Sommer, Sonne, Sonnenstrom – und was passiert im Winter? PV-Anlagen produzieren auch in den Wintermonaten verlässlich Strom, wenn auch mit geringeren Erträgen, weil die Sonne tiefer steht und die Tage kürzer sind. Kälte und Schnee können sich allerdings – im Gegensatz zur landläufigen Meinung – sogar positiv auf die Leistung auswirken. Warum das so ist, wie Sie Ihr PV-System winterfit machen und die eigene Solarenergie im Winter optimal nutzen − zum Heizen oder in Kombination mit einem Batteriespeicher − erfahren Sie hier.
Warum Photovoltaik auch im Winter funktioniert
Weniger Sonnenstunden, weniger Erträge. Warum eine PV-Anlage in den Wintermonaten weniger Strom produziert, ist schnell erklärt:
Zum einen liegt es an der geringeren Sonnenstrahlung (Globalstrahlung) …
Die Neigung der Erdachse bewirkt, dass die Sonne auf der Nordhalbkugel im Winter tiefer am Himmel steht. Der Sonnenstand ist flacher und die Sonnenstrahlen treffen nicht senkrecht auf die Module, sondern in einem spitzen Winkel. Die geringere Menge an direkter Strahlung führt zu insgesamt weniger Energieerzeugung pro Quadratmeter. Außerdem nimmt die Intensität der Strahlung im Winter ab, weil das Licht bei tiefem Sonnenstand auch einen längeren Weg durch die Erdatmosphäre zurücklegt. Dabei wird ein Teil der Strahlung durch Wolken, Staub, Wasserdampf und andere Partikel absorbiert.
… zum anderen an den kürzeren Tageslängen und schwierigeren Wetterbedingungen:
Im Winter sind die Tage deutlich kürzer, was selbst bei klarem Himmel die Anzahl der Stunden mit direkter Sonneneinstrahlung stark verkürzt. Ebenso tragen die winterlichen Wetterbedingungen – mehr Bewölkung, Nebel und Schnee – zur schwächeren Sonnenstrahlung bei.
Allerdings: PV-Anlagen nutzen auch die sogenannte diffuse Strahlung, also jene Strahlung, die nicht als direkter Strahl von der Sonne kommt, sondern durch Luftmoleküle oder Wasserpartikel in der Atmosphäre gestreut wird. Dieser gestreuten Strahlung ist es zu verdanken, dass die Stromproduktion einer PV-Anlage an trüben, sonnenverhangenen Wintertagen stabil bleibt, wenn auch mit Ertragseinbußen.
Welche Auswirkungen hat der tiefe Sonnenstand im Winter auf die Auslegung von PV-Systemen?
Folglich sollten die Module aufgrund des flacheren Einfallswinkels steiler aufgestellt werden. Während im Sommer Aufdachanlagen mit Modulneigungen zwischen 10–30 Grad ideal sind, bringen Aufständerungen mit steilen Montagewinkeln oder Fassadenanlagen mit hoch am Gebäude montierten Modulen im Winter deutliche Vorteile. Letztere sind darüber hinaus weniger anfällig für längere Schatten bzw. Teilverschattungen im Winter.
Zusätzliche Flächen wie Zäune oder Gartenmauern können ebenfalls mit senkrecht montierten Modulen optimal genutzt werden. Ein weiterer Pluspunkt dabei ist, dass der Schnee bei Fassadenanlagen kaum auf den Modulen liegen bleibt und Frost schneller taut – speziell für schneereiche Gebiete eine praktische Lösung.
Auch im Winter effizient: Vertikale PV-Anlagen nutzen den tiefen Sonnenwinkel optimal.
Wie viel Strom produziert PV im Winter?
Von etwa März bis Oktober kann in unseren Breitengraden mit einem effizienten PV-System ein hoher Autarkieanteil in der eigenen Energieversorgung erzielt werden, speziell in den Sommermonaten ist mit viel überschüssiger Energie zu rechnen. Eine nach Süden ausgerichtete PV-Anlage erreicht im Sommer Tageserträge, die dem Fünf- bis Sechsfachen der Dimensionierung entsprechen. Das bedeutet bei einer 10-kWp-Anlage rund 50 bis 60 kWh pro Tag.
Im Winter hingegen fällt der Ertrag aus den bereits erwähnten Gründen wesentlich geringer aus. Eine Aufdachanlage erwirtschaftet zu dieser Jahreszeit nur in etwa 10 %. Bei einer 10-kWp-Anlage ist das rund eine Kilowattstunde pro Tag, während eine nach Süden ausgerichtete Fassadenanlage mit derselben Größe ca. 10 kWh täglich produzieren kann. Diese Erträge beziehen sich vorrangig lediglich auf die drei Monate November, Dezember und Jänner. Die Monatserträge zwischen April und September fallen meist sehr hoch aus, weshalb der durchschnittliche Jahresertrag eines PV-Systems trotzdem hervorragend ausfällt.
| 8 kWp | Ausrichtung | Ost-West 30° | Süd 30° | Südfassade 90° (2023) |
|---|---|---|---|---|
| Januar | PV-Ertrag | 210 kWh (mit Schnee < 100 kWh) | 380 kWh | 450 kWh |
| Februar | PV-Ertrag | 370 kWh (mit Schnee < 200 kWh) | 580 kWh | 600 kWh |
| März | PV-Ertrag | 680 kWh (mit Schnee < 420 kWh) | 920 kWh | 790 kWh |
Energieautarkie im Winter? Kommt auf den Verbrauch an.
