Funktioniert Photovoltaik auch ohne Sonne und im Schatten?

Kai Janßen
Zuletzt aktualisiert: 05/09/2024

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.

Das Wichtigste zuerst

PV-Anlage bei Bewölkung

Eine PV-Anlage funktioniert auch bei Bewölkung. Sie erzielt beim bedeckten Himmel 10 bis 25% des Ertrags bei Sonnenschein. 

Photovoltaik ohne Sonne

Photovoltaik funktioniert ganz ohne Sonne nicht. In der Nacht wird daher kein Strom produziert. Das Mondlicht reicht dafür nicht aus. 

Solaranlage im Schatten

Solar funktioniert auch im Schatten. Der Ertrag ist dann um bis zu 90% geringer als sonst. Vermeiden Sie daher dauerhafte Verschattungen. 

Diffuses Licht

Photovoltaik benötigt keine direkte Sonneneinstrahlung, um zu funktionieren. Es kann auch diffuses Licht absorbieren. 

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.

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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. 
Globalstrahlung: Direkte und diffuse Strahlung

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.

Nennleistung PV-AnlageErtrag ohne BewölkungErtrag bei mittlerer BewölkungErtrag bei starker Bewölkung
6 kWp6.000 kWh3.600 kWh1.200 kWh
7 kWp7.000 kWh4.200 kWh1.400 kWh
8 kWp8.000 kWh4.800 kWh1.600 kWh
9 kWp9.000 kWh5.400 kWh1.800 kWh
10 kWp10.000 kWh6.000 kWh2.000 kWh
11 kWp11.000 kWh6.600 kWh2.200 kWh

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.

Verschattung der PV-AnlagePV-Leistung
5 PV-Module ohne Verschattung100%
Teilverschattung, 1 Modul80%
Teilverschattung, 2 Module60%
Teilverschattung, 3 Module40%
Teilverschattung, 4 Module20%
Vollverschattung0%

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

Bypass-Dioden bei der Arbeit

Bypass-Dioden bei der Arbeit

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.

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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.

SonnestrahlungKeine WolkenLeichte bis mittlere BewölkungBewölkt / neblig
Sommer600 bis 1000 W / m²300 bis 600 W / m²100 bis 300 W / m²
Winter300 bis 500 W / m²150 bis 300 W / m²50 bis 150 W / m²

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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