PV, wieviel Ersparnis?

Ich muss zugeben, das hat mir jetzt keine Ruhe gelassen.
Trotz Nobelpreis hatte Einstein im Winter einen Ofen in Betrieb.

Hier habe ich mal ein mehrjähriges Mittel gefunden mit dem Monatsertrags-Verhältnis zur Spitzen-Nennleistung (wenn ich es richtig interpretiere; Bildquelle ist im Bild genannt):



Demnach kommt im tiefsten Winter (Dez.-Jan.) in Mitteldeutschland etwas weniger als 20% des Sommer-Ertrags raus, was immerhin besser als meine Schätzung von 10% liegt.

Analog berichtet http://www.rechner-photovoltaik.de/photovoltaik-im-winter:



Es gibt durchaus Leute, die ihr Haus mit Strom heizen und den Gedanken hegen, dies kostenfrei per PV durchzuführen. Dass das selbst bei einem Passivhaus sehr schwierig wird, davon berichtet http://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/elektroheizung/ertrag-im-winter:

Demnach liegt die Globalstrahlung im Winterhalbjahr in Deutschland bei etwa 350 bis 400 kWh/m2. Im Winterhalbjahr (Oktober bis April) liefert eine PV-Anlage in Deutschland also rund 33...35% ihres Gesamtjahres-Ertrags und damit eine PV-Anlage mit 1 kWp Nennleistung rund 350 bis 400 kWh elektrische Energie.

Passivhäuser als "idealstes Objekt" haben nach dieser Quelle einen Heizwärmebedarf von rund 30 kWh/m2 im Jahr. Ein Passiv-EFH mit 150m2 beheizter Fläche benötigt etwa 4.500 kWh Energie für die winterliche Heizperiode. Eine Anlage von 1 kWp PV Nennleistung liefert in dieser Zeit mit 350 bis 400 kWh also nur 8% bis 9% der notwendigen Heizenergie. Für das Heizen des Passivhauses bräuchte man also 12 kWp PV-Leistung (und irgendeinen Speicher für trübe Tage bzw. die Nacht).

Der Gedanke des elektrischen Heizens mit PV-Strom scheint angesichts der immer noch geringen Wirkungsgrade von Solarzellen absurd, ist aber nicht auszurotten. Interessanter ist hier aber die Angabe, dass man aus einer 1000-W-Anlage in Deutschland von Oktober bis April rund 350 kWh erhält.

Das bestätigt nämlich in etwa die oben gezeigte Grafik, die für den gleichen