Allein durch PV den gesamten Energiebedarf in der kalten Jahreszeit decken zu können, scheint unrealistisch. Eine Überdimensionierung der eigenen PV-Anlage muss sich über das ganze Jahr gerechnet lohnen. Unterschiedliche Faktoren, wie das Heizsystem, müssen hier mitbedacht werden. So kann beispielsweise ein Einfamilienhaus mit Pelletheizung und einem Verbrauch von rund 8 kWh pro Tag bei guter Lage und Ausrichtung im Winter einen hohen Autarkiegrad (bis zu 90 %) erreichen, während selbst bei einem Niedrigenergiehaus mit einer 10-kWp-PV-Anlage samt Wärmepumpe im Winter maximal mit 20 % Autarkie zu rechnen ist, da der tägliche Strombedarf für die Wärmepumpe allein bei 10–40 kWh liegt.
Planungstipps für maximalen PV-Ertrag im Winter:
- Ideale Kombination aus Süd- und Ost-West-Ausrichtung mit drei Strängen
- Modulneigungswinkel für tiefen Sonnenstand optimieren – für maximale Wintererträge ist eine Neigung von 20–50° am Dach optimal. Bei verstellbaren Montagesystemen bietet sich eine saisonale Anpassung an.
- Vertikale PV-Anlage/Fassadenanlage mit Süd-Ausrichtung vor allem in schneereichen Gebieten andenken
- Bifaziale Solarmodule verbauen – diese können das Licht beidseitig nutzen; hier kommt der sogenannte Albedo-Effekt – also die Rückstrahlung von hellen Oberflächen wie Schnee – besonders zum Tragen.
- Bei Bedarf die PV-Anlage etwas größer dimensionieren (je nach Wärmepumpenverbrauch + 3–5 kWp) – Jahresbilanz beachten!
Schon gewusst?
Arbeiten PV-Anlagen bei Kälte tatsächlich besser?
Ja, Solaranlagen arbeiten tendenziell bei kälteren Temperaturen besser, da die Umgebungstemperatur sich unmittelbar auf den Wirkungsgrad der Solarzellen auswirkt.
Für die Leistung von Solarmodulen ist der sogenannte Temperaturkoeffizient ausschlaggebend. Er gibt an, um wie viel Prozent die Modulleistung pro Grad Celsius Temperaturänderung im Vergleich zur Standard-Testbedingung (= 25 °C) zu- bzw. abnimmt. Solarmodule bestehen größtenteils aus kristallinem Silizium und haben einen negativen Temperaturkoeffizient von ca. −0,3 bis −0,5 % pro Grad Celsius. Genau um diesen Prozentsatz sinkt die Modulleistung mit jedem Grad Celsius, das die Test-Temperatur von 25 °C übersteigt.
Warum ist das so? Bei steigenden Temperaturen sinkt die Spannung, während die Stromstärke nur leicht ansteigt. Die elektrische Leistung nimmt somit insgesamt ab, weil sie das Produkt aus Spannung und Stromstärke ist. Im Umkehrschluss bedeutet das, dass die Leistung steigt, sobald die Temperaturen sinken. Bei niedrigen Temperaturen bleibt die Spannung der Module höher, und die Gesamtleistung steigert sich. Sonnige, kalte Tage können damit ertragreicher ausfallen als heiße Sommertage.
Was macht eine PV-Anlage winterfit?
Gleich eines vorweg: Regelmäßige Wartung und achtsames Monitoring der PV-Anlage sind die Grundvoraussetzung für beste Erträge und Langlebigkeit. Wer also sein PV-System stets aufmerksam im Blick hat, sowohl in der Monitoring-App online als auch direkt auf dem Dach, kann rasch auf Unregelmäßigkeiten reagieren und wird im Normalfall auch im Winter nicht von technischen Problemen überrascht. Tipp: Ein kurzer Proficheck im Spätherbst zahlt sich aus, damit die Anlage mit gereinigter Oberfläche und voller Leistung in die Wintersaison startet.
Schnee auf den Solarmodulen – was tun?
Schnee auf den Modulen = kein Solarstrom? Jein. Selbst bei einer lockeren Schneeschicht von wenigen Zentimetern können die Module mit diffusem Licht weiterhin Strom erzeugen. Durch die Eigenwärme der Module und einen stärkeren Neigungswinkel schmelzen Schnee und Eis und rutschen von allein ab. Die Module reinigen sich in der Regel selbst.
