14 Dez Photovoltaikanlagen im Winter

Photovoltaikanlagen zur Stromgewinnung nutzen die Sonnen-Einstrahlung, bestehend aus dem direkten Anteil von der Sonne und dem diffusen Anteil (Streulicht), aus der Umgebung, der auch bei bewölktem Himmel vorhanden ist.

Dabei ist entscheidend, dass die Strahlung in den Solarzellen (die kleinen Quadrate in den Solarmodulen) das Licht direkt in Strom umwandelt. Es handelt sich hierbei um den sogenannten photoelektrischen Effekt, für dessen physikalische Erklärung Albert Einstein 1921 den Nobelpreis erhalten hat (nicht etwa für die Relativitätstheorie, wie viele häufig meinen).

Im Winter gibt bei der photovoltaischen Stromerzeugung einige besondere Effekte:

1. Leistungssteigerung

Die geringe Temperatur (teilweise deutliche Minusgrade) erhöhen (!) den Wirkungsgrad der Solarzelle. Das liegt daran, dass die Nennleistung, die auf den Solarmodulen angegeben ist, immer bei einer Referenztemperatur von 25 Grad Celsius gemessen wird. Mit steigender Temperatur sinkt die reale Modulleistung um ca. 0,5% pro Grad Celsius Temperaturerhöhung. Das bedeutet umgekehrt, bei sinkender Temperatur steigt die Modulleistung.

2. Albedo-Effekt

Der schneebedeckte Boden hat ein höheres Rückstrahlvermögen (Albedo) durch Reflexionsstrahlung des weißen Schnees, welches für eine (geringfügig) höhere Einstrahlung auf den Solarmodulen sorgt, solange genug direktes Sonnenlicht vorhanden ist (idealerweise blauer, wolkenarmer Himmel). Auch durch diesen Effekt gibt es eine (kleine) Leistungssteigerung in den Solarmodulen.

3. Schneebeseitigung

Der Schnee auf den Solarmodulen, kann bei sonnenreichen Wintertagen, nach dem Antauen meistens sehr leicht abrutschen, da die Solarmodule geneigt sind und die Oberfläche aus Glas besteht. Dann sind die Solarmodule wieder voll einsatzfähig. Die geringfügige Erhöhung durch die untere Kante des Solarmodulrahmens behindert diesen Effekt in der Praxis ein wenig und ist dabei stark neigungsabhängig.

In den Wintermonaten wird trotz der genannten Effekte weniger Ertrag generiert als in den Sommermonaten. Das liegt vor allem an der deutlich längeren Sonnenscheindauer im Sommer.

Ansprechpartner ist Stephan Riedel.