Sonnenstand und Winkel: Warum der Ertrag über Tag und Jahr schwankt

Kurz gesagt

Je steiler das Licht aufs Modul trifft, desto mehr kommt an. Weil die Sonne im Sommer hoch und im Winter flach steht, entscheidet die Neigung, in welcher Jahreszeit ein Modul stark ist.

• rund 63°hoch steht die Sonne mittags im Juni (bei 50° Breite)
• rund 17°sind es mittags im Dezember
• 71 %des Jahresertrags bleiben senkrecht gegenüber 30° (Süd)
• 55 zu 21 kWhJuni gegen Dezember, 800 Wp senkrecht

Ausprobieren: Sonne und Modul

Stell den Monat ein und kipp das Modul. Die gestrichelte Linie steht senkrecht auf dem Modul: Je näher der Sonnenstrahl an dieser Linie liegt, desto mehr Licht fängt die Fläche ein.

JFMAMJJASOND

Monat

März

Neigung des Moduls

10°30°45°60°90° senkrecht

Sonne steht mittags

38° hoch

direktes Licht am Modul

79 %

Ertrag im März

57,8 kWhim ganzen Jahr rund 590 kWh

Sonnenhöhe am Mittag für 50° nördliche Breite (etwa die Mitte Deutschlands), jeweils zur Monatsmitte gerundet; Modul nach Süden. Die Prozentzahl gilt nur für das direkte Sonnenlicht zur Mittagszeit. Die Monatswerte darunter enthalten den ganzen Tag, klare und trübe Tage, und stammen aus unserem Modell (800 Wp, Deutschland-Mittel).

Mittags steht die Sonne am höchsten. Bei 50° nördlicher Breite sind das zur Sommersonnenwende rund 63°, zur Tag-und-Nacht-Gleiche 40° und zur Wintersonnenwende nur rund 17°. Ein senkrechtes Modul schaut der flachen Wintersonne fast gerade entgegen, die hohe Sommersonne streift es dagegen nur.

Was das übers Jahr ausmacht

Senkrecht kostet vor allem im Sommer Ertrag, im Winter praktisch keinen. Die Monatswerte verlaufen deshalb gleichmäßiger. Das deckt sich mit Fraunhofer ISE: Dort liegt eine senkrechte Südfassade bei rund 71 % des Bestwerts, und ihre Schwankung über die Jahreszeiten ist deutlich geringer.

Eigene Rechnung mit unserem Modell, Deutschland-Mittel, ohne Verschattung, siehe Methodik.

Über den Tag: Ost, Süd und West

Die Himmelsrichtung verschiebt, wann der Strom kommt. Hier ein wolkenloser Junitag mit 800 Wp, jeweils senkrecht montiert:

Eigene Rechnung mit unserem Modell, Stundenmittel. Die Uhrzeiten sind Winterzeit (MEZ); im Sommer zeigt die Uhr eine Stunde mehr.

• Ost

  Der Strom kommt am Vormittag. Passt, wenn bei dir früh viel läuft.

• Süd

  Die Spitze liegt um die Mittagszeit. Senkrecht fällt sie im Juni flacher aus als bei Ost und West, weil die Sonne dann sehr hoch steht.

• West

  Der Strom kommt am Nachmittag und frühen Abend. Passt, wenn du nach der Arbeit kochst und wäschst.

Klarer Himmel, trüber Himmel

Auch an bedeckten Tagen kommt Licht an, nur viel weniger und ohne direkte Sonne. Unser Modell rechnet einen trüben Tag vereinfacht mit 30 % der Strahlung eines wolkenlosen Tages, und zwar als reines Streulicht. Am Modul kommt davon je nach Lage unterschiedlich viel an: Senkrecht nach Süden bleiben im Dezember nur rund 7 % des Ertrags eines klaren Tages, im Juni rund 37 %. Wie viele klare und trübe Tage ein Monat bekommt, ergibt sich aus den langjährigen Messwerten des Deutschen Wetterdienstes: Im Juni gehen klare Tage mit rund 61 % in die Rechnung ein, im Dezember nur mit rund 32 %. Das ist neben dem Sonnenstand und der Tageslänge der dritte Grund für den schwachen Winter.