Wie beeinflusst der Jahresverlauf den Stromgewinn?
Die solare Stromgewinnung in Deutschland unterliegt aufgrund der unterschiedlichen Sonneneinstrahlung im Jahresverlauf erheblichen Schwankungen. Die Menge der einfallenden Sonnenenergie wird maßgeblich durch die unterschiedliche Position der Erde zur Sonne beeinflusst. In den Wintermonaten ist die Sonneneinstrahlung aufgrund des niedrigeren Sonnenstandes und der kürzeren Tage geringer, in den wärmeren Monaten dagegen höher. Diese jahreszeitlichen Veränderungen spielen eine entscheidende Rolle für die Effizienz und Leistung von Solaranlagen und sind von großer Bedeutung für die Planung und Nutzung der Solarenergie in Deutschland.
Die Sonneneinstrahlung ist ein entscheidender Faktor für die Effizienz von Solaranlagen und hängt von verschiedenen Einflussfaktoren ab. Einer der wichtigsten Faktoren ist die geografische Lage. In südlicheren Regionen, wie z.B. in Afrika, wird mehr Strom mit Solaranlagen erzeugt, da die Sonne steiler einfällt und die Tage im Winter länger sind. Außerdem führt das bessere Wetter in der Regel zu einer höheren Sonneneinstrahlung.
Auch innerhalb Deutschlands gibt es Unterschiede in der Sonneneinstrahlung. Im Norden des Landes ist die Sonneneinstrahlung tendenziell geringer als im Süden, so dass Solaranlagen im Süden effizienter Solarstrom erzeugen können. Beispielsweise wird im März in Hamburg durchschnittlich 71 bis 75 kWh Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter, in München aber sogar 91-95 kWh pro Quadratmeter gemessen.
Quelle: Deutscher Wetterdienst
Auch die Jahreszeit spielt eine Rolle. Im Winter ist die Sonneneinstrahlung in Deutschland tendenziell geringer als im Sommer, da das Wetter schlechter ist, weniger Sonnenstunden zur Verfügung stehen und die Sonne flacher steht und somit ungünstiger auf die Solarzellen trifft.
Neben der geographischen Lage und der Zeit spielen auch andere Faktoren eine Rolle, wie z.B. die Höhe über dem Meeresspiegel. In höheren Lagen ist die Luft dünner, so dass die Sonneneinstrahlung tendenziell intensiver ist.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Bewölkung. An wolkenlosen Tagen ist die Sonneneinstrahlung in der Regel höher als an bewölkten Tagen, da Wolken das Sonnenlicht diffus streuen und die direkte Einstrahlung verringern.
Auch die Luftverschmutzung kann die Menge der Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht, beeinflussen. Schwebeteilchen und Aerosole in der Luft können das Sonnenlicht streuen und absorbieren und so die Sonneneinstrahlung verringern.
Auch die Jahreszeit und die Position der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne beeinflussen die Sonneneinstrahlung. Im Sommer steht die Sonne höher am Himmel und die Tage sind länger, was zu einer höheren Sonneneinstrahlung führt, während im Winter die Sonne flacher steht und die Tage kürzer sind, was zu einer geringeren Sonneneinstrahlung führt.
Außerdem beeinflusst die Sonnenaktivität während des 11-jährigen Sonnenzyklus die Menge der Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht. Während der Hochphasen des Sonnenzyklus kann die Sonneneinstrahlung etwas intensiver sein.
Doch wie wird Sonneneinstrahlung überhaupt gemessen?
Sonneneinstrahlung wird in kWh/m2 gemessen – also der Leistung pro Stunde pro Quadratmeter. Dabei wird zwischen Direktstrahlung, Diffusstrahlung und Globalstrahlung unterschieden.
Als Direktstrahlung wird das Sonnenlicht bezeichnet, das direkt von der Sonne auf die Erdoberfläche trifft, ohne vorher in der Atmosphäre gestreut oder reflektiert worden zu sein. Sie wird auch als „direkte Sonnenstrahlung“ bezeichnet und tritt bei wolkenlosem Himmel oder bei hohem Sonnenstand auf. Die Intensität der Direktstrahlung hängt von der geographischen Lage, der Höhe der Sonne über dem Horizont und der Absorption durch die Atmosphäre ab.
Die diffuse Strahlung ist das Sonnenlicht, das nach Streuung und Reflexion durch die Atmosphäre die Erdoberfläche erreicht. Dies geschieht, wenn die Sonnenstrahlen von Wolken, Staubpartikeln oder anderen atmosphärischen Bestandteilen gestreut werden, wodurch das Licht in verschiedene Richtungen verteilt wird. Diffuse Strahlung ist auch an bewölkten Tagen oder in Regionen mit hoher Luftverschmutzung zu beobachten. Sie trägt zur Aufhellung des Himmels und zur diffusen Helligkeit bei, die auch an schattigen Orten wahrnehmbar ist.
Die Globalstrahlung ist die Summe der direkten und diffusen Strahlung, die auf die Erdoberfläche trifft. Sie umfasst sowohl die direkte als auch die diffuse Strahlung und ist somit der Gesamtwert der auf eine bestimmte Fläche auftreffenden Sonnenenergie. Die Globalstrahlung ist von besonderem Interesse für die Abschätzung des Energiegewinnungspotenzials von Solaranlagen, da sie die Gesamtmenge an verfügbarer Sonnenenergie darstellt, die zur Stromerzeugung oder zum Heizen genutzt werden kann.
Jahresverlauf der Globalstrahlung in Deutschland
Im Jahresverlauf zeigt sich in Deutschland eine deutliche Veränderung der Globalstrahlung, die von den unterschiedlichen Positionen der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne abhängt. Im Winter, z.B. im Januar, ist die Sonneneinstrahlung am geringsten. Der tiefere Stand der Sonne am Himmel und die kürzeren Tage führen zu einer geringeren Einstrahlung. Im Jahr 2022 wurde im Januar eine globale Sonneneinstrahlung von etwa 22 kWh/m2 gemessen.
Im weiteren Verlauf des Frühlings und zu Beginn des Sommers nimmt die Globalstrahlung deutlich zu. Im April 2020 wurde bereits eine Sonneneinstrahlung von ca. 125 kWh/m2 gemessen, was eine deutliche Zunahme gegenüber dem Winter darstellt. Die Tage werden länger und die Sonne steht höher am Himmel, was die direkte Einstrahlung erhöht. Der Zeitraum von April bis August ist daher für Solaranlagen besonders ertragreich, da in dieser Zeit viel Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Das Maximum der Globalstrahlung liegt in Deutschland im Juli, wenn eine Sonneneinstrahlung von ca. 165 kWh/m2 erwartet wird. Die längsten Tage und der höchste Stand der Sonne am Himmel führen zu einem Strahlungsmaximum in dieser Jahreszeit.
Die Globalstrahlungsdaten werden vom Deutschen Wetterdienst erfasst und veröffentlicht, einschließlich der Monatsmittelwerte für ganz Deutschland. Diese Informationen sind wichtig, um die Effizienz und Leistung von Solaranlagen zu prognostizieren und die Nutzung der Solarenergie im Jahresverlauf zu optimieren. Es zeigt sich, dass die Sonneneinstrahlung in den wärmeren Monaten besonders günstig ist und es für den Einsatz von Solaranlagen in Deutschland sinnvoll ist, diese Zeiträume zu berücksichtigen, um eine nachhaltige und effiziente Nutzung der Solarenergie zu gewährleisten.
Quelle: Deutscher Wetterdienst
Trend der Globalstrahlung in Deutschland
Gute Neuigkeiten für zukünftige Solaranlagen-Besitzer. Die jährliche Globalstrahlung nimmt in Deutschland stetig zu. Im Jahre 1995 lag die gesamte Sonneneinstrahlung pro Jahr noch bei nur 1050 kWh/m2. Im Jahr 2020 lag sie bereits bei 1175 kWh/m2. In Summe sind mit einer Zunahme der jährlichen Globalstrahlung in Deutschland von 2,93 kWh/m2 pro Jahr zu rechnen.
Quelle: Deutscher Wetterdienst
Wie viel Strom produziert eine Solaranlage in Deutschland?
Nachdem nun klar ist, mit wie viel Sonneneinstrahlung in Deutschland zu rechnen ist, stellt sich die Frage nach der zur erwartenden Solarstromleistung. Um eine Antwort auf diese Frage zu erhalten, nutzen Sie am besten den Selfmade Energie Solarrechner. In diesem geben Sie einige Informationen zu Ihrem Standort und Ihrem Dach an und der Solarrechner berechnet Ihnen einen Schätzwert für die Solarstromproduktion. Doch nicht nur das. Er bietet Ihnen außerdem einen Kostenvoranschlag für die Anlage und Sie erhalten im Anschluss personalisierte Angebote von renommierten Herstellern und Installateuren zum Angebotsvergleich.
