Schwachlichtverhalten von Solarmodulen: Welche Technologie liefert auch bei bewölktem Himmel den besten Ertrag?
Viele Interessenten für Photovoltaik stellen sich eine berechtigte Frage: Lohnt sich eine Solaranlage in Deutschland überhaupt, wo der Himmel doch so oft bewölkt ist? Die Sorge, dass die teure Investition an grauen Tagen keine Leistung bringt, ist verständlich. Doch gerade hier hat die moderne Modultechnologie beeindruckende Fortschritte gemacht. Entscheidend für einen konstanten Ertrag ist nicht nur die Spitzenleistung bei strahlendem Sonnenschein, sondern vor allem das sogenannte Schwachlichtverhalten – die Fähigkeit eines Moduls, auch bei diffuser Strahlung effizient Strom zu erzeugen. Der reine Wirkungsgrad von Solarmodulen unter Normbedingungen ist dabei nur ein Teil der Wahrheit.
In diesem Beitrag erfahren Sie, welche Technologien dafür sorgen, dass Ihre Anlage auch dann verlässlich Strom produziert, wenn die Sonne sich nicht zeigt.
Was bedeutet Schwachlicht und warum ist es für Ihre PV-Anlage entscheidend?
Unter Schwachlicht versteht man alle Lichtverhältnisse, die nicht der vollen, direkten Sonneneinstrahlung entsprechen. Dazu gehören:
- Tage mit geschlossener Wolkendecke
- Nebel oder starker Dunst
- Die frühen Morgen- und späten Abendstunden
- Die Wintermonate mit niedrigem Sonnenstand
In diesen Situationen trifft das Sonnenlicht nicht als direkter Strahl auf das Modul, sondern wird von Wolken und Partikeln in der Atmosphäre gestreut. Man spricht hier von diffuser Strahlung. In Deutschland macht dieser Anteil oft 50 % bis 60 % der gesamten Jahreseinstrahlung aus. Eine Anlage, die diese diffuse Strahlung nicht effizient nutzen kann, verschenkt erhebliches Ertragspotenzial.
Praxisbeispiel: Stellen Sie sich ein typisches Einfamilienhaus in einer Region vor, die nicht für ihre vielen Sonnenstunden bekannt ist, zum Beispiel im Norden oder in Mittelgebirgslagen. Genau hier ist die Fähigkeit der Solarmodule, diffuse Strahlung in Strom umzuwandeln, der Schlüssel zu einer rentablen Jahresbilanz. Eine Anlage mit exzellentem Schwachlichtverhalten kann hier leicht 5–10 % mehr Jahresertrag erwirtschaften als eine Anlage mit veralteter Technologie, auch wenn beide unter idealen Testbedingungen die gleiche Nennleistung aufweisen.
Die wichtigsten Technologien für besseren Ertrag bei wenig Sonne
In den letzten Jahren haben sich vor allem drei Technologien durchgesetzt, die das Schwachlichtverhalten von Solarmodulen maßgeblich verbessern. Moderne Hochleistungsmodule kombinieren oft mehrere dieser Ansätze.
Aus unserem Shop, Kategorie: Balkonkraftwerke mit Speicher
Anker SOLIX Solarbank 3 E2700 Pro Balkonkraftwerk Speicher Set 1000 Watt 800 Watt - 2,7 kWh
Ab 1.299,00 €Halbzellen-Technologie (Half-Cut): Weniger Widerstand, mehr Leistung
Die Idee hinter der Halbzellen-Technologie ist einfach und wirkungsvoll: Eine herkömmliche Solarzelle wird in der Mitte geteilt. Dadurch halbiert sich der Strom, der durch die einzelnen Zellteile fließt, was den elektrischen Widerstand im Modul drastisch reduziert.
