Funktioniert Photovoltaik auch bei Wolken oder im Schatten? Eine einfache Antwort für Einsteiger

Viele Hausbesitzer und Interessierte fragen sich: Lohnt sich eine Solaranlage überhaupt, wenn die Sonne nicht ständig scheint? Produzieren Solarmodule auch Strom, wenn der Himmel bedeckt ist oder Teile der Anlage im Schatten liegen? Diese Unsicherheit ist verständlich, schließlich wollen Sie wissen, ob sich die Investition auch unter nicht idealen Bedingungen rechnet. Die gute Nachricht vorweg: Ja, Photovoltaik funktioniert auch bei Wolken und sogar bei teilweiser Verschattung – allerdings mit Unterschieden in der Leistung.

Funktioniert Photovoltaik auch bei Wolken?

Das Wichtigste zuerst: Ja, aber mit Unterschieden

Um es direkt auf den Punkt zu bringen: Photovoltaikanlagen erzeugen auch dann Strom, wenn keine pralle Sonne vom Himmel lacht. Sie sind nicht darauf angewiesen, dass jeder Tag einem perfekten Sommertag gleicht. Allerdings hängt die Menge des erzeugten Stroms direkt von der Intensität der Sonneneinstrahlung ab. Weniger Licht bedeutet also auch weniger Strom. In diesem Artikel erklären wir Ihnen einfach und verständlich, wie das genau funktioniert und was Sie erwarten können.

Wie Solarzellen Licht „sehen“: Mehr als nur strahlender Sonnenschein

Um zu verstehen, wie Photovoltaikanlagen bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen arbeiten, ist es gut zu wissen, dass Solarzellen verschiedene Arten von Sonnenlicht nutzen können:

• Direkte Strahlung: Das ist das Sonnenlicht, das an einem klaren, sonnigen Tag ungehindert auf die Solarmodule trifft. Diese Art von Licht liefert die meiste Energie und sorgt für die Spitzenleistung Ihrer Anlage.
• Diffuse Strahlung: Auch an bewölkten Tagen oder im Schatten ist Licht vorhanden. Dieses Licht wird von Wolken, Staubpartikeln in der Atmosphäre oder von Oberflächen in der Umgebung gestreut und reflektiert. Man nennt es diffuse Strahlung. Photovoltaikmodule können auch dieses gestreute Licht in Strom umwandeln. Stellen Sie es sich wie einen hellen Raum an einem bedeckten Tag vor: Sie können immer noch gut sehen, weil das Licht von den Wolken gestreut wird. Auf ähnliche Weise „sehen“ auch Solarmodule dieses diffuse Licht.

Moderne Solarzellen sind so konzipiert, dass sie sowohl direkte als auch diffuse Strahlung effizient nutzen.

Photovoltaik und Wolken: Stromerzeugung auch an trüben Tagen

Die häufige Sorge, dass Wolken die Stromproduktion komplett stoppen, ist unbegründet. Auch wenn der Himmel vollständig bedeckt ist, dringt diffuse Strahlung zu Ihren Solarmodulen durch. Die Leistung ist dann zwar geringer als bei voller Sonneneinstrahlung, aber die Anlage steht nicht still.

An einem stark bewölkten Tag kann eine Photovoltaikanlage immer noch etwa 10 bis 25 % ihrer Nennleistung erbringen. An Tagen mit leichter Bewölkung fällt der Ertrag entsprechend höher aus. Zum Vergleich: Bei direkter Sonneneinstrahlung treffen bis zu 1.000 Watt pro Quadratmeter (W/m²) auf die Module, an einem bewölkten Tag sinkt dieser Wert auf 100 bis 300 W/m². Auch wenn das weniger ist – jede erzeugte Kilowattstunde (kWh) hilft, Ihre Stromrechnung zu senken und die Umwelt zu schonen. Selbst an kurzen, trüben Wintertagen leisten Solaranlagen also einen Beitrag.

Photovoltaik und Schatten: Eine größere Herausforderung

Während diffuse Strahlung durch Wolken die Leistung nur reduziert, ist direkter Schatten durch Bäume, Nachbargebäude, Schornsteine oder Dachgauben eine größere Herausforderung für eine Photovoltaikanlage.