Liegt jedoch eine dicke Schneedecke von mehr als 15 Zentimetern auf dem Dach, kann kein Sonnenlicht mehr zu den PV-Modulen durchdringen. Hier müssen die Vor- und Nachteile einer Schneeräumung gut abgewogen werden: Wie hoch sind der Energieentfall und die damit verbundenen Stromkosten konkret?
Handelt es sich um Kosteneinbußen für einen kurzen Zeitraum, wird man diesen Verlust eventuell bewusst in Kauf nehmen, anstatt einen professionellen Fachbetrieb für die Schneeräumung zu engagieren. In höhergelegenen Gebieten mit durchgehend hohen Schneelasten oder bei Gefahrenrisiko durch extrem viel nassen, schweren Schnee ist eine Schneeräumung zur Entlastung empfehlenswert. Auch hier gilt: Bitte nur die Profis mit Spezialequipment aufs Dach lassen, das Unfallrisiko ist für Laien viel zu groß. Erreichbare Stellen der Anlage können, falls nötig, vom Boden aus mit weichen Werkzeugen wie Schneebesen mit Schonborsten oder Teleskopschiebern geräumt werden. Auf keinen Fall Streusalz verwenden – die Salzpartikel schädigen die Module, was zu Leistungseinbußen führt.
Checkliste zur Optimierung des Eigenverbrauchs im Winter:
1. Batteriespeicher nutzen:
Überschüssiger PV-Strom wird untertags in der Batterie gespeichert und für später bereitgestellt; in den Wintermonaten mit wenig bis keinem PV-Überschuss und bei variablen Tarifen bietet es sich an, die Batterie mit günstigem Netzstrom zu laden und dann darauf zurückzugreifen, wenn der Netzstrom wieder teurer ist.
2. Heizen und Warmwasser mit PV:
Der eigene Sonnenstrom kann auch im Winter zum Heizen und für die Warmwassererzeugung genutzt werden. Verbrauchsregler wie der Fronius Ohmpilot nutzen bereits geringe Mengen an PV-Überschuss, um den Heizstab im Boiler oder Pufferspeicher anzusteuern und die Wassertemperatur darin immer konstant hochzuhalten. Mit PV gekoppelt ist auch der Betrieb der Wärmepumpe effizienter: Die Wärmepumpe muss sich nicht so oft ein- und ausschalten. Das entlastet das gesamte Heizsystem im Haushalt und macht es somit langlebiger.
3. Intelligentes Energiemanagement
Mit einem Monitoring-Tool, wie Fronius Solar.web, hat man Ertrag und Verbrauch oder sogar versteckte Stromfresser im Haushalt immer im Blick und kann gezielt Einstellungen vornehmen, mit denen die PV-Anlage noch effizienter arbeitet.
Intelligente KI-basierte Energiemanagement-Tools wie der Fronius Energiekosten-Assistent analysieren die zu erwartende Stromproduktion, den Verbrauch sowie die aktuellen Strompreise kontinuierlich und passen die Speicherstrategie der Batterie optimal daran an. Damit werden die Energieressourcen effizient genutzt und Stromkosten effektiv gespart.
4. Verbrauch zeitlich anpassen
Wenn energieintensive Verbraucher wie Waschmaschine, Geschirrspüler und Co. genau dann laufen, wenn die PV-Anlage viel Sonnenstrom produziert – im Winter also vorrangig zur Mittagszeit – wirkt sich das positiv auf den Eigenverbrauch aus. Darüber hinaus machen sich Lastverschiebung und Änderungen im eigenen Energieverbrauchs-Verhalten auch in der Geldbörse bemerkbar.
5. E-Auto laden
Selbst wenn im Winter Ertrag und Überschuss der PV-Anlage geringer ausfallen als im Sommer, ergibt es Sinn, das E-Auto mit eigenem PV-Strom zu laden: Auch hier ist es wichtig, die Ladezeiten tagsüber an die sonnenreichsten Mittagsstunden anzupassen. Smarte Ladeboxen erlauben das dynamische PV-Überschussladen und können auch in der Nacht variable Stromtarife zu Niedrigtarifzeiten automatisch nutzen.
Tipp: Die PV-optimierte Wallbox Fronius Wattpilot Flex kann automatisch zwischen 1- und 3-phasigem Laden umschalten und so bereits kleinste PV-Überschüsse von 1,38–22 kW nutzen – so bleibt auch im Winter kein Sonnenstrahl ungenutzt.
Fazit:
An den kürzeren Wintertagen produzieren PV-Anlagen in unseren Breitengraden deutlich weniger Strom als im Sommer. Jedoch kann durch eine entsprechende Anlagenplanung − z. B. mit einer nach Süden ausgerichteten Fassadenanlage oder höheren Modulneigungswinkeln − die Sonne auch im Winter bestmöglich genutzt werden. Smarte Energiemanagement-Tools unterstützen dabei, Batteriespeicher, E-Ladebox und Verbrauchsregler effizient in das eigene Energiegesamtsystem zu integrieren und gleichzeitig den Eigenverbrauch zu erhöhen. So ist ein gewisser Grad an Autarkie selbst in der kalten Jahreszeit möglich.
