Solaranlagen funktionieren auch ohne direkte Sonneneinstrahlung und im Schatten. Allerdings sinkt dann der Solarertrag. An bewölkten Tagen ohne Sonne produziert Photovoltaik immer noch 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.
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Teilverschattung der Photovoltaikanlage
Was passiert jedoch, wenn ein kleiner Teil der PV-Module dauerhaft oder temporär durch Schatten bedeckt ist, wenn sich die Sonne tagsüber bewegt? Das ist beispielsweise der Fall bei Schatten durch Bäume, andere Gebäude oder den Schornstein?
Es hält sich ein Gerücht, dass in diesem Fall die gesamte Solaranlage an Leistung verliert - das stimmt jedoch nicht.
Moderne Solarmodule sind mit sogenannten Bypass-Dioden ausgestattet. Bypass-Dioden unterteilen das PV-Modul in drei Teile in Form von Schleifen und dienen als Schutzmechanismus. Wenn ein Teil eines Solarmoduls verschmutzt oder durch Schatten bedeckt wird, dann schalten die Bypass-Dioden diesen Teil ab und leiten den Strom um.
Die folgende Abbildung veranschaulicht die Funktionsweise.
Bypass-Dioden bei der Arbeit
Das Problem mit Bypass-Dioden ist allerdings, dass sie eine beschränkte Lebensdauer haben. Sie kommen mit gelegentlichen Verschmutzungen gut zurecht, fallen aber irgendwann aus, wenn sie unter Dauerstress stehen. Und das kann zu größeren Schäden führen.
Wenn Sie auf Nummer Sicher gehen möchten oder Teile Ihres Daches dauerhaft verschattet sind, dann sollten Sie über den Einsatz von PV-Optimierern oder Mikrowechselrichtern nachdenken.
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.
| Sonnestrahlung | Keine Wolken | Leichte bis mittlere Bewölkung | Bewölkt / neblig |
|---|---|---|---|
| Sommer | 600 bis 1000 W pro m² | 300 bis 600 W pro m² | 100 bis 300 W pro m² |
| Winter | 300 bis 500 W pro m² | 150 bis 300 W pro m² | 50 bis 150 W pro m² |
Produzieren Solaranlagen auch nachts Strom?
Nein, Photovoltaik funktioniert nachts nicht. Solarmodule benötigen Licht, um daraus Solarenergie zu erzeugen. Die Lichtmenge, die vom Mond absorbiert werden kann, ist zu gering. Aus diesem Grund werden Solarmodule nachts inaktiv und produzieren keinen Strom mehr.
Ihre Photovoltaikanlage kann nachts zwar keinen Strom produzieren, aber dennoch müssen Sie bei Nacht nicht im Dunkeln sitzen. Die am Tag produzierte überschüssige Energie kann nämlich im Stromspeicher eingelagert werden und zur späten Stunde bei Bedarf genutzt werden.
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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