Man kann es sich wie bei Wasserrohren vorstellen: Statt das gesamte Wasser durch ein langes, dünnes Rohr zu pressen, verteilt man es auf zwei kürzere, dickere Rohre. Der Druckverlust – oder im Fall von Strom der Leistungsverlust – ist deutlich geringer. Laut einer Studie des US-amerikanischen National Renewable Energy Laboratory (NREL) führt dieser verringerte Widerstand zu einer Leistungssteigerung von typischerweise 5 bis 10 Watt pro Modul. Dieser Vorteil macht sich besonders bei geringerer Sonneneinstrahlung bemerkbar, da die internen Verluste im Verhältnis zur erzeugten Energie eine größere Rolle spielen.
Ein weiterer Vorteil für den Alltag: Halbzellenmodule kommen besser mit Teilverschattung zurecht. Wird ein Teil des Moduls – etwa durch einen Schornstein oder einen Baum – verschattet, kann die unverschattete Hälfte oft noch mit deutlich höherer Leistung weiterarbeiten als bei einem herkömmlichen Vollzellenmodul.
PERC-Technologie: Jedes Photon zählt
PERC steht für „Passivated Emitter and Rear Cell“ und beschreibt eine spezielle Beschichtung auf der Rückseite der Solarzelle. Diese Schicht wirkt wie ein Spiegel für Lichtstrahlen, die die Zelle beim ersten Durchgang nicht in Strom umwandeln konnten.
Normalerweise würde dieses Licht ungenutzt bleiben und sich in Wärme umwandeln. Die PERC-Schicht reflektiert es jedoch zurück in die Zelle und gibt ihm eine zweite Chance, ein Elektron anzuregen und so Strom zu erzeugen. Forschungen im Journal of Renewable and Sustainable Energy belegen, dass diese Technologie besonders effizient bei längeren Lichtwellenlängen (rotes und infrarotes Licht) ist. Da genau diese Lichtanteile an bewölkten Tagen sowie morgens und abends vorherrschen, ist das Ergebnis eine spürbar bessere Leistung bei Schwachlicht.
Inzwischen setzen fast alle hocheffizienten monokristallinen Module auf die PERC-Technologie oder deren Weiterentwicklungen (z. B. TOPCon) und sie hat sich als Industriestandard für Qualitätsmodule etabliert.
Bifaziale Module: Die zweiseitige Stromernte
Bifaziale Module sind eine Besonderheit: Sie können Licht von beiden Seiten aufnehmen und in Strom umwandeln. Die Vorderseite fängt das direkte und diffuse Sonnenlicht ein, während die Rückseite das Licht nutzt, das vom Untergrund reflektiert wird (sogenannte Albedo).
Eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) aus dem Jahr 2022 hat gezeigt, dass bifaziale Module selbst bei typischen Dachanwendungen in Deutschland einen Mehrertrag von 5 % bis 15 % pro Jahr erzielen können. Besonders groß ist der Vorteil, wenn der Untergrund hell ist – zum Beispiel ein Flachdach mit heller Kiesschüttung oder weißer Dachbahn. Doch auch auf Ziegeldächern entsteht ein messbarer Gewinn, vor allem in den Wintermonaten, wenn die Sonne tief steht und mehr diffuses Licht auf die Dachfläche und von dort auf die Modulrückseite reflektiert wird.
Anwendungsszenario: Für Carports, Terrassenüberdachungen oder aufgeständerte Anlagen auf Flachdächern sind bifaziale Module die erste Wahl, um das Ertragspotenzial vollständig auszuschöpfen.
Welche Technologie ist die richtige für Ihren Standort?
Die Wahl der richtigen Technologie hängt von Ihren individuellen Gegebenheiten ab. Hier eine kurze Orientierung:
- Halbzellen-Technologie: Gilt heute als Standard für Qualitätsmodule. Sie ist für jeden Standort eine sinnvolle Verbesserung, insbesondere wenn gelegentlich mit Teilverschattung zu rechnen ist.
- PERC-Technologie (und Nachfolger): Unverzichtbar für jeden, der in Deutschland das Maximum aus seiner Dachfläche herausholen möchte. Der Vorteil bei diffusem Licht macht sie zur idealen Wahl für unser Klima.
- Bifaziale Module: Die Speziallösung für Standorte mit heller, reflektierender Umgebung. Ideal für Flachdächer, Carports oder Freiflächenanlagen.
Viele Kunden, die in Deutschland eine Dachanlage planen, entscheiden sich für Module, die sowohl die Halbzellen- als auch die PERC-Technologie vereinen. Diese Kombination bietet das beste Preis-Leistungs-Verhältnis für die meisten Szenarien. Um die für Ihre Situation passenden Solarmodule zu finden, sollten Sie die technischen Datenblätter vergleichen und auf diese Merkmale achten.
Aus unserem Shop, Kategorie: PV Anlagen mit Speicher und Montagesets
10000 Watt Photovoltaikanlagen inkl. 10,00 kWh Batterie & Ziegeldach Montageset - Trina Bifazial
6.999,00 €Häufig gestellte Fragen (FAQ) zum Schwachlichtverhalten
Erzeugt eine PV-Anlage im Winter überhaupt Strom?
Ja, definitiv. Zwar ist der Ertrag aufgrund der kürzeren Tage und des niedrigeren Sonnenstands geringer als im Sommer, aber eine moderne Anlage produziert auch an einem klaren Wintertag oder bei bewölktem Himmel verlässlich Strom. Technologien wie PERC sind speziell darauf ausgelegt, das winterliche Lichtspektrum optimal zu nutzen.
Ist der Wirkungsgrad das Einzige, was zählt?
Nein. Der auf dem Datenblatt angegebene Wirkungsgrad wird unter standardisierten Testbedingungen (STC) gemessen, die in der Praxis selten vorkommen. Das Schwachlichtverhalten und auch der Temperaturkoeffizient (wie die Leistung bei Hitze abfällt) sind für den realen Jahresertrag mindestens genauso wichtig.
Lohnt sich eine teurere Technologie für mein Dach?
Oft ja. Eine anfänglich höhere Investition in Module mit besserem Schwachlichtverhalten kann sich über die Laufzeit von 20 bis 30 Jahren durch den Mehrertrag mehr als bezahlt machen. Dies gilt besonders für Dächer mit nicht optimaler Südausrichtung oder in Regionen mit vielen bewölkten Tagen.
Was ist der Unterschied zwischen monokristallinen und polykristallinen Modulen bei Schwachlicht?
Früher galten polykristalline Module als geringfügig besser bei Schwachlicht. Durch technologische Fortschritte wie PERC haben moderne monokristalline Module diesen Vorteil jedoch mehr als ausgeglichen und bieten heute über alle Lichtverhältnisse hinweg die höhere Effizienz und den besseren Ertrag.
Fazit: Moderne Solarmodule trotzen auch schlechtem Wetter
Die Sorge vor unzureichender Leistung an bewölkten Tagen ist bei modernen Solarmodulen unbegründet. Technologien wie Halbzellen, PERC und Bifazialität sind speziell dafür entwickelt worden, um auch diffuses Licht hocheffizient in Strom umzuwandeln. Die Wahl der richtigen Technologie stellt sicher, dass Ihre Photovoltaikanlage nicht nur an perfekten Sonnentagen, sondern über das ganze Jahr hinweg einen maximalen Ertrag liefert und sich Ihre Investition somit schneller bezahlt macht.
Auf Photovoltaik.info finden Sie weiterführende, neutrale Fachinformationen zu den verschiedenen Modultypen, um eine fundierte Entscheidung für Ihr Projekt zu treffen.
Nutzen Sie unseren Photovoltaik Rechner, um eine erste Einschätzung Ihres potenziellen Ertrags zu erhalten. Im Shop von Photovoltaik.info finden Sie zudem Komplettsets, die bereits auf moderne, schwachlichtoptimierte Module setzen.