Der Unterschied zwischen Wolken und Schatten: Wolken reduzieren die Lichtintensität meist gleichmäßig über die gesamte Modulfläche. Ein harter Schatten hingegen bedeckt oft nur einen Teil eines Moduls oder einzelne Module einer Reihe (String) komplett, während andere Teile weiterhin voll bestrahlt werden.

• Teilverschattung: Wird auch nur ein kleiner Teil eines Solarmoduls oder ein einzelnes Modul in einem String (mehrere in Reihe geschaltete Module) verschattet, kann das die Leistung des gesamten Strings überproportional stark reduzieren. Das liegt daran, dass der Stromfluss durch die verschatteten Zellen behindert wird und diese wie ein Widerstand wirken. Moderne Solarmodule verfügen jedoch über sogenannte Bypass-Dioden. Diese Dioden ermöglichen es dem Strom, die verschatteten Zellbereiche zu „umgehen“. Dadurch wird der Leistungsverlust des gesamten Moduls und Strings zwar nicht gänzlich verhindert, aber doch deutlich verringert. Ohne Bypass-Dioden könnte ein kleiner Schatten die Leistung eines ganzen Modulstrangs fast auf null reduzieren.
• Vollverschattung: Liegt ein Modul oder ein großer Teil der Anlage permanent im tiefen Schatten, ist die Stromerzeugung dort tatsächlich sehr gering bis nicht vorhanden. Eine sorgfältige Planung ist daher entscheidend, um solche dauerhaften Verschattungen möglichst zu vermeiden.

Es gilt also: Schatten ist nicht gleich Schatten. Eine leichte, wandernde Verschattung ist weniger problematisch als eine dauerhafte, intensive Verschattung.

Und was ist bei Nacht? Ohne Licht kein Solarstrom

Diese Frage lässt sich einfach beantworten: Photovoltaikmodule benötigen Licht (genauer gesagt Photonen), um Strom zu erzeugen. Nachts, wenn kein Licht auf die Module fällt, produzieren Solaranlagen keinen Strom. Für die Stromversorgung in der Nacht oder bei einem Stromausfall kann eine Photovoltaikanlage mit einem Stromspeicher (Solarbatterie) kombiniert werden. Dieser speichert den tagsüber überschüssig produzierten Solarstrom für die spätere Nutzung.

Was die Leistung bei wenig Licht beeinflusst

Nicht alle Solarmodule und Photovoltaiksysteme erbringen bei schwachen Lichtverhältnissen die gleiche Leistung. Mehrere Faktoren beeinflussen den Ertrag:

• Modultechnologie: Moderne, hocheffiziente Solarmodule erzielen oft auch bei diffusem Licht gute Erträge. Es gibt spezielle Modultypen, die für ihre gute Leistung bei Schwachlicht bekannt sind.
• Systemplanung: Bei Anlagen, die teilweise oder zu bestimmten Tageszeiten verschattet sind, können sogenannte Leistungsoptimierer oder Modulwechselrichter eingesetzt werden. Diese Bauteile optimieren jedes Modul einzeln. So wird sichergestellt, dass ein verschattetes Modul die Leistung der anderen Module im selben String nicht stark beeinträchtigt.

Eine gute Planung durch einen Fachbetrieb berücksichtigt diese Aspekte, um den Ertrag Ihrer Anlage zu maximieren.

Das Wichtigste für Einsteiger zusammengefasst

• Ja, Photovoltaik funktioniert auch bei Wolken und teilweiser Verschattung.
• Die Stromerzeugung ist bei weniger Licht geringer als bei voller Sonneneinstrahlung.
• Wolken führen zu diffuser Strahlung, die von den Modulen genutzt wird (ca. 10–25 % der Maximalleistung).
• Direkter Schatten ist problematischer, aber Bypass-Dioden und eine gute Planung helfen, Verluste zu minimieren.
• Nachts produzieren Solarmodule keinen Strom, da Licht fehlt.
• Moderne Technologien verbessern die Leistung bei Schwachlicht.

Die Sorge, dass eine Photovoltaikanlage nur bei perfektem Sonnenschein sinnvoll ist, ist also unbegründet. Sie leistet auch an weniger sonnigen Tagen einen wertvollen Beitrag zu Ihrer Energieversorgung.

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