Winterbetrieb von Photovoltaikanlagen: Was bei Schnee zu beachten ist

Photovoltaikanlagen erzeugen auch im Winter Solarstrom – sofern die Module nicht unter Schnee begraben liegen. Für Anlagenbetreiber stellt sich dann die Frage: Selbst Hand anlegen oder die Natur walten lassen? Neben der Leistungsminderung spielen auch Sicherheitsaspekte eine zentrale Rolle. Dieser Ratgeber erläutert die technischen Zusammenhänge und gibt praxisnahe Empfehlungen für den Winterbetrieb. 

Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenlicht mittels Solarzellen direkt in elektrische Energie um. Das physikalische Prinzip beruht dabei auf dem photovoltaischen Effekt: Photonen treffen auf Halbleitermaterial – typischerweise kristallines Silizium – und bringen dort Elektronen in Bewegung. Dies erzeugt einen Gleichstrom, der von einem Wechselrichter in netzverträgliche Wechselspannung gewandelt und dann ins Haus- oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird. 

Der modulare Aufbau moderner Anlagen ermöglicht dabei eine flexible Dimensionierung. Mehrere Solarzellen bilden ein Modul typisches Solar-Modul. Mehrere dieser Module werden in sogenannten Strings angeordnet. Bypass-Dioden verhindern, dass einzelne verschattete oder verschneite Zellen die Leistung des gesamten Strings maßgeblich beeinträchtigen. Die Oberfläche der Module besteht dabei meist aus gehärtetem Solarglas, das mechanische Belastungen durch Hagel, Wind und Schneelasten bis zu mehreren Hundert Kilogramm pro Quadratmeter standhält. Moderne Systeme erreichen Modulwirkungsgrade von bis zu 24 Prozent. 

Photovoltaikanlagen arbeiten bei winterlichen Bedingungen grundsätzlich effizient. Die niedrigen Umgebungstemperaturen wirken sich sogar positiv auf den Wirkungsgrad aus, da Solarzellen bei Kälte effizienter arbeiten als bei Hitze. Der Temperaturkoeffizient kristalliner Module liegt typischerweise bei rund minus 0,4 Prozent pro Grad Celsius – kalte Wintertage können also trotz kürzerer Tageslänge überraschend gute Erträge liefern. Entscheidend ist jedoch die verfügbare Sonneneinstrahlung, die in den Wintermonaten natürlich deutlich geringer ausfällt. 

Die Globalstrahlung erreicht in Deutschland zwischen November und Januar laut Deutschem Wetterdienst nur etwa rund 20 Prozent der Sommerwerte. Tiefstehende Sonne und häufige Bewölkung reduzieren die Lichtausbeute erheblich. Dennoch steuern Wintermonate zwischen zehn und fünfzehn Prozent zum Jahresertrag bei. Wer weitere Informationen zur Leistungsfähigkeit von Solaranlagen während der kalten Jahreszeit sucht, findet diese in unserem Artikel zu Solarstrom im Winter. Hier wird detailliert vorgerechnet, wie sich Photovoltaiksysteme bei eingeschränkten Lichtverhältnissen verhalten. 

Ein Problem beschäftigt PV-Anlagen-Besitzer im Winter aber besonders: Schnee. Geschlossene Schneedecken auf Solarmodulen blockieren die Lichteinstrahlung nahezu vollständig und unterbrechen die Stromerzeugung. Bereits wenige Zentimeter Neuschnee genügen, um die Leistung drastisch zu reduzieren. Die Dauer der Beeinträchtigung hängt dabei von mehreren Faktoren ab. Schneebeschaffenheit, Modulneigung, Außentemperatur und Sonneneinstrahlung bestimmen, wie schnell der Schnee abrutscht oder schmilzt. Der ADAC empfiehlt Modulneigungen über dreißig Grad, damit die Schneelasten von selbst abrutschen können, sobald die unterste Schicht antaut. 

Die Selbstreinigungsfähigkeit moderner Anlagen basiert auf glatten Glasoberflächen und der Temperatur der Module. Sobald Sonnenstrahlen die Schneedecke durchdringen, erwärmt sich das Modulglas geringfügig und bildet eine Gleitschicht. Lockerer Pulverschnee kann so je nach Temperatur innerhalb weniger Stunden verschwinden, festgesetzter Nassschnee oder vereiste Flächen können durchaus mehrere Tage verbleiben. Modultemperaturen knapp über dem Gefrierpunkt beschleunigen das Abrutschen dabei erheblich. Der Mehrertrag durch Schneeräumen liegt laut Deutscher Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) bezogen auf den Jahresertrag typischerweise aber nur bei vielleicht ein bis zwei Prozent. Das hängt zwar stark von Region, Schneemenge und Dauer der Winter-Witterung ab, insgesamt sind die Einbußen aber eher zu vernachlässigen.  

Das manuelle Entfernen des Schnees von Photovoltaikmodulen erfordert besondere Vorsicht. Dacharbeiten bei winterlichen Bedingungen bergen erhebliche Absturzrisiken durch vereiste oder verschneite Oberflächen. Grundsätzlich ist dringend davon abzuraten, ohne Sicherungsmaßnahmen auf winterliche Dächer zu steigen. Zudem können unsachgemäße Reinigungsversuche die Moduloberfläche beschädigen: Kratzer im Solarglas können die Lichtdurchlässigkeit dauerhaft beeinträchtigen und mechanische Belastungen durch Schaufeln oder Besen die Solarzellen beschädigen. 

Grundsätzlich raten Fachverbände wie die DGS also eher von der Schneeentfernung auf Solarmodulen ab. Die Ertragseinbußen sind meist zu gering und der Aufwand und die Risiken zu hoch, um die Maßnahmen zu rechtfertigen. Eine professionelle Schneeräumung lohnt sich in den meisten Fällen wirtschaftlich nicht. Die Kosten übersteigen den zusätzlichen Stromertrag deutlich, zumal die Schneedecke in tieferen Lagen selten länger als wenige Tage bestehen bleibt. Einzige Ausnahme ist die Sicherheit – etwa wenn hohe Schneelasten die Stabilität gefährden.

Sinnvoller sind hier steilere Montagewinkel bei der Anlagenplanung oder die Installation von Schneefangsystemen, die unkontrolliertes Abrutschen großer Schneemassen verhindern. Für schwer zugängliche oder großflächige Anlagen existieren spezielle Teleskopbesen mit weichen Gummilippen, die vom Boden aus bedient werden können und die Moduloberfläche schonen.  

Die Rentabilität von Photovoltaikanlagen bemisst sich nicht an einzelnen Wintermonaten, sondern am Gesamtertrag über zwanzig bis dreißig Betriebsjahre. Moderne Anlagen amortisieren sich in Deutschland je nach Anschaffungskosten, Eigenverbrauchsquote, Strompreis und Finanzierung häufig im Bereich um etwa zehn Jahre. Die winterliche Minderleistung fällt dabei kaum ins Gewicht, da die Erträge im Sommerhalbjahr deutlich höher ausfallen als in den Wintermonaten. 

Entscheidender für die Wirtschaftlichkeit ist die Optimierung des Eigenverbrauchs. Während eingespeister Strom (je nach Anlagengröße, Inbetriebnahme und Einspeisemodell) aktuell mit rund 7,86 Cent je Kilowattstunde vergütet wird, liegt der finanzielle Vorteil des selbst genutzten Solarstroms bei etwa 30 bis 40 Cent je Kilowattstunde. Intelligente Energiemanagementsysteme verschieben Verbrauchsspitzen in sonnenreiche Stunden, Batteriespeicher puffern überschüssige Energie für die Abend- und Nachtstunden.  

Schnee auf Photovoltaikmodulen stellt meistens keine ernsthafte Bedrohung für Ertrag oder Anlagentechnik dar. Die temporäre Leistungsminderung wird durch die generelle Robustheit und Langlebigkeit moderner Systeme mehr als ausgeglichen. Anlagenbetreiber sollten der natürlichen Selbstreinigung vertrauen und von risikoreichen Räumungsaktionen absehen. Die technische Auslegung berücksichtigt winterliche Ertragseinbußen bereits in der Wirtschaftlichkeitsberechnung. 

Wer beim Neubau oder der Nachrüstung einer Anlage Schneeprobleme minimieren möchte, sollte auf ausreichende Modulneigung und hochwertige Montagesysteme achten. Professionelle Planung durch Fachbetriebe stellt sicher, dass alle relevanten Standortfaktoren – von der Schneelast bis zur Verschattung – optimal berücksichtigt werden. Photovoltaik bleibt auch in schneereichen Regionen eine sinnvolle Investition in nachhaltige Energieversorgung und langfristige Kosteneinsparung. Die Gesamtbilanz über alle Jahreszeiten hinweg spricht in vielen Fällen für die Technologie. 

Das könnte Sie auch interessieren ...