Sonneneinstrahlung

Die Effizienz einer Solaranlage hängt entscheidend von der Sonneneinstrahlung ab. Diese ist geografisch sehr unterschiedlich verteilt. Viele Regionen der Erde weisen eine deutlich höhere Sonneneinstrahlung als Deutschland auf.

Dazu gehören nicht nur zahlreiche Länder Afrikas und Asiens, in denen die jährliche Sonneneinstrahlung mehr als doppelt so hoch ist wie in Deutschland, sondern auch südeuropäische Regionen. Aber auch innerhalb Deutschlands ist das Potenzial der Sonneneinstrahlung groß genug, für eine rentable Nutzung der Solarenergie.

Die für den Betreiber einer Photovoltaikanlage maßgebliche Größe ist die jährlich produzierte Strommenge pro Kilowatt Nennleistung der Anlage. Diese Nennleistung wird in Kilowatt peak (kWp) angegeben und gibt die maximal mögliche Leistung unter definierten Standardbedingungen an. Generell lässt sich sagen, dass die Leistung einer Photovoltaikanlage umso höher ist, je weiter südlich sich der Standort innerhalb Deutschlands befindet.

Nahe der Grenze zu Dänemark liefert eine Solaranlage jährlich kaum mehr als 800 Kilowattstunden pro KW_p, im Süden Bayerns sind es mehr als 1.050 Kilowattstunden. Dazwischen findet ein weitgehend gleichmäßiger Übergang zwischen diesen beiden Extremwerten statt. Einzige Ausnahme sind Standorte nahe der Ostsee im äußersten Nordosten Deutschlands. Hier ist die Sonneneinstrahlung ebenfalls relativ hoch, weswegen bis zu 900 Kilowattstunden im Jahr erreichbar sind.

Aus der Perspektive des Besitzers der Photovoltaikanlage sind zeitliche Schwankungen der Einstrahlung relativ unwichtig. Die Vergütung für den eingespeisten Solarstrom bemisst sich allein an der Gesamtmenge, unabhängig davon, wann der Strom eingespeist wird. Für ihn sind daher die oben angegebenen Jahressummen hinreichend aussagekräftig. Die Versorgungssicherheit wird durch die zeitlichen Schwankungen im Tagesverlauf jedoch empfindlich beeinflusst.

An einem sonnigen Sommertag erreicht die Sonnenstrahlung am Mittag in Deutschland etwa eine Leistung von 900 Watt pro Quadratmeter. Abseits dieses Leistungsmaximums am Mittag fällt die Kurve allmählich bis zum Sonnenaufgang beziehungsweise Sonnenuntergang ab, wo sie den Wert null erreicht.

Um die Mittagszeit wird im Sommer daher bereits heute oft mehr Strom produziert, als benötigt wird. Anlagen müssen daher teilweise abgeschaltet werden, wenn kein Stromspeicher zur Verfügung steht. Im Winter taucht dieses Problem nicht auf. Zwar unterliegt die Kurve an sonnigen Wintertagen einem ähnlichen Tagesverlauf, aber das Maximum am Mittag ist nur etwa halb so hoch. Weil die Tage darüber hinaus kürzer sind, beträgt die gesamte Sonneneinstrahlung deutlich weniger als die Hälfte, verglichen mit einem Sommertag.

Neben diesen planbaren Schwankungen treten auch noch unvorhersehbare kurzfristige Leistungseinbußen auf, wenn die Sonne durch Wolken verdeckt wird. All diese Effekte müssen kompensiert werden, indem andere Stromerzeuger kurzfristig auf- und abgeregelt werden. Die Integration von Solarstrom ins Stromnetz ist daher eine komplizierte Aufgabe.

Im Fall der Photovoltaik ist jedoch auch hier zwischen der individuellen Sicht des Anlagenbesitzers und einer globalen Perspektive zu unterscheiden. Für den Anlagenbetreiber rechnet sich die Investition auch nach der Kürzungen der Einspeisevergütung noch. Das liegt insbesondere an der staatlichen Förderung, eine Direktvermarktung des Solarstrom an der Strombörse ist aktuell noch recht spekulativ.

Die globale Perspektive muss jedoch auch in Betracht ziehen, dass für Photovoltaikanlagen stets Ersatzkapazitäten für Zeiten ohne Sonneneinstrahlung bereitgehalten werden müssen. Einfacher fällt die Betrachtung für die Solarthermie aus, die nur dem Eigenverbrauch dient. Hier sind die Erlöse deutlich geringer, aber im Laufe ihrer Lebensdauer amortisiert sich eine solche Anlage. In unserem kostenlosen Solarrechner können Sie schnell und unkompliziert den Ertrag einer Photovoltaikanlage ermitteln.