Photovoltaik im Winter: Was Sonnenstand, Schnee und Frost für Ihre Anlage bedeuten

Von Dezember bis Februar steht die Sonne über Deutschland so tief und so kurz am Himmel wie zu keiner anderen Jahreszeit. Jede Solaranlage spürt das sofort: Der Ertrag sinkt, und Schatten, Schnee und Frost entscheiden stärker als im Sommer darüber, wie viel Strom im Haus ankommt.

Die Kurzantwort: Photovoltaik im Winter liefert weniger, aber verlässlich Strom. Eine nach Süden ausgerichtete Dachanlage mit 35 Grad Neigung erzeugt in der Mitte Deutschlands im Dezember im Mittel rund 0,84 kWh pro kWp und Tag, im Juni rund 4,2 kWh, also etwa fünfmal so viel.

Doch woran liegt das genau, und wie verläuft der Ertrag über einen Wintertag? Welche Ausrichtung, Neigung und zusätzlichen Module bringen in der dunklen Jahreszeit am meisten, und worauf ist bei Schnee und Frost zu achten?

Warum liefert eine PV-Anlage im Winter weniger Strom?

Zum einen sind die Tage kurz: Am 21. Dezember ist es in Kassel (51,3 Grad Nord) rechnerisch nur rund 7 Stunden und 50 Minuten hell, am 21. Juni gut 16,5 Stunden. Zum anderen steht die Sonne tief. Mittags erreicht sie zur Wintersonnenwende in Kassel nur rund 15 Grad über dem Horizont, in Hamburg etwa 13 und in München gut 18 Grad, im Juni in Kassel gut 62 Grad.

Bei so flachem Einfall verteilt sich das Licht auf eine größere Fläche, und sein Weg durch die Atmosphäre ist fast viermal so lang wie bei senkrechtem Einfall, sodass Dunst und Wolken mehr schlucken. Hinzu kommt das Wetter: Graue Tage mit überwiegend diffusem Licht sind im Winter die Regel.

Lange Schatten im Winter

Ein tiefer Sonnenstand verlängert jeden Schatten. In Kassel wirft ein Hindernis am Mittag des 21. Dezember einen Schatten von etwa dem 3,7-Fachen seiner Höhe, im Juni nur von gut der Hälfte. Ein zehn Meter hoher Baum wirft dann mittags einen rund 37 Meter langen Schatten, vormittags und nachmittags einen noch längeren.

Auch kahle Äste verschatten, und Schornsteine oder Gauben treffen jetzt Modulreihen, die im Sommer frei bleiben. Weil die Module eines Strings in Reihe geschaltet sind, kann schon ein teilweise beschattetes Modul den ganzen String drücken. Bypass-Dioden und Leistungsoptimierer begrenzen diesen Verlust. So finden Sie Winterschatten:

• Fotos zur Mittagszeit: An einem klaren Dezembertag das Dach um 10, 12 und 14 Uhr fotografieren, dann sind die Schattenkanten gut zu erkennen.
• Monitoring vergleichen: Liefert ein String an klaren Tagen deutlich weniger als der andere, sind Verschattung oder Schnee die naheliegende Ursache.
• Neue Flächen vorab prüfen: Eine Fläche, die im Juni frei ist, kann im Dezember im Schatten liegen.

Wie sich Teilverschattung bewerten und technisch abfangen lässt, erklärt der Beitrag zur Verschattung einer PV-Anlage.

Wie verläuft der PV-Ertrag im Winter über den Tag?

Im Dezember drängt sich die Erzeugung in wenige Stunden. Laut Tagesprofil aus PVGIS der EU-Kommission (Kassel, Strahlungsdaten 2005 bis 2023, abgefragt im Oktober 2026), fällt auf ein 35 Grad geneigtes Süddach nur zwischen etwa 9 und 15 Uhr nennenswert Licht. Rund zwei Drittel der Tagesstrahlung entfallen auf die vier Stunden um die Mittagszeit.

Für die Leistung der PV-Anlage im Winter heißt das: Die mittlere Einstrahlung zur Mittagszeit liegt im Dezember bei rund 186 W/m², im Juni bei rund 633 W/m². Eine 10-kWp-Anlage kommt an einem durchschnittlichen Dezembertag mittags auf etwa 1,6 kW, im Juni auf rund 5,4 kW.

Der Mittelwert verdeckt allerdings die Spannweite. Für einen klaren Dezembertag weist das Klarhimmelmodell von PVGIS mittags rund 610 W/m² aus. Die 10-kWp-Anlage erreicht dann für einige Stunden gut 5 kW, ähnlich viel wie an einem durchschnittlichen Junitag, und erzeugt grob gerechnet 26 kWh statt der mittleren 8,4 kWh. Wer Waschmaschine oder Geschirrspüler in diese Mittagsstunden legt, nutzt den knappen Winterstrom direkt im Haus.

