Leistung bei diffusem Licht: Wie bewölkter Himmel die Effizienz von Photovoltaik und Solarthermie beeinflusst

Die Vorstellung, dass Solarenergie nur bei strahlend blauem Himmel funktioniert, hält sich hartnäckig. Doch die Realität in Deutschland und Mitteleuropa sieht anders aus: Ein erheblicher Teil des Jahres ist von Wolken geprägt. Das wirft eine entscheidende Frage auf: Welche Solartechnologie liefert auch dann noch verlässlich Energie?

Sowohl Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung als auch Solarthermie-Anlagen zur Wärmeerzeugung nutzen die Kraft der Sonne. Bei bewölktem Himmel unterscheidet sich ihre Funktionsweise jedoch fundamental.

Ein Blick auf die Daten des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme zeigt: Allein in Deutschland macht die diffuse, also gestreute, Sonnenstrahlung etwa 50 % der gesamten Jahreseinstrahlung aus. Die Fähigkeit, dieses diffuse Licht zu nutzen, ist daher kein Nebenschauplatz, sondern der Schlüssel zu einem hohen und stabilen Jahresertrag.

Dieser Beitrag erklärt, warum die Photovoltaik dabei oft im Vorteil ist und was das für Sie als Hausbesitzer bedeutet.

Was ist diffuses Licht und warum ist es entscheidend?

Um die Leistungsfähigkeit von Solaranlagen zu verstehen, muss man zwischen zwei Arten von Sonnenstrahlung unterscheiden:

• Direkte Strahlung: Sichtbares, ungefiltertes Sonnenlicht, das an einem klaren Tag auf die Erde trifft und scharfe Schatten wirft.

  
  

• Diffuse Strahlung: Wenn Wolken, Nebel oder Luftpartikel das Sonnenlicht streuen, erreicht es uns aus allen Richtungen. Der Himmel ist hell, aber die Sonne selbst ist nicht als klare Scheibe zu erkennen.

  
  

Gerade in Deutschland ist der Anteil an diffusem Licht enorm hoch. Eine Anlage, die nur bei direkter Sonneneinstrahlung effizient arbeitet, würde die Hälfte des Energiepotenzials ungenutzt lassen. Die Leistungsfähigkeit bei diffusem Licht entscheidet somit maßgeblich über den Gesamterfolg Ihrer Investition.

Photovoltaik: Der stille Arbeiter an bewölkten Tagen

Eine Photovoltaik-Anlage (PV) kann auch bei bewölktem Himmel erstaunlich effizient Strom erzeugen. Der Grund liegt in ihrer Technologie: Photovoltaikzellen wandeln nicht Wärme, sondern Lichtteilchen (Photonen) in elektrische Energie um.

Solange Tageslicht vorhanden ist – egal ob direkt oder diffus –, treffen Photonen auf die Siliziumzellen und setzen Elektronen in Bewegung, wodurch Strom entsteht.

Moderne monokristalline Solarmodule sind für diese Aufgabe besonders gut gerüstet. Ihre hochreine Zellstruktur ermöglicht auch bei schwachen Lichtverhältnissen einen exzellenten Wirkungsgrad von Solarmodulen. Sie können ein breiteres Lichtspektrum nutzen, einschließlich der bläulichen Lichtanteile, die an bewölkten Tagen dominieren.

Ein Beispiel aus der Praxis: Eine typische 10-kWp-Anlage auf einem Einfamilienhaus kann an einem sonnigen Sommertag 50 kWh Strom oder mehr erzeugen. An einem vollständig bedeckten, trüben Tag produziert sie immer noch etwa 5 bis 10 kWh. Das mag wenig klingen, doch diese Menge reicht oft aus, um die Grundlast des Haushalts zu decken – also den Dauerbetrieb von Kühlschrank, Router, Heizungspumpe und Stand-by-Geräten. So senken Sie Ihre Stromrechnung an jedem Tag des Jahres, nicht nur bei Sonnenschein.

Das belegen auch offizielle Zahlen: Laut Fraunhofer ISE haben PV-Anlagen in Deutschland selbst im sonnenarmen Dezember 2022 rund 1,8 Terawattstunden Strom erzeugt. Dies beweist, dass die Photovoltaik im Winter ein wichtiger und verlässlicher Pfeiler der Energieversorgung ist.

Solarthermie: Die Herausforderung mit der Wärme

Solarthermie-Anlagen verfolgen ein anderes Ziel: Sie sollen Wasser erhitzen. Diese Aufgabe stellt bei diffusem Licht eine weitaus größere Hürde dar.

Warum Solarthermie direktes Licht benötigt

Eine Solarthermie-Anlage muss eine Trägerflüssigkeit in ihren Kollektoren auf eine Temperatur erhitzen, die deutlich über der des Wassers im Speicher liegt. Dafür benötigt sie eine hohe Energiedichte und einen großen Temperaturunterschied.

