Regionale Unterschiede in Deutschland

Strahlungswerte nach Bundesland

Die verfügbare Sonneneinstrahlung variiert erheblich zwischen Nord- und Süddeutschland.

Bayern erhält etwa 30 Prozent mehr Globalstrahlung als Schleswig-Holstein. Der Anteil direkter Strahlung ist dort höher. Das erklärt die besseren PV-Erträge in Süddeutschland.

Für Sie bedeutet das: Die Amortisationszeit Ihrer Anlage variiert regional. In Bayern rechnet sich die Investition nach 8 bis 10 Jahren. In Norddeutschland nach 10 bis 12 Jahren.

Saisonale Schwankungen und ihre Auswirkungen

Die direkte Strahlung unterliegt extremen saisonalen Schwankungen.

Sommerhalbjahr (April bis September):

• Direkte Strahlung bei klarem Himmel: 800-1.000 W/m²
• Sonnenscheindauer: 6-8 Stunden täglich
• Anteil am Jahresertrag: 65-70%
• Typischer Monatsertrag (Juli): 110-140 kWh/kWp

Winterhalbjahr (Oktober bis März):

• Direkte Strahlung bei klarem Himmel: 300-500 W/m²
• Sonnenscheindauer: 2-4 Stunden täglich
• Anteil am Jahresertrag: 30-35%
• Typischer Monatsertrag (Dezember): 20-35 kWh/kWp

Die saisonale Verteilung ist extrem ungleich. Im Juli erzeugt Ihre Anlage 4 bis 5 Mal mehr Strom als im Dezember. Das beeinflusst Ihre Eigenverbrauchsquote und die Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers.

Messtechnik: Wie direkte Strahlung ermittelt wird

Professionelle Messung mit Pyrheliometer

Für die präzise Planung großer PV-Anlagen wird die direkte Normalstrahlung (DNI) mit einem Pyrheliometer gemessen. Dieses Spezialgerät erfasst nur die Strahlung, die direkt von der Sonne kommt.

Funktionsweise:

• Enges Sichtfeld von etwa 5 Grad
• Kontinuierliche Nachführung zur Sonne
• Misst Intensität in Watt pro Quadratmeter
• Genauigkeit: ±2 bis 3 Prozent

Diese Messmethode wird primär von Wetterdiensten und Forschungseinrichtungen eingesetzt. Der Deutsche Wetterdienst betreibt etwa 30 Messstationen in Deutschland.

Vereinfachte Messung für Hausbesitzer

Für die Planung Ihrer privaten PV-Anlage genügt eine vereinfachte Analyse. Wir nutzen drei Methoden:

1. Satellitenbasierte Strahlungsdaten:
   • Zeigen die durchschnittliche Globalstrahlung für Ihr Dach
   • Auflösung: 250 x 250 Meter Raster
   • Genauigkeit: ±8 bis 12 Prozent
2. Verschattungsanalyse vor Ort:
   • Messung mit Sonnenbahn-Diagramm
   • Identifikation kritischer Verschattungszeiten
   • Berechnung des Ertragsverlusts
3. Simulationssoftware:
   • Berechnet Ertrag unter Berücksichtigung aller Faktoren
   • Berücksichtigt Ausrichtung, Neigung, Verschattung
   • Genauigkeit: ±5 bis 8 Prozent

Bei 42watt kombinieren wir alle drei Methoden. So erhalten Sie eine präzise Ertragsprognose für Ihr spezifisches Dach.

Spezialanwendungen: Konzentrator-Photovoltaik (CPV)

Warum CPV extrem hohe Direktstrahlung benötigt

Konzentrator-Photovoltaik-Systeme bündeln die Sonnenstrahlung mit Spiegeln oder Linsen. Die fokussierte Strahlung trifft auf hocheffiziente Solarzellen.

Diese Systeme funktionieren ausschließlich mit direkter Strahlung. Diffuse Strahlung lässt sich nicht fokussieren.

