Funktioniert eine Solaranlage auch im Winter, Herbst oder an bewölkten Tagen?

Funktioniert eine Solaranlage auch im Winter, Herbst oder an bewölkten Tagen?

Funktioniert eine Solaranlage auch im Winter, Herbst oder an bewölkten Tagen?Im Hinblick auf solarthermische Anlagen kommen immer wieder Fragen auf, ob die Kollektoren unbedingt direkte Sonneneinstrahlung zum Funktionieren benötigen und ob sie auch an bewölkten Tagen ihre Arbeit verrichten. Gerade in den kälteren Jahreszeiten, wenn die Sonneneinstrahlung am dringendsten gebraucht wird, damit Kollektoren genügend Energie aus der Einstrahlung in Wärme umwandeln, ist es öfter der Fall, dass eine dicke Wolkendecke über der Erdoberfläche hängt. In diesem Artikel erfahren Sie mehr darüber, ob und wie solarthermische Anlagen auch an bewölkten Tagen arbeiten.

Das Zauberwort heißt: Diffuse Strahlung

Dass man auf der Erdoberfläche trotz dichter Bewölkung seine Hand vor Augen sieht, ist der Beweis, dass auch an trüben Tagen Sonnenstrahlen auf die Erde treffen. Man nennt diese indirekte Form der Sonneneinstrahlung diffuse Strahlung. Dabei werden die Sonnenstrahlen in der Atmosphäre von Molekülen und anderen Teilchen abgelenkt und gestreut. Im Falle eines bewölkten Tages, treffen die Sonnenstrahlen also auf eine Vielzahl von Teilchen im Inneren der Wolke, werden somit stark gestreut und erreichen nicht gebündelt die Oberfläche der Erde. Dies ist der Grund, wieso Solarkollektoren auch an bewölkten Tagen Wärmeenergie aus Sonneneinstrahlung erzeugen.

Je mehr Wolken desto weniger Leistung

Trotzdem ist es nicht zu bestreiten, dass an bewölkten Tagen weniger Leistung vom Kollektor generiert wird als an sonnigen Tagen. Je bewölkter der Himmel ist, desto stärker werden die Sonnenstrahlen abgelenkt und gestreut und desto weniger Einstrahlung landet auf der Erdoberfläche. Die Dichte der Wolkendecke bestimmt also über die Leistung der Solarkollektoren. Im Sommer erzeugen Solarkollektoren bei klarem, ungetrübtem Himmel etwa 1000 W/m² und bei einer sehr dichten Wolkendecke noch circa 200 W/m².

Weniger Leistung im Winter

Im Winter ist die Sonneneinstrahlung bekanntermaßen schwächer als im Sommer und auch die wolkigen Tage mehren sich in den kalten Jahreszeiten. Dies hat natürlich auch Auswirkungen auf die Leistung von Solarkollektoren. Bedingt durch den flacheren Einfallswinkel der Sonnenstrahlen und deren längeren Weg durch die Atmosphäre ist die Strahlung nur halb so intensiv wie im Sommer. Dies hat zur Folge, dass Solarkollektoren im Winter bis zu 50 % weniger Leistung generieren als im Sommer – sowohl an einem sonnigen als auch an einem bewölkten Tag.

Unterschiede zwischen Röhrenkollektor und Flachkollektor

Auch bei den verschiedenen Arten der Solarkollektoren zeigen sich Unterschiede in den Erträgen während der Wintermonate und bei schlechtem Wetter. Ganz allgemein lässt sich konstatieren, dass Röhrenkollektoren bei diesen schlechten Bedingungen größere Erträge einbringen als Flachkollektoren. Dies hat den Grund, dass die Röhren durch ein Vakuum gedämmt sind. Dadurch wird die Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft vermindert. Der Röhrenkollektor kann die aufgenommene Sonnenenergie demnach effizienter und mit weniger Verlusten nutzen. Zu beachten ist dabei jedoch, dass sich Röhrenkollektoren aufgrund dieser Eigenschaft schlechter selbst von Eis und Schnee befreien können als Flachkollektoren.

Fazit

Solarthermische Anlagen funktionieren auch an wolkigen Tagen, jedoch mit weitaus geringerer Wärmegewinnung. Im Herbst bzw. im Winter bringen Solarkollektoren also weniger Leistung ein als im Sommer. Da gerade in den kalten Monaten des Jahres mehr Wärmeenergie benötigt wird, reicht eine solarthermische Anlage allein häufig nicht aus, um den Haushalt zu heizen. Deshalb ist regelmäßig auch eine Kombination mit einer Zentralheizungsanlage vonnöten.


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