-Wechselrichter werden direkt an den Solarmodulen installiert und wandeln den erzeugten Gleichstrom sofort in Wechselstrom um. Anstatt einer einzigen großen Leitung, die die gesamte Anlage versorgt, entstehen mehrere kleinere Stromkreise. Dies ermöglicht es, dass auch bei teilweiser Verschattung einige Module weiterhin effektiv Strom produzieren können. Besonders im Winter, wenn die Sonne tiefer steht und Verschattung vorherrscht, bieten Solaranlagen mit Mikro-Wechselrichtern einen klaren Vorteil in der Energieausbeute.
Verwendung von bifazialen Solarmodulen
Bei der Installation von Solarmodulen auf einer Freifläche im Garten kann der Einsatz von bifazialen Glas-Glas-Solarmodulen besonders vorteilhaft sein. Diese Module erzeugen Strom auf beiden Seiten, sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite. Im Winter, wenn Schnee auf dem Boden liegt, wird das starke Sonnenlicht reflektiert, was die Rückseite des Moduls zusätzlich beleuchtet. Dadurch kann der Solarertrag erheblich gesteigert werden, insbesondere an sonnigen Wintertagen. Bifaziale Solarmodule nutzen somit die natürlichen Reflexionen optimal aus und erhöhen die Effizienz der Anlage.
Solartracker für Photovoltaik im Winter
Moderne Solarmodule, die im Freien installiert sind, können mit sogenannten nachgeführten Systemen, auch als Solartracker bekannt, ausgestattet werden. Diese motorbetriebenen Systeme passen die Ausrichtung und Neigung der frei stehenden Module automatisch an den Sonnenstand an, um jederzeit den maximalen Energietrag zu gewährleisten. Dadurch kann der Ertrag der PV-Anlage im Winter erheblich maximiert werden.
Rechnet sich eine Solaranlage im Winter?
Ja, eine Solaranlage kann sich auch im Winter lohnen. Jede selbst produzierte Kilowattstunde bedeutet, dass weniger Strom vom Energieversorger eingekauft werden muss, was die Stromkosten senkt. Mit einer sorgfältigen Planung kann die Effizienz der Solaranlage auch in den winterlichen Monaten optimiert werden. Durch den Einsatz von Speichern und die gezielte Ausrichtung einiger Module nach Osten lässt sich sicherstellen, dass die Anlage auch bei niedrigerer Sonneneinstrahlung möglichst viel Energie erzeugt.
Beispielrechnungen für Solaranlagen im Winter
Anhand zweier Rechenbeispiele veranschaulichen wir, wie sich eine Solaranlage auch im Winter auszahlen kann.
In diesem Beispiel betrachten wir eine Solaranlage mit einer Leistung von 10 kWp und einem Speicher. Die Anlage produziert jährlich 10.000 kWh Strom, wobei der Haushalt aus 4 Personen besteht und einen anfänglichen Stromverbrauch von 4.500 kWh hat.
Stromproduktion | Stromverbrauch | Differenz | |
|---|---|---|---|
Januar | 60 kWh | 419 kWh | -359 kWh |
Februar | 120 kWh | 385 kWh | -265 kWh |
März | 320 kWh | 402 kWh | -82 kWh |
Oktober | 160 kWh | 383 kWh | -223 kWh |
November | 100 kWh | 399 kWh | -299 kWh |
Dezember | 50 kWh | 406 kWh | -356 kWh |
Gesamt | 810 kWh | 2394 kWh | -1584 kWh |
In diesem Beispiel deckt die Solaranlage im Winter etwa 33 Prozent des benötigten Stroms.
Als zweites Beispiel berechnen wir eine Solaranlage mit einer Leistung von 10 kWp und einem Speicher für einen 2-Personen-Haushalt. Dieser Haushalt hat einen Stromverbrauch von 2.500 kWh.
Stromproduktion | Stromverbrauch | Differenz | |
|---|---|---|---|
Januar | 60 kWh | 232 kWh | -172 kWh |
Februar | 120 kWh | 214 kWh | -94 kWh |
März | 320 kWh | 222 kWh | -98 kWh |
Oktober | 160 kWh | 212 kWh | -52 kWh |
November | 100 kWh | 208 kWh | -108 kWh |
Dezember | 50 kWh | 226 kWh | -176 kWh |
Gesamt | 810 kWh | 1314 kWh | -504 kWh |
In diesem Beispiel deckt die Solaranlage im Winter etwa 62 Prozent des Strombedarfs.
Bei einem durchschnittlichen Strompreis von 41 Cent pro kWh beim Netzbetreiber ergibt sich in den Wintermonaten eine Ersparnis von rund 332 Euro.
Funktioniert die Wärmeerzeugung mit Solarthermie im Winter?
