Funktioniert Photovoltaik auch ohne Sonne und im Schatten?

Der PV-Ertrag ist bei bewölktem Himmel kleiner als bei direkter Sonneneinstrahlung. Die Solarzellen in den Solarmodulen erzeugen jedoch auch bei geringerer Sonneneinstrahlung Solarenergie. Welchen Einfluss Bewölkung und Schatten auf Photovoltaik haben, erfahren Sie in diesem Ratgeber.

Funktioniert Photovoltaik ohne Sonneneinstrahlung und im Schatten? 

Solaranlagen funktionieren auch ohne direkte Sonneneinstrahlung und im Schatten. Allerdings sinkt dann der Solarertrag auf etwa 10 bis 25% ihrer normalen Leistung. Für die Solarstromproduktion zählt die Menge des verfügbaren Lichts und dieses ist auch ohne Sonne verfügbar. 

Entgegen der läufigen Meinung produziert eine Solaranlage bei heißem Wetter mit vielen Sonnenstrahlen nicht unbedingt den meisten Solarstrom. Dann überhitzen nämlich die Solarmodule und ihre Leistung kann um bis zu 25% sinken. Das ist der Grund, warum in den technischen Daten von Solarmodulen 25°C als optimale Temperatur für die Stromerzeugung angegeben ist.

Wie hoch ist der Ertrag einer Photovoltaikanlage ohne Sonne und bei bedecktem Himmel? 

An dunklen Tagen bei bedecktem Himmel und wenn keine Sonne scheint, beträgt die Globalstrahlung etwa 200 W pro Quadratmeter. Somit ergibt sich ein Ertrag von 0,15- bis 0,30 kW je kWp. Eine Solaranlage mit einer Leistung von 5 kWp generiert unter solchen Bedingungen etwa 1000 Watt.

Globalstrahlung ist der Anteil der Sonnenenergie, die tatsächlich die Erdoberfläche erreicht. Sie setzt sich aus der direkten Strahlung und diffusen Strahlung zusammen.

Der Unterschied:

• Direkte Strahlung: Sonnenstrahlen, die direkt auf den Erdboden auftreten. 
• Diffuse Strahlung: Sonnenstrahlen, die gebrochen auf den Erdboden auftreten. 

An sonnigen Tagen beträgt die diffuse Strahlung etwa 25%. Wenn der Himmel bedeckt ist, steigt die diffuse Strahlung auf etwa 92% und die Photovoltaikanlage produziert weniger Strom.

Was passiert bei einer Teilverschattung der PV-Anlage?

Bei einer Teilverschattung der PV-Anlage schalten die Bypass-Dioden in den Solarmodulen diesen Teil ab und leiten den Strom um. Bypass-Dioden unterteilen das Modul in drei Teile und schützen das Modul. Allerdings haben Bypass-Dioden eine begrenzte Lebensdauer und fallen bei ständiger Belastung aus, was zu erheblichen Schäden führt.

Um auf Nummer sicher zu gehen oder bei dauerhaften Teilverschattung, sind PV-Optimierer oder Mikro-Wechselrichter empfehlenswert.

Funktioniert eine PV-Anlage bei Bewölkung? 

Eine PV-Anlage funktioniert trotz geringerer Sonneneinstrahlung auch bei Bewölkung. Bei idealen Wetterbedingungen liegt die Sonneneinstrahlung in Deutschland zwischen 800 und 1.200 W/m². Bei leichter Bewölkung sinkt die Sonneneinstrahlung auf 400 und 800 W/m². Bei starker Bewölkung beträgt die Globalstrahlung nur 200 W/m².

Eine PV-Anlage erzeugt trotz Bewölkung weiterhin einen Ertrag von 10 bis 25 %, weil die Globalstrahlung sich aus direkter und diffuser Strahlung zusammensetzt. Die direkte Strahlung bezieht sich auf die Sonnenstrahlen, die direkt auf den Boden treffen. Die diffuse Strahlung bezeichnet die Sonnenstrahlen, die am Boden gebrochen werden.

Funktioniert Photovoltaik auch komplett ohne Sonne? 

Photovoltaik funktioniert ganz ohne Sonne nicht. Nachts wird daher keine Energie erzeugt. Das liegt daran, dass kein absorbierbares Sonnenlicht zur Verfügung steht. Das Mondlicht reicht nicht aus, um die Solarmodule zu aktivieren. Daher werden sie inaktiv und produzieren während der Nacht keinen Strom mehr.

Doch auch ohne Stromerzeugung funktioniert Photovoltaik, wenn die PV-Anlage mit einem Stromspeicher ausgestattet ist. Der Stromspeicher speichert tagsüber überschüssigen Solarstrom, anstatt diesen in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Die gespeicherte Solarenergie wird verbraucht, wenn keine Sonne vorhanden ist.

Wie viel Strom produziert eine PV-Anlage im Winter? 

Nur 30 bis 35 Prozent des Ertrags einer Photovoltaikanlage im Jahresdurchschnitt wird im Winter erzielt. Grund dafür ist die niedrigere Strahlungsleistung der Sonne und der aufgrund von Bewölkung durchschnittlich höhere Anteil an diffusem Licht. So kann an einem Hochsommertag bis zu 20 Mal mehr Sonnenenergie auf der Erde ankommen als an einem bedeckten Wintertag.

Fazit: Funktioniert Solar auch im Schatten?

Photovoltaikanlagen produzierten auch ohne Sonne und bei Schatten Energie. Die Solarzellen absorbieren die in der diffusen Strahlung enthaltenen Photonen und produzieren daraus Solarstrom. Allerdings ist die Leistung der PV-Anlage im Schatten um bis zu 90% schlechter als bei direkter Sonneneinstrahlung. 

Doch auch bei Teilverschattung lassen sich gute Erträge realisieren. PV-Optimierer und Modulwechselrichter können die Leistung Ihrer Solaranlage unter solchen Bedingungen deutlich erhöhen.

Um den höchstmöglichen Wirkungsgrad der Solarmodule zu erreichen, sollte zudem bereits in der Planungsphase einer PV-Anlage entsprechende Analysen, Simulationen und Vorhersagen durchgeführt werden. Vertrauen Sie daher auf erfahrene und geprüfte Solarteure. 

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