Welche Ausrichtung und Neigung bringen im Winter mehr?

Im Winter zählt die Südausrichtung stärker als im Sommer. Eine Ost- oder Westfläche mit 35 Grad Neigung liefert im Dezember laut PVGIS nur knapp die Hälfte des Süddachs. Steilere Flächen fangen die tiefe Sonne besser ein, verlieren dafür aber im Sommer, wie die Werte für Kassel zeigen:

60 Grad bringen im Dezember rund 24 Prozent mehr als 30 Grad, kosten über das Jahr aber knapp 5 Prozent. An klaren Dezembertagen ist der Vorsprung größer: Das Klarhimmelprofil zeigt für 60 Grad gut ein Viertel mehr Tagesstrahlung als für 35 Grad. Bei Schrägdächern ist der Winkel vorgegeben, Spielraum gibt es bei Aufständerungen auf Flachdächern, im Garten oder an Fassaden.

Wer verstellbare Gestelle nutzt, kann die Module von November bis Februar steiler stellen. Der Gewinn bleibt überschaubar: Der Wechsel von 30 auf 60 Grad nur für diese vier Monate bringt rechnerisch rund 24 kWh pro kWp und Jahr, gut 2 Prozent mehr.

Module ergänzen, wo die Wintersonne ankommt

Mehr Winterstrom bringt vor allem zusätzliche Fläche an der richtigen Stelle. Senkrechte Südflächen an Fassade, Balkongeländer oder Zaun liefern im Dezember rund 0,95 kWh pro kWp und Tag, mehr als das 35-Grad-Süddach, und Schnee bleibt auf ihnen kaum liegen. Übers Jahr kommen sie nur auf rund 716 kWh pro kWp, gut ein Fünftel davon fällt aber zwischen November und Februar an.

Ein Ost-West-Dach mit je 5 kWp erzeugt im Dezember im Mittel rund 4,1 kWh am Tag. Kommen 2 kWp an einer Südfassade hinzu, sind es rund 1,9 kWh mehr, fast die Hälfte zusätzlich. Wer neue Module in einen bestehenden String hängt, erhöht allerdings dessen Spannung, dazu unten mehr. Oft ist es einfacher, die neue Fläche über einen eigenen Mikro-Wechselrichter auf der AC-Seite anzuschließen.

Der SolarFlow 2400 AC+ ist ein AC-gekoppelter Speicher und lässt sich ohne Eingriff in die DC-Verkabelung an bestehende Dachanlagen anschließen. Mit bis zu 2.400 W Lade- und Entladeleistung (ab Werk 800 W, freischaltbar nach Installation durch eine Elektrofachkraft) versorgt er in Spitzenzeiten auch mehrere leistungsstarke Verbraucher gleichzeitig. Den Überschuss heller Wintertage nimmt er mit 2,4 kWh Grundkapazität auf, erweiterbar auf 16,8 kWh, und gibt ihn abends wieder ab.

Schnee auf den Modulen: räumen oder liegen lassen?

Eine dünne Schneeschicht lässt noch etwas Licht durch, eine geschlossene Decke stoppt die Erzeugung weitgehend. Auf geneigten Dächern rutscht Schnee meist ab, sobald sich die dunklen Module in der Sonne erwärmen. Der Verlust bleibt klein: Liegt eine 10-kWp-Südanlage eine ganze Januarwoche unter Schnee, fehlen nach den PVGIS-Mittelwerten rund 70 kWh, weniger als 1 Prozent des Jahresertrags.

Mehr Aufmerksamkeit verdient der Schnee, der abrutscht. Von glatten Modulflächen löst er sich oft als Ganzes und fällt als Dachlawine auf Wege, Eingänge oder Autos. Schneefanggitter an der Traufe halten ihn zurück. Soll doch geräumt werden, gelten diese Regeln:

• Nur vom Boden aus: Ein weicher Besen oder Schneeschieber mit Gummilippe an einer Teleskopstange reicht für niedrig montierte Module.
• Nie aufs Dach: Verschneite und vereiste Module sind extrem rutschig, auf dem Dach räumt nur ein Fachbetrieb mit Sicherung.
• Kein heißes Wasser, kein Salz: Der Temperaturschock kann das Glas beschädigen, Streusalz und Enteiser greifen Rahmen und Dichtungen an.
• Keine harten Werkzeuge: Schaber und Metallkanten zerkratzen die Glasoberfläche dauerhaft.

Wie viel Last ein Modul trägt, steht in Pascal im Datenblatt. Das 450Wp-Bifazialmodul von Zendure ist etwa für 5.400 Pa auf der Vorderseite ausgelegt, rund 550 kg pro Quadratmeter. Ob Dach und Montagesystem das tragen, klärt bei viel nassem Schnee der Fachbetrieb.

Warum steigt die Modulspannung bei Frost, und was bedeutet das für den Wechselrichter?

Kälte ist für Solarzellen zunächst ein Vorteil. Beim Zendure 450W bifazialen Solarmodul etwa beträgt der Temperaturkoeffizient der Leistung −0,30 % pro Grad: Bei 0 °C Zelltemperatur liefert es rund 7,5 % mehr als bei 25 °C. Gleichzeitig steigt aber auch die Spannung, darunter die Leerlaufspannung (Voc), die ein Modul ohne angeschlossene Last abgibt.

Warum ist das wichtig? Morgens, bevor der Wechselrichter einspeist, liegt an seinem Eingang genau diese Leerlaufspannung an. An einem klaren Frostmorgen trifft die Sonne auf Module, die noch so kalt sind wie die Luft. Überschreitet die Spannung dann die maximale Eingangsspannung, kann der Wechselrichter abschalten oder Schaden nehmen.

Eine Beispielrechnung mit demselben Modul: Seine Leerlaufspannung beträgt bei 25 °C 35,03 V, der Temperaturkoeffizient −0,25 Prozent pro Grad. Bei −10 °C steigt sie um 8,75 Prozent auf rund 38,1 V, bei −20 °C auf rund 39,0 V. Verträgt der Wechselrichter höchstens 1.000 V, kommen 27 Module in Reihe bei 25 °C auf 946 V, bei −10 °C aber auf rund 1.029 V. Mit 26 Modulen bleibt der String bei −10 °C knapp darunter (990 V), bei −20 °C mit rund 1.013 V nicht mehr.

Wichtig: Die Mindesttemperatur für die Auslegung legt der Fachbetrieb für den Standort fest. Zu prüfen sind zwei Grenzen: die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters und die maximale Systemspannung der Module, beim Beispielmodul 1.500 V DC. Maßgeblich ist der niedrigere Wert.

Neu rechnen sollten Sie die kalte Leerlaufspannung vor allem in diesen Fällen:

• Module nachrüsten: Jedes zusätzliche Modul im String erhöht dessen Spannung um seine eigene Leerlaufspannung.
• Modultyp wechseln: Neue Module mit höherer Voc verändern die Rechnung, auch bei gleicher Modulzahl.
• Wechselrichter tauschen: Das neue Gerät kann eine andere maximale Eingangsspannung und einen anderen MPP-Bereich haben.
• Mikro-Wechselrichter: Hier gilt die Grenze je Eingang aus dem Datenblatt, gerechnet mit der kalten Leerlaufspannung der angeschlossenen Module.

Wie der Tracker im Betrieb den besten Arbeitspunkt findet, erklärt der Beitrag Was ist ein MPPT?

Häufige Fragen zu Photovoltaik im Winter

Zählt beim Wechselrichter die MPP-Spannung oder die Leerlaufspannung?

Für die maximale Eingangsspannung zählt die Leerlaufspannung bei der tiefsten erwarteten Temperatur. Die MPP-Spannung (Vmp) entscheidet, ob der String im Arbeitsbereich des Trackers liegt. Sie ist stets niedriger als die Voc und für die Obergrenze nicht maßgeblich.

Erzeugt eine PV-Anlage bei bedecktem Himmel Strom?

Ja, aus diffusem Licht, allerdings deutlich weniger. Die PVGIS-Monatsmittel enthalten graue Tage bereits. An einem klaren Dezembertag erreicht die Tagesstrahlung auf dem 35-Grad-Süddach etwa das Dreifache des Mittels.

Ab wann steigt der Ertrag wieder?

Ab Januar langsam, im Februar deutlich. Das 35-Grad-Süddach liefert laut PVGIS im Februar rund 1,8 kWh pro kWp und Tag, gut doppelt so viel wie im Dezember, im März rund 2,9 kWh.

Fazit: Photovoltaik im Winter realistisch einschätzen und gezielt verbessern

Eine Süddachanlage erzeugt im Dezember pro Tag nur rund ein Fünftel ihres Juniertrags, konzentriert auf die Mittagsstunden. Verantwortlich sind kurze Tage, tiefe Sonne und lange Schatten, während die Kälte den Wirkungsgrad sogar verbessert.

Mehr herausholen lässt sich vor allem über die Fläche. Südausrichtung, steilere Winkel und zusätzliche senkrechte Südflächen bringen im Dezember spürbar mehr, kosten übers Jahr aber teils Ertrag. Schnee kostet meist nur wenige Tage, und geräumt wird, wenn überhaupt, vom Boden aus.

Gleichzeitig verdient der Frost bei der Planung Aufmerksamkeit. Wer Module nachrüstet oder den Wechselrichter tauscht, lässt die Leerlaufspannung für die tiefste Temperatur am Standort nachrechnen. Unterm Strich gilt: Mit Blick auf Schatten, Neigung und Spannung holen Sie aus den kurzen Wintertagen das Beste heraus.