Ja, die Wärmeerzeugung mit Solarthermie funktioniert auch im Winter, wenn auch mit einigen Einschränkungen. Trotz der geringeren Sonneneinstrahlung im Winter sind moderne Solarthermiesysteme darauf ausgelegt, auch bei diffusen Lichtverhältnissen effektiv Wärme zu gewinnen. So beträgt die Leistung von Solarthermie im Winter und Herbst von Oktober bis März etwa 20 bis 30 Prozent ihres gesamten Jahreswärmeertrags. Gut isolierte Solarthermie-Speicher ermöglichen es, diese Wärme zu speichern und auch an sonnenarmen Tagen nutzbar zu machen.
In sehr kalten oder langen Schlechtwetterperioden kann die Solarthermie jedoch nicht immer den gesamten Wärmebedarf decken, weshalb oft eine zusätzliche Heizquelle erforderlich ist. Dennoch bleibt Solarthermie auch im Winter eine effektive und umweltfreundliche Möglichkeit zur Wärmeerzeugung.
Wie kann der Wärmeertrag von Solarthermiekollektoren im Winter erhöht werden?
Um den Ertrag von Solarthermieanlagen im Winter zu maximieren, können verschiedene Strategien angewendet werden:
Solarkollektoren frei von Schnee halten
Um die Effizienz einer Solarthermieanlage im Winter zu maximieren, ist es wichtig, die Solarkollektoren schneefrei zu halten. Schnee kann die Sonnenstrahlen blockieren und somit die Wärmegewinnung stark reduzieren. Regelmäßiges Entfernen von Schnee mit einem langen Besen mit weichen Borsten sorgt dafür, dass die Anlage auch bei winterlichen Bedingungen effektiv arbeiten kann.
Ausrichtung und Neigung bei der Planung der Solarthermieanlage für den Winter beachten
Bereits bei der Planung einer Solarthermieanlage sollten die Wintermonate gemeinsam mit dem Solarunternehmen berücksichtigt werden. Es ist wichtig, die Kollektoren so zu platzieren, dass sie auch im Winter optimal von der tief stehenden Sonne profitieren. Neben der südlichen Ausrichtung und einer steileren Neigung, die die Energieausbeute in den Wintermonaten deutlich verbessern können, sollten auch östliche Dachflächen in Betracht gezogen werden. Diese können im Winter ertragreich arbeiten, da die Sonne flacher steht und länger auf diesen Flächen scheint.
Geeignetes Frostschutzmittel in der Wärmeträgerflüssigkeit
Die Verwendung eines geeigneten Frostschutzmittels in der Wärmeträgerflüssigkeit ist wesentlich, um die Anlage vor Frostschäden zu schützen. Dies gewährleistet, dass die Solarthermieanlage auch bei tiefen Temperaturen funktionsfähig bleibt und keine Schäden durch gefrierende Flüssigkeit entstehen. Geeignete Frostschutzmittel wie Propylenglykol oder Ethylen-Glykol bieten nicht nur zuverlässigen Frostschutz, sondern auch effektiven Korrosionsschutz für die Anlage.
Die Isolierung der Rohrleitungen verbessern
Die Isolierung der Rohrleitungen, die das warme Wasser transportieren, ist entscheidend, um Wärmeverluste zu minimieren. Gute isolierte Leitungen sorgen dafür, dass die gewonnene Wärme effizient zum Zielort gelangt und nicht auf dem Weg dorthin verloren geht, was besonders im Winter wichtig ist. Um die Isolierung zu verbessern, können Sie hochwertige, dickwandige Dämmmaterialien wie Armaflex oder Mineralwolle verwenden und sicherstellen, dass alle Verbindungsstellen und Armaturen sorgfältig isoliert sind.
Verwendung von Hochleistungs-Vakuumröhrenkollektoren
Vakuumröhrenkollektoren sind besonders für den Winterbetrieb geeignet, da sie die Wärmeverluste minimieren und eine hohe Effizienz auch bei niedrigen Temperaturen gewährleisten. Diese sollten direkt bei der Planung der Solarthermieanlage berücksichtigt werden, um die bestmögliche Leistung in den kalten Monaten zu erzielen.
Lohnt sich Solarthermie im Winter?
Solarthermie kann sich auch im Winter lohnen, besonders für die Warmwasserbereitung. Selbst bei geringer Sonneneinstrahlung kann eine gut geplante Anlage etwa 50 bis 70 Prozent des Warmwasserbedarfs decken, in einigen Fällen sogar vollständig.
Für die Heizungsunterstützung reicht die Solarthermie im Winter jedoch meist nicht aus, da die Energieerzeugung nicht den gesamten Heizbedarf abdecken kann. Dennoch können sie als Ergänzung zu herkömmlichen Heizsystemen die Heizkosten senken. Insgesamt bleibt die Solarthermie im Winter eine sinnvolle Investition, insbesondere bei richtiger Planung und Nutzung.
