Funktionieren Photovoltaikanlagen im Winter und an bewölkten Tagen?

Die absolute Grundlage für den Betrieb von PV-Anlagen ist der Zugang zu Sonnenstrahlen. Wie wichtig ist jedoch deren Intensität? Funktionieren Photovoltaikmodule im Winter, wenn die Sonne am Horizont kürzer als im Frühling und Sommer sichtbar ist? Hören sie nachts völlig auf zu arbeiten? Wie beeinflussen Wolken die Photovoltaikmodule? Auf diese und zahlreiche weitere Fragen antworten wir in diesem Artikel.

Funktionieren Photovoltaikmodule nachts?

Bevor wir die oben gestellte Frage beantworten und auch erklären, welche Probleme Photovoltaik im Winter verursachen kann, beginnen wir mit einer kurzen und möglichst einfachen Erklärung, wie PV-Anlagen funktionieren.

Eine Photovoltaikanlage besteht aus vielen Modulen, deren Konstruktion die sogenannten Photovoltaikzellen berücksichtigt. Das gesamte Konzept hinter dieser Lösung besteht darin, Photonen (also Lichtteilchen), die auf die Oberfläche dieser Zellen fallen, zu erfassen und sie von Sonnenenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Angesichts dieser Informationen scheint die Antwort auf die Frage, ob Photovoltaikmodule nachts funktionieren, offensichtlich zu sein – sie tun es nicht. Diese Geräte können Energie nur dann gewinnen, wenn Sonnenstrahlung in ihren Arbeitsbereich gelangt.

Effizienz von Photovoltaikanlagen im Winter und in warmen Jahreszeiten

Nachdem wir die Frage beantwortet haben, ob Photovoltaikmodule nachts funktionieren, ist es sinnvoll, über die nächste, für das Thema dieses Beitrags relevante Frage nachzudenken – funktionieren Photovoltaikzellen im Winter? Ja, aber unter bestimmten Bedingungen.

Wir wissen bereits, dass der notwendige Faktor für den Betrieb von PV-Anlagen der Zugang zu Sonnenstrahlung ist. Während der Wintermonate ist dieser tatsächlich geringer, aber das bedeutet nicht, dass wir tagsüber überhaupt kein Licht erleben. Wenn die Sonne also am Himmel steht, können die Zellen auf herkömmliche Weise Energie gewinnen, solange nichts anderes sie von der Quelle der Photonen abschneidet.

Die wichtigere Frage ist also nicht, ob Photovoltaikanlagen im Winter und an bewölkten Tagen funktionieren, sondern mit welcher Intensität sie unter solchen Umständen arbeiten können.

Photovoltaik funktioniert im Winter natürlich viel weniger effizient als in den Sommer- und Frühjahrsmonaten. Schätzungen zufolge kann ein einzelnes Modul mit einer Leistung von 1 kWp im Sommer bis zu 180 kWh pro Monat erzeugen, während dieser Wert im Winter um bis zu 85 % sinken kann, im Dezember und Januar liegt er nur bei 20-30 kWh.

In der Praxis hängt vieles von zusätzlichen Faktoren ab, wie dem Standort des Systems, der geografischen Breite, in der es sich befindet, dem Neigungswinkel der Module sowie deren Qualität. Unabhängig von diesen Variablen bleibt die Antwort auf die Frage, ob Photovoltaikzellen im Winter funktionieren, eindeutig bejahend.

Effizienz von Photovoltaikanlagen im Winter und die Rentabilität ihrer Nutzung

Zweifel darüber, wie Photovoltaik im Winter funktioniert, führen oft dazu, dass Investoren von der Idee des Aufbaus absehen, aus Angst vor der Unrentabilität dieser Lösung. Das ist leider ein großer Fehler, der häufig aus einer unzureichenden Analyse des Themas resultiert.

Ja, die Effizienz von Photovoltaikanlagen sinkt im Winter, jedoch können nur Schneeablagerungen auf ihnen das System vollständig von der Energiequelle abschneiden. Bei regelmäßiger Schneeräumung können die Module recht gut arbeiten, und unter bestimmten Umständen sogar besser als in den warmen Jahreszeiten. Es ist zu beachten, dass die Effizienz von PV-Zellen bis zu einem bestimmten Punkt mit sinkenden Umgebungstemperaturen steigt. In der Praxis zeigt sich also, dass Wintertage mit starkem Sonnenschein und gleichzeitig Kälte optimale Arbeitsbedingungen für sie darstellen.

Hier ist es auch wichtig, einen weiteren Zweifel bezüglich der Funktionsweise von Photovoltaikmodulen bei Frost auszuräumen. Moderne PV-Systeme halten Temperaturen von bis zu -40 °C problemlos stand, was ein hervorragendes Beispiel für die Installation ist, die täglich an der Polnischen Antarktisstation Henryk Arctowski am geografischen Südpol genutzt wird.

Wie beeinflussen Wolken die Photovoltaikmodule?

Im Allgemeinen haben Wolken einen negativen Einfluss auf die Effizienz der Arbeit von PV-Modulen. Je mehr sie den Himmel bedecken, desto weniger Sonnenstrahlen erreichen die Zellen, und damit können sie weniger Energie produzieren. Laut allgemeinen Schätzungen kann starke Bewölkung (bei der die Sonne überhaupt nicht sichtbar ist) ihre Effizienz um bis zu 90 % einschränken. Solche Situationen treten jedoch relativ selten auf und haben im Monatsdurchschnitt keine größere Bedeutung.

Zusätzlich, um die Frage zu beantworten, wie Wolken die Photovoltaikmodule beeinflussen, ist es auch wichtig, die andere Seite der Medaille zu betrachten. Bei einer bestimmten Position der Sonne am Himmel kann es zum sogenannten Wolkenrand-Effekt kommen, bei dem die Anzahl der Photonen, die auf die Zelle fallen, durch das Durchdringen der Wolkenkante erhöht wird, was die Arbeit der Anlage intensiviert.

Wenn man darüber nachdenkt, ob Photovoltaikanlagen im Winter und an bewölkten Tagen funktionieren, sollte man sich bewusst sein, dass selbst bei niedriger Effizienz unter bestimmten Bedingungen der Anlagenbesitzer weiterhin überschüssigen Strom, der im Frühling und Sommer produziert wurde, aus dem Netz beziehen kann. Auf der Rechnung, die vom Netzbetreiber ausgestellt wird, wird eine Zusammenstellung für das gesamte Jahr und nicht für einen einzelnen Monat angezeigt. Dieses Thema sollte daher aus einer breiten, ganzjährigen Perspektive betrachtet werden, und dann zeigt sich, dass der Investor nach einigen Jahren nach der Installation der Module immer einen Gewinn aus diesem Vorhaben ziehen wird.

Siehe: Wie wählt man sicher ein Unternehmen für Photovoltaik aus?