Anforderungen für CPV:

• Mindest-DNI: 1.800 kWh/m²/Jahr
• Optimaler Betrieb: >2.000 kWh/m²/Jahr
• Wirkungsgrad: 25-35 Prozent (System)
• Zelleneffizienz: 40-44 Prozent

Warum CPV in Deutschland nicht funktioniert:

• DNI in Deutschland: 600-1.000 kWh/m²/Jahr
• Liegt 45-70% unter der Mindestanforderung
• Zu hoher Anteil diffuser Strahlung (50%)
• Wirtschaftlich nicht darstellbar

Ideale Standorte für CPV weltweit

CPV-Anlagen werden in den sogenannten "Sunbelt"-Regionen installiert:

Nordafrika (Sahara):

• DNI: 2.200-2.400 kWh/m²/Jahr
• Über 300 Sonnentage pro Jahr
• Minimale Bewölkung

Naher Osten:

• DNI: 2.000-2.300 kWh/m²/Jahr
• Sehr geringe Luftfeuchtigkeit
• Stabile Wetterbedingungen

Südspanien:

• DNI: 1.800-2.000 kWh/m²/Jahr
• Grenzbereich für CPV-Wirtschaftlichkeit
• Existierende Anlagen als Pilotprojekte

Südwestliche USA:

• DNI: 2.100-2.500 kWh/m²/Jahr
• Ideale Bedingungen in Arizona, Nevada
• Kommerzielle CPV-Kraftwerke in Betrieb

Für Deutschland sind konventionelle Silizium-Module die richtige Wahl. Sie nutzen sowohl direkte als auch diffuse Strahlung effizient.

Praktische Optimierung für Ihren PV-Ertrag

Checkliste: So maximieren Sie die direkte Strahlung

Vor der Installation:

• ✅ Verschattungsanalyse durchführen (alle Jahreszeiten)
• ✅ Optimale Ausrichtung berechnen (idealerweise Süd, ±30°)
• ✅ Neigungswinkel an Breitengrad anpassen (30-35° optimal)
• ✅ Bäume rechtzeitig zurückschneiden (vor Installation)
• ✅ Modulplatzierung an Verschattung anpassen

Nach der Installation:

• ✅ Regelmäßige Reinigung (2× jährlich empfohlen)
• ✅ Monitoring des Tagesertrags (Verschattung erkennen)
• ✅ Baumwuchs beobachten (jährlich prüfen)
• ✅ Schnee im Winter entfernen (bei Bedarf)
• ✅ Ertragsdaten mit Prognose vergleichen

Wann sich Leistungsoptimierer lohnen

Leistungsoptimierer sind elektronische Geräte, die jedes Modul individuell steuern. Sie minimieren Ertragsverluste durch Teilverschattung.

Sinnvoll bei:

• Unvermeidbarer Verschattung (Schornstein, Gauben)
• Komplexen Dachformen (Ost-West-Belegung)
• Unterschiedlichen Modulneigungen
• Bäumen in der Nähe

Nicht notwendig bei:

• Vollständig verschattungsfreier Südausrichtung
• Einfacher Dachgeometrie
• Keinen störenden Objekten in der Umgebung

Kosten und Nutzen:

• Mehrkosten: 80-120 Euro pro Modul
• Ertragssteigerung: 5-15 Prozent (bei Verschattung)
• Amortisation: 8-12 Jahre
• Zusatznutzen: Modul-Level-Monitoring

Bei 42watt empfehlen wir Leistungsoptimierer nur, wenn sie wirtschaftlich sinnvoll sind. Wir berechnen die Amortisation individuell für Ihr Dach.

Häufige Fragen zur direkten Strahlung

Funktioniert meine PV-Anlage auch bei Bewölkung?

Ja, Ihre Anlage funktioniert auch bei bewölktem Himmel. Sie nutzt dann die diffuse Strahlung.

Die Leistung reduziert sich auf 10 bis 20 Prozent der Nennleistung. An einem komplett bewölkten Tag erzeugt eine 10-kWp-Anlage etwa 1 bis 2 Kilowattstunden – statt 40 bis 50 Kilowattstunden an einem sonnigen Tag.

Moderne Silizium-Module sind für diffuses Licht optimiert. Sie arbeiten auch bei geringer Helligkeit noch effizient.

Wie stark reduziert Verschmutzung die direkte Strahlung?

Staub, Pollen und Vogelkot reduzieren primär die direkte Strahlung. Die diffuse Komponente wird weniger beeinträchtigt.

