Können Solarmodule im Winter effizient arbeiten?

Ja, Solarmodule können auch im Winter effizient arbeiten. Obwohl die Sonnentage im Winter weniger Sonnenlicht bieten und die Nutzung von Solarenergie für die Heizung zunächst widersprüchlich erscheinen mag, ist der Hauptfaktor für die Leistung von Photovoltaik(PV)-Modulen die Sonnenlichtintensität, nicht die Temperatur. Tatsächlich tendieren Solarmodule dazu, bei kühleren Temperaturen effizienter zu arbeiten.

Laut dem Deutschen Wetterdienst haben sich die Tageslichtstunden in den letzten 70 Jahren (von 1951 bis 2020) um 4,8 Stunden erhöht. Dieser Anstieg der Tageslichtstunden kommt der Solarenergieproduktion selbst in den Wintermonaten zugute.

Obwohl PV-Systeme im Winter etwa 30 % ihrer jährlichen Stromproduktion erzeugen, können sie dennoch einen erheblichen Teil des Energiebedarfs eines Haushalts decken, wobei ein gewisser Bezug auf das Stromnetz erforderlich ist. Hier ist eine detaillierte Berechnung zur Veranschaulichung:

Nehmen wir zum Beispiel ein 10 kWp Solarpv-System in Stuttgart (50 Quadratmeter, 18 % Effizienz). Die Ausgangsformel lautet:Ausgang = Globale Strahlung x Fläche x Effizienz

• Dezember: Bei einer globalen Strahlung von 21 kWh/m² beträgt die potenzielle Leistung des Systems 189 kWh.
• Januar: Bei einer globalen Strahlung von 26 kWh/m² beträgt die potenzielle Leistung des Systems 234 kWh.
• Februar: Bei einer globalen Strahlung von 46 kWh/m² beträgt die potenzielle Leistung des Systems 414 kWh.

Im Winterzeitraum (Dezember bis Februar) wird das 10 kWp-System voraussichtlich etwa 837 kWh erzeugen. Angenommen, ein durchschnittlicher Haushalt verbraucht im Winter etwa 14 kWh pro Tag (im Vergleich zu 10 kWh im Sommer), beträgt der Gesamtverbrauch für den 90-tägigen Winterzeitraum 1.260 kWh. Dies bedeutet, dass das PV-System etwa zwei Drittel des Elektrizitätsbedarfs des Haushalts decken kann (837 kWh / 1.260 kWh = 0,664).

Kann Solarenergie im Winter zum Heizen genutzt werden?

Ja, ein Teil des Stroms, der von Ihrem Solarpanelsystem (PV-System) erzeugt wird, kann verwendet werden, um elektrische Heizungen oder Wärmepumpen zu betreiben. Es ist jedoch oft nicht kosteneffektiv, sich ausschließlich auf Solarenergie zur Betreibung einer Wärmepumpe zu verlassen, da das PV-System erheblich größer sein muss und viel mehr Strom produzieren muss, als der tatsächliche Bedarf des Haushalts.

Generell kann Solarenergie etwa 10 % bis 15 % des gesamten Heizbedarfs decken, aber jede erzeugte Kilowattstunde (kWh) aus Solarenergie ist wertvoll. Erstens ist Solarenergie zu 100 % erneuerbar und hilft, die Umwelt zu schützen. Zweitens liegen die Produktionskosten für Solarenergie zwischen 0,11 € und 0,13 € pro kWh, während die Kosten für Strom aus dem Netz bei etwa 0,32 € pro kWh liegen. Eine Wärmepumpe kann ungefähr 4 kWh Wärme aus 1 kWh Strom erzeugen.

Wenn die Kosten für Solarstrom bei 0,12 € pro kWh liegen, würde die Nutzung eines PV-Systems zur Betreibung einer Wärmepumpe Wärme zu nur 0,03 € pro kWh erzeugen. Im Vergleich dazu würde ein Gasheizkessel die gleiche Menge Wärme für etwa 0,11 € pro kWh produzieren.

Optimierung und Wartung von Photovoltaikanlagen im Winter

1. Korrekte Neigungswinkel
Für die optimale Sonnenlichterfassung in Regionen mit starkem Schneefall sollten Solarmodule auf etwa 55° geneigt werden. Im Gegensatz dazu ist während der Sommermonate, wenn die Sonne höher am Himmel steht, ein idealer Neigungswinkel von etwa 20° geeignet. Ein 55°-Winkel kann daher die Energieproduktion im Sommer beeinträchtigen. Maysun empfiehlt einen Neigungswinkel von etwa 30°, um die Energieausbeute sowohl im Winter als auch im Sommer zu optimieren.

