Solarstrahlung und Standort: Globalstrahlung, Diffusstrahlung und Peak Sun Hours (PSH) im PV-Kontext

Die Sonne, unser unerschöpflicher Energielieferant, spielt bei der Stromerzeugung mit Photovoltaikanlagen die Hauptrolle. Wie viel dieser Energie tatsächlich auf der Erde ankommt und somit den Ertrag Ihrer Solaranlage beeinflusst, hängt jedoch von verschiedenen Faktoren ab.

Begriffe wie Globalstrahlung, Diffusstrahlung und Peak Sun Hours (PSH) klingen zunächst technisch, sind aber entscheidend für das Verständnis und die Planung Ihrer PV-Anlage. Keine Sorge, Sie müssen kein Meteorologe sein – wir erklären Ihnen verständlich, was dahintersteckt und warum dieses Wissen bares Geld wert sein kann.

Die Basis: Was ist Solarstrahlung überhaupt?

Zunächst zur Grundlage: Solarstrahlung ist die Energie, die von der Sonne in Form elektromagnetischer Wellen zur Erde gelangt. Ein Teil dieser Energie erreicht die Erdoberfläche und kann von Photovoltaikmodulen in elektrischen Strom umgewandelt werden.

Die Intensität dieser Strahlung ist nicht konstant. Sie wird auf dem Weg durch die Atmosphäre abgeschwächt und gestreut. Außerhalb der Atmosphäre liegt die sogenannte Solarkonstante bei etwa 1.368 W/m².

Globalstrahlung (GHI): Die gesamte Sonnenenergie für Ihre PV-Anlage

Die Globalstrahlung beschreibt die gesamte Energiemenge, die auf eine horizontale Fläche trifft. Sie setzt sich aus zwei Komponenten zusammen:

1. Direktstrahlung: Strahlung, die direkt und ohne Umwege von der Sonne auf die Erde trifft – typisch bei wolkenlosem Himmel.
2. Diffusstrahlung: Strahlung, die gestreut durch Wolken, Luft und Staub zur Erdoberfläche gelangt – auch bei bewölktem Himmel wirksam.

Die Globalstrahlung wird meist in kWh/m²/a angegeben. In Deutschland schwankt sie zwischen 950 und 1.250 kWh/m² pro Jahr – im Süden meist höher als im Norden. Verlässliche Daten liefern z. B. der Deutsche Wetterdienst (DWD) oder das PVGIS-Tool der EU.

Diffusstrahlung (DHI): Strom auch bei bewölktem Himmel

Die Diffusstrahlung ist besonders wichtig für Standorte mit gemäßigtem Klima – wie in Deutschland. An vielen Tagen, vor allem im Herbst und Winter, überwiegt sie gegenüber der Direktstrahlung.

Beispiel:
Im Jahr 2023 lag der Anteil der Diffusstrahlung in Deutschland bei rund 572 kWh/m², bei einer durchschnittlichen Globalstrahlung von 1.144 kWh/m² – also rund 50 % Anteil. Auch bei bedecktem Himmel kann Ihre PV-Anlage somit Strom erzeugen. Moderne Module nutzen auch diffuses Licht sehr effizient.

Peak Sun Hours (PSH): Die „effektiven Sonnenstunden“ verstehen

Peak Sun Hours (PSH) sind ein Maß für die tatsächliche nutzbare Sonnenenergie an einem Tag. Eine PSH entspricht einer Stunde mit 1.000 W/m² Strahlung – dem Standardwert für Modultests (STC).

Beispiel:
Erhält ein Standort an einem Tag 4 kWh/m², entspricht das 4 PSH. Die tägliche PSH-Zahl variiert je nach Region und Wetter, liegt in Deutschland im Jahresmittel meist zwischen 2,5 und 3,5 Stunden.

Zur einfachen Ertragsschätzung dient folgende Formel:

Voraussichtlicher Jahresertrag (kWh) = Anlagengröße (kWp) × PSH × 365 Tage × Performance-Ratio

Die Performance-Ratio (PR) berücksichtigt Systemverluste (z. B. durch Verschattung, Wechselrichter, Temperatur). Sie liegt in der Praxis meist zwischen 0,75 und 0,85.

Zusammenspiel der Begriffe: Vom Sonnenstrahl zum Solarertrag

Die Direkt- und Diffusstrahlung ergeben gemeinsam die Globalstrahlung. Diese wird häufig in PSH umgerechnet, um Standorte besser vergleichen und PV-Erträge planen zu können. Je höher Globalstrahlung und PSH, desto höher das Ertragspotenzial.

Faktoren, die Ihre Solarstrahlung beeinflussen

1. Geografischer Standort: Je näher am Äquator, desto steiler die Sonne, desto höher die Einstrahlung.
2. Jahreszeit und Tageszeit: Im Sommer und mittags intensiver als im Winter oder morgens/abends.
3. Wetter und Bewölkung: Beeinflusst vor allem die Direktstrahlung; Diffusstrahlung kann trotzdem hoch sein.
4. Ausrichtung und Neigung der PV-Module:
   • Ideal: Südausrichtung bei 30–35° Neigung.
   • Alternativ: Ost-West-Ausrichtung für gleichmäßigeren Tagesertrag und besseren Eigenverbrauch.
5. Verschattung:
   • Bäume, Nachbargebäude oder Schornsteine können Ertrag massiv reduzieren.
   • Bereits kleine Schatten zur falschen Tageszeit senken die Leistung deutlich.

Wo finde ich Daten zur Solarstrahlung für meinen Standort?

1. PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System): Kostenloses EU-Tool mit genauen Einstrahlungsdaten und Ertragsprognosen.
2. Deutscher Wetterdienst (DWD): Bietet detaillierte Strahlungskarten für Deutschland.
3. Solarkataster von Städten/Gemeinden: Zeigen geeignete Dachflächen und liefern erste Ertragsschätzungen.

Diese Tools basieren auf langjährigen Messreihen und Satellitendaten und sind ideal für die individuelle PV-Planung.

Fazit: Wissen als Schlüssel zum maximalen PV-Ertrag

Wer Begriffe wie Globalstrahlung, Diffusstrahlung und PSH versteht, kann:

• das Ertragspotenzial seines Dachs besser einschätzen,
• realistische Erwartungen an die PV-Leistung stellen,
• Angebote fundierter bewerten,
• die Wirtschaftlichkeit der Investition präziser berechnen.

Mit diesem Wissen treffen Sie fundierte Entscheidungen auf Ihrem Weg zum eigenen Solarstrom – und holen das Beste aus Ihrer Anlage heraus.

FAQ – Häufig gestellte Fragen

1. Kann meine PV-Anlage auch bei diffusem Licht Strom erzeugen?
Ja. Moderne PV-Module sind so gebaut, dass sie auch bei bewölktem Himmel Strom liefern. Der Ertrag ist geringer als bei direkter Sonne, aber immer noch relevant – gerade in Deutschland, wo Diffusstrahlung oft über 50 % des Ertrags ausmacht.

2. Wie viele Peak Sun Hours hat mein Standort in Deutschland?
Je nach Region und Jahreszeit liegen die durchschnittlichen PSH-Werte zwischen 2,5 und 3,5 Stunden pro Tag. Tools wie PVGIS oder lokale Solarkataster geben präzise Werte für Ihr Dach an.

3. Ist Globalstrahlung dasselbe wie Sonnenschein?
Nicht ganz. Globalstrahlung umfasst direkte und diffuse Sonnenstrahlung. „Sonnenschein“ meint meist nur die sichtbare direkte Strahlung. Es kann also viel Globalstrahlung ankommen, auch wenn der Himmel zeitweise bewölkt ist.