Diffuses Licht liefert diese hohe Energiedichte nicht. Es erwärmt die Kollektoroberfläche zwar leicht, doch die Energie reicht oft nicht aus, um die Trägerflüssigkeit effizient aufzuheizen. An kühlen, bewölkten Tagen kann es sogar vorkommen, dass der Kollektor mehr Wärme an die Umgebung abgibt, als er aufnimmt.

Ein Alltagsvergleich: Stellen Sie sich vor, Sie wollen Wasser in einem Topf zum Kochen bringen. Mit der gebündelten Hitze einer Herdplatte (direkte Strahlung) gelingt das schnell. Versuchen Sie es jedoch nur mit der allgemeinen Raumwärme (diffuse Strahlung), wird das Wasser nie kochen.

Die Erfahrung zeigt, dass Solarthermie-Anlagen in den sonnenreichen Sommermonaten ihre Stärken voll ausspielen, an trüben Tagen aber oft nur einen geringen Beitrag zur Warmwasserbereitung leisten. Das konventionelle Heizsystem muss dann die Hauptarbeit übernehmen.

Der direkte Vergleich: Was bedeutet das für den Jahresertrag?

Das unterschiedliche Verhalten bei diffusem Licht hat direkte Auswirkungen auf den finanziellen und ökologischen Nutzen Ihrer Anlage über das ganze Jahr hinweg.

• Photovoltaik: Der Ertrag einer Photovoltaikanlage verteilt sich über das gesamte Jahr. Die konstante Stromproduktion auch an bewölkten Tagen sorgt für eine solide Grundleistung und macht die Anlage wirtschaftlich robust. Der Eigenverbrauch senkt die Stromkosten kontinuierlich.

  
  

• Solarthermie: Der Ertrag konzentriert sich stark auf die sonnigen Monate von Mai bis September. In der restlichen Zeit ist der Nutzen oft gering, was die Amortisationszeit in weniger sonnenreichen Regionen verlängern kann.

  
  

Für Hausbesitzer in Deutschland, die eine möglichst hohe Autarkie und eine ganzjährige Reduzierung der Energiekosten anstreben, ist die Photovoltaik aufgrund ihrer überlegenen Leistung bei diffusem Licht in den meisten Fällen die vorteilhaftere Wahl.

FAQ – Häufig gestellte Fragen

Produziert meine PV-Anlage bei Regen Strom?
Ja. Solange es hell ist, trifft Licht auf die Module. Die Leistung ist bei starkem Regen und dunklen Wolken zwar deutlich geringer, aber sie fällt nicht auf null. Das Tageslicht reicht immer noch aus, um einen gewissen Ertrag zu erzielen.

Ist Solarthermie also eine schlechte Technologie?
Nein, keineswegs. Solarthermie hat ihre Berechtigung, insbesondere in sehr sonnenreichen Klimazonen oder für spezielle Anwendungen wie die Erwärmung von Schwimmbädern im Sommer. Für die ganzjährige Deckung des Energiebedarfs eines Haushalts in Deutschland ist Photovoltaik jedoch oft die flexiblere und wirtschaftlichere Lösung.

Macht ein Balkonkraftwerk bei diffusem Licht auch Sinn?
Absolut. Ein Balkonkraftwerk ist darauf ausgelegt, die Grundlast einer Wohnung zu reduzieren. Diese Grundlast ist rund um die Uhr vorhanden. Jeder noch so kleine Stromertrag an einem bewölkten Tag fließt direkt in den Eigenverbrauch und senkt Ihre Stromrechnung spürbar.

Wie viel Leistung verliert eine PV-Anlage bei Bewölkung?
An einem stark bewölkten Tag kann die Leistung auf 10 % bis 30 % der Nennleistung sinken. Diese verbleibende Energie ist jedoch keineswegs nutzlos, sondern leistet einen wertvollen Beitrag zur Deckung des Grundbedarfs und macht Sie unabhängiger vom Stromnetz.

Fazit: Bewölkter Himmel ist kein Hindernis für die Energiewende

Der Mythos, dass Solarenergie nur bei perfektem Sonnenschein funktioniert, ist durch die moderne Technologie längst überholt. Insbesondere Photovoltaikanlagen sind hervorragend an die klimatischen Bedingungen in Deutschland angepasst, weil sie den hohen Anteil an diffusem Licht effizient in Strom umwandeln können.

Diese Fähigkeit macht sie zu einer zuverlässigen und wirtschaftlich attraktiven Technologie für alle, die ihre Energiekosten senken und einen Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten wollen – an 365 Tagen im Jahr. Auf Informationsplattformen wie Photovoltaik.info finden Sie praxisnahe Hilfe, um diese Zusammenhänge zu verstehen und die richtige Entscheidung für Ihr Zuhause zu treffen.