Globalstrahlung: Bedeutung, Messung und Auswirkungen auf die Solarenergie

Was ist Globalstrahlung?

Globalstrahlung ist die Summe aus direkter und diffuser Sonnenstrahlung, die eine horizontale Fläche an der Erdoberfläche erreicht. Direkte Strahlung legt den kürzesten Weg durch die Atmosphäre zurück und wirft Schatten. Diffuse Strahlung entsteht durch Streuung an Wolken, Aerosolen und Luftmolekülen. Beide Anteile zusammen ergeben die nutzbare Solarenergie.

Die Globalstrahlung setzt sich aus zwei Komponenten zusammen:

• Direkte Strahlung: erreicht die Erdoberfläche ungestreut und wirft scharfe Schatten
• Diffuse Strahlung: erreicht die Erdoberfläche über Streuung an Wolken, Wasserdampf und Staubpartikeln

Vor dem Eintritt in die Erdatmosphäre liefert die Sonne im Mittel rund 1.360 W/m² (Solarkonstante). Reflexion, Streuung und Absorption in der Atmosphäre schwächen diesen Wert ab, bevor er als Globalstrahlung auf der Erdoberfläche ankommt. In Mitteleuropa erreichen deshalb selbst wolkenlose Sommertage nur einen Bruchteil der extraterrestrischen Strahlung.

In welcher Einheit wird die Globalstrahlung gemessen?

Die Globalstrahlung nutzt zwei Einheiten für zwei unterschiedliche Fragestellungen: Watt pro Quadratmeter (W/m²) für den Momentanwert und Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr (kWh/m²·a) für die Energiemenge über einen Zeitraum. Für kürzere Intervalle wie Stundenwerte ist auch die Angabe in Wh/m² üblich.

An einem wolkenlosen Sommermittag erreicht die Globalstrahlung in Mitteleuropa rund 900 W/m². Bei leichter Bewölkung kann sie durch zusätzliche Streustrahlung kurzzeitig über 1.000 W/m² steigen. Bei bedecktem Himmel sinkt sie auf Werte um oder unter 100 W/m². Eine Jahressumme von 1.200 kWh/m²·a entspricht rechnerisch einer über das ganze Jahr gemittelten Strahlungsleistung von 137 W/m².

Zur Messung setzen Wetterdienste und Betreiber von Solarmodulen hauptsächlich Pyranometer ein. Diese Sensoren erwärmen eine geschwärzte Platte und ermitteln die Strahlungsleistung aus dem Temperaturunterschied. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) ergänzt die Bodenmessungen seines Strahlungsmessnetzes durch Satellitendaten und erstellt daraus flächendeckende Karten mit 1 mal 1 Kilometer Auflösung.

Welche Faktoren beeinflussen die Globalstrahlung?

Die Intensität der Globalstrahlung hängt von mehreren Faktoren ab. Sechs Einflussgrößen bestimmen den Wert an einem Standort:

Wie hoch ist die Globalstrahlung in Deutschland?

Die Globalstrahlung erreichte in Deutschland 2025 eine Jahressumme von 1.187 kWh/m² – der vierthöchste Wert seit Beginn zuverlässiger Messungen 1983. Den Rekord hält weiterhin 2022 mit 1.227 kWh/m². Die folgende Tabelle zeigt die strahlungsreichsten Jahre im Überblick.

Innerhalb Deutschlands unterscheidet sich die Globalstrahlung um rund 20 % zwischen Nord und Süd. 2025 lag das bundesweite Minimum bei 1.092 kWh/m² in Schleswig-Holstein. Die höchsten Werte erreichten mit 1.280 bis 1.307 kWh/m² die Bodenseeregion, der Breisgau, das Saarland und Niederbayern. Auch der Harz und das Sauerland zählen zu den strahlungsärmeren Gebieten.

Bereits 2023 zeigte sich ein ähnliches Muster: Die niedrigsten Werte maß der DWD im Sauerland und an der Wesermündung mit 1.021 bis 1.040 kWh/m², die höchsten an der Grenze zu Frankreich mit bis zu 1.288 kWh/m² sowie am Bodensee und südlich der Donau mit 1.261 bis 1.280 kWh/m². Für die genaue Globalstrahlung an Ihrem Standort liefert das DWD Climate Data Center regionale Rasterdaten; bei der Anlagenplanung ergänzt eine Vor-Ort-Beratung diese Flächendaten um Verschattung und Dachsituation.

Ist die Sonneneinstrahlung stärker geworden?

Ja, die Globalstrahlung in Deutschland ist seit 1983 im Mittel um rund 3,6 kWh/m² pro Jahr gestiegen. Der DWD nennt diesen Effekt "Brightening". Das Dekadenmittel lag 1983 bis 1990 bei rund 1.014 kWh/m². In der Dekade 2011 bis 2020 erreichte es bereits rund 1.114 kWh/m² – ein Plus von 100 kWh/m² innerhalb von drei Jahrzehnten.

Der DWD führt den Anstieg auf zwei Ursachen zurück: sinkende Luftverschmutzung und veränderte Wolkenmuster. Weniger Feinstaub und Schwefeldioxid in der Atmosphäre lassen mehr Sonnenlicht ungehindert durch. Einen Einfluss erhöhter Sonnenaktivität schließt der DWD aus, da deren elfjährige Schwankungen vor allem die ultraviolette Strahlung betreffen. Auch die Schweiz beobachtet laut MeteoSchweiz einen vergleichbaren Anstieg der Sonneneinstrahlung seit Mitte der 1980er-Jahre – der Effekt ist also kein rein deutsches Phänomen.

2025 registrierte der DWD deutschlandweit rund 1.940 Sonnenstunden, ein Plus von 31 Prozent gegenüber dem Referenzmittel, und zählte das Jahr zu den fünf sonnenreichsten seit Messbeginn 1951. Auch einzelne Monate erreichten Rekordwerte: Der Juni 2023 kam mit 199 kWh/m² auf den dritthöchsten je gemessenen Monatswert, übertroffen nur von Juni 2016 (200 kWh/m²) und Juli 2006 (203 kWh/m²). Der September 2023 stellte mit 124 kWh/m² einen neuen Rekord für diesen Monat auf.

Wie hoch ist die Globalstrahlung im weltweiten Vergleich?

Deutschland liegt im weltweiten Vergleich im mittleren bis unteren Bereich. Die Jahressumme reicht hierzulande je nach Region und Jahr von rund 900 bis 1.300 kWh/m². Äquatornahe Regionen erreichen mehr als das Doppelte.

Ein Standort in der Sahara empfängt damit rund doppelt so viel Solarenergie wie ein Standort in Deutschland. Für die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage zählt dennoch nicht nur die Globalstrahlung: Strompreise, Förderungen und Anschaffungskosten unterscheiden sich zwischen den Ländern ebenfalls erheblich.

Welchen Einfluss hat die Globalstrahlung auf den PV-Ertrag?

Die Globalstrahlung bestimmt zusammen mit der Anlagentechnik den Jahresertrag einer Photovoltaikanlage. Nach Angaben des Fraunhofer ISE liefert eine professionell installierte Anlage in Deutschland im langjährigen Mittel 900 kWh pro kWp im Norden bis 1.150 kWh pro kWp im Süden.

Die folgende Beispielrechnung zeigt den Unterschied für eine 10-kWp-Anlage:

Bei gleicher Anlagengröße liefert die Süddeutschland-Anlage rund 28 % mehr Strom pro Jahr. Wer im Norden denselben Zielertrag erreichen will, braucht entsprechend mehr installierte Leistung. Neben der Ausrichtung der Module beeinflussen auch Neigungswinkel, Verschattung und der Wirkungsgrad der Solarzellen den tatsächlichen Ertrag. Ob sich eine Anlage am jeweiligen Standort rechnet, zeigt eine Wirtschaftlichkeitsberechnung unter Einbezug von Globalstrahlung, Strompreis und Investitionskosten.

Häufig gestellte Fragen

Ist die Sonneneinstrahlung stärker geworden?

Ja. Die Globalstrahlung in Deutschland ist seit 1983 um durchschnittlich 3,6 kWh/m² pro Jahr gestiegen. Ursache ist laut DWD vor allem die sinkende Luftverschmutzung, nicht eine veränderte Sonnenaktivität.

Was ist der Unterschied zwischen Globalstrahlung und Sonneneinstrahlung?

Sonneneinstrahlung ist der umgangssprachliche Oberbegriff. Globalstrahlung ist der meteorologische Fachbegriff für die Summe aus direkter und diffuser Strahlung auf eine horizontale Fläche.

Wie viel Watt pro Quadratmeter liefert die Sonne in Deutschland?

An einem wolkenlosen Sommermittag erreicht die Globalstrahlung in Mitteleuropa rund 900 W/m², kurzzeitig bei leichter Bewölkung auch über 1.000 W/m². Im Jahresmittel liegt der Wert bei 100 bis 135 W/m².

Wie finde ich die Globalstrahlung für meine Postleitzahl?

Das DWD Climate Data Center stellt deutschlandweite Rasterdaten mit 1 mal 1 Kilometer Auflösung kostenfrei bereit. Regionale Solarkataster der Bundesländer und Kommunen ergänzen diese Daten um Gebäude- und Dachinformationen.

Welche Rolle spielt die Globalstrahlung für die Wärmewende?

Photovoltaikanlagen decken über den Strom auch den Betrieb von Wärmepumpen. Eine hohe Globalstrahlung am Standort senkt damit indirekt die Stromkosten der Wärmewende.

Wie wird die Globalstrahlung gemessen?

Pyranometer erfassen die Globalstrahlung, indem sie eine geschwärzte Platte erwärmen und den Temperaturunterschied auswerten. Der DWD verknüpft diese Bodenmessungen mit Satellitendaten zu flächendeckenden Karten.

Warum ist die Globalstrahlung im Süden Deutschlands höher als im Norden?

Süddeutschland liegt näher am Äquator und verzeichnet im Mittel weniger Bewölkung. 2025 lag der Unterschied zwischen Schleswig-Holstein und der Bodenseeregion bei rund 20 %.

Wie beeinflusst die Globalstrahlung die Amortisationszeit einer PV-Anlage?

Eine höhere Globalstrahlung erhöht den Jahresertrag bei gleicher Anlagengröße. Das senkt die Stromgestehungskosten pro Kilowattstunde und verkürzt dadurch die Amortisationszeit.