Typische Ertragsverluste:

• Leichte Verschmutzung (Staub): 2-5%
• Mittlere Verschmutzung (Pollen, Laub): 5-12%
• Starke Verschmutzung (Vogelkot): 15-25%

Regen reinigt Ihre Module teilweise selbst. Bei Neigungen über 20 Grad fließt das meiste Material ab. Bei flacheren Winkeln empfehlen wir Reinigung 1 bis 2 Mal jährlich.

Lohnt sich eine PV-Anlage in Norddeutschland?

Ja, auch in Norddeutschland lohnt sich eine PV-Anlage. Der geringere Direktstrahlungsanteil reduziert den Ertrag um 10 bis 15 Prozent gegenüber Süddeutschland.

Norddeutschland (Schleswig-Holstein):

• Jahresertrag: 850-950 kWh/kWp
• Amortisation: 10-12 Jahre
• 20-Jahres-Ertrag: 17.000-19.000 kWh/kWp

Süddeutschland (Bayern):

• Jahresertrag: 1.050-1.150 kWh/kWp
• Amortisation: 8-10 Jahre
• 20-Jahres-Ertrag: 21.000-23.000 kWh/kWp

Der Unterschied beträgt etwa 20 Prozent. Die Anlage rechnet sich in beiden Regionen – nur die Amortisationszeit verlängert sich im Norden um 2 Jahre.

Was ist der Unterschied zwischen DNI und GHI?

DNI (Direct Normal Irradiance) ist die direkte Normalstrahlung. Sie misst nur die ungefilterte Sonneneinstrahlung auf eine zur Sonne ausgerichtete Fläche.

GHI (Global Horizontal Irradiance) ist die Globalstrahlung. Sie misst die gesamte Sonneneinstrahlung auf eine horizontale Fläche – direkte plus diffuse Komponente.

Für Hausbesitzer ist die GHI relevanter. Sie beschreibt die tatsächlich verfügbare Energie auf Ihrem Dach. Die DNI wird primär für Spezialanwendungen wie CPV-Anlagen benötigt.

Wie erkenne ich Verschattungsprobleme?

Verschattung erkennen Sie an Ihren Ertragsdaten.

Typische Muster:

• Morgendlicher Einbruch: Schatten von Osten (Bäume, Nachbargebäude)
• Mittags-Einbruch: Schatten von Süden (Schornstein, Antenne)
• Nachmittags-Einbruch: Schatten von Westen (Bäume, Gebäude)
• Einzelne Module schwach: Lokale Verschattung (Gauben, Dachfenster)

Moderne Wechselrichter zeigen den Ertrag jedes Strings einzeln. Ein deutlich schwächerer String deutet auf Verschattung hin.

Bei 42watt analysieren wir Ihre Ertragsdaten. Wir identifizieren Verschattungsprobleme und empfehlen Lösungen.

Zusammenfassung: Direkte Strahlung optimal nutzen

Die direkte Strahlung macht 50 Prozent der Jahresenergie in Deutschland aus. Sie bestimmt die Spitzenleistung Ihrer PV-Anlage. Ein optimal geplantes System nutzt diese Energie maximal.

Die wichtigsten Faktoren für hohen Ertrag:

• Südausrichtung mit 30 bis 35 Grad Neigung
• Minimale Verschattung durch Bäume oder Gebäude
• Regelmäßige Reinigung zur Erhaltung der Transparenz
• Professionelle Planung mit Verschattungsanalyse

Bei 42watt planen wir jede Anlage individuell. Wir analysieren die Strahlungsverhältnisse auf Ihrem Dach präzise. Wir berücksichtigen alle Verschattungsquellen und optimieren die Modulplatzierung.

So holen Sie das Maximum aus Ihrer Investition heraus. Ihre Anlage erzeugt 15 bis 25 Prozent mehr Strom als eine Standardlösung. Das bedeutet 300 bis 600 Euro mehr Ertrag pro Jahr – über 20 Jahre summiert sich das auf 6.000 bis 12.000 Euro.

Die 30 Minuten Planungszeit, die wir in die Verschattungsanalyse investieren, sind die wichtigste Grundlage für Ihren langfristigen Erfolg. Wir empfehlen nur Lösungen, hinter denen wir stehen – nicht, weil sie am lukrativsten sind, sondern weil sie für Ihr spezifisches Dach optimal funktionieren.

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