2. Wartung und Reinigung
Während die Schneebildung die Leistung von Photovoltaikanlagen beeinträchtigen kann, ist eine häufige Reinigung der Solarmodule nicht notwendig, da die Rentabilität (ROI) bereits die verringerte Leistung im Winter berücksichtigt. Sollte eine Reinigung erforderlich sein, ist es wichtig, professionelle Dienstleistungen in Anspruch zu nehmen, um Schäden zu vermeiden. Professionelle Reinigungsunternehmen sind ausgestattet, um sicherzustellen, dass die Module ohne Risiko für deren Integrität gewartet werden, sodass sowohl die Ausrüstung als auch Ihre Sicherheit geschützt sind.

Auswahl der richtigen Photovoltaikmodule für Winterbedingungen

Bei der Auswahl der besten Photovoltaikmodule für den Winter sollten Systembesitzer besonders auf die Leistung bei niedrigen Temperaturen und schlechten Lichtverhältnissen achten.

Bifaziale Module:
Bifaziale Module können eine ausgezeichnete Wahl sein, da sie auch das Licht nutzen können, das von der Rückseite vom Schnee reflektiert wird, was die Energieausbeute an verschneiten Tagen erhöht. Darüber hinaus bieten einige Hersteller spezielle Glas-Glas-Module an, die aufgrund ihrer robusten Struktur besonders widerstandsfähig gegen extreme Wetterbedingungen sind.

Temperaturkoeffizient:
Es ist wichtig, Module mit einem niedrigeren Temperaturkoeffizienten zu wählen, um Leistungsverluste bei kalten Temperaturen zu minimieren. Maysun empfiehlt die Verwendung von IBC (Interdigitated Back Contact)-Modulen, da sie eine bessere Lichtabsorption und höhere Effizienz bei geringer Lichtintensität bieten.

Schneelastkapazität:

Bei der Planung eines Solarsystems in schneereichen Regionen ist es entscheidend, Komponenten und Montagesysteme zu wählen, die für hohe Schneelasten ausgelegt sind. Modulhersteller geben in der Regel in ihren technischen Datenblättern die maximale Schneelast an, die ihre Module ohne Beschädigung aushalten können. Eine gängige Spezifikation liegt bei etwa 1.000 Pa, was bedeutet, dass jeder Quadratmeter des Moduls einem maximalen Druck von 1.000 Newton standhalten kann. Da ein Kilogramm Schnee etwa 10 Newton Druck auf das Modul ausübt, bedeutet eine Bewertung von 1.000 Pa, dass das Modul bis zu 100 Kilogramm Schnee pro Quadratmeter tragen kann. Die Module der meisten renommierten Hersteller können eine Standarddruckbelastung von bis zu 5.400 Pa bewältigen, was sie für eine Vielzahl von Umgebungsbedingungen im ganzen Land geeignet macht.

Seit 2008 hat sich Maysun Solar der Produktion hochwertiger Photovoltaikmodule verschrieben. Unsere Produktpalette umfasst Solarmodule, darunter IBC-, HJT- und TOPCon-Module sowie Balkon-Solarkraftwerke, die mit modernster Technologie hergestellt werden und hervorragende Leistung sowie garantierte Qualität bieten. Maysun Solar hat erfolgreich Büros und Lager in vielen Ländern eingerichtet und langjährige Partnerschaften mit erstklassigen Installateuren aufgebaut! Für die neuesten Angebote zu Solarmodulen oder bei Fragen zu Photovoltaik stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Wir sind bestrebt, Ihnen zu helfen, und unsere Produkte bieten zuverlässige Sicherheit.

Referentie:

Wegatech. (2024, augustus 15). Fotovoltaïek in de winter - de belangrijkste informatie in één oogopslag. https://www.wegatech.de/ratgeber/photovoltaik/die-anlage-im-betrieb/winter/

Test, T. (2024, juli 8). Wat zijn de echte voordelen van fotovoltaïsche energie in de winter? Alle informatie samengevat. Solario24. https://www.solario24.com/ratgeber/was-bringt-photovoltaik-im-winter-wirklich-alle-infos-zusammengefasst?srsltid=AfmBOopPGjirD7AvopUnUaPfiwGeRaP4yw7IZa35fmhCJZDm5RcE8Yxu

Verwarmen in de winter met PV & thermische zonne-energie - hoe werkt het? (n.d.). Polarstern - 100% groene elektriciteit en 100% groen gas. https://www.polarstern-energie.de/magazin/artikel/solar-heizen-winter/

Engie. (2023, februari 22). Zonnepanelen in de winter: werking, rendement en onderhoud. ENGIE My Power SAS. https://mypower.engie.fr/conseils/energie-solaire/avantages-conseils-solaire/panneaux-solaires-en-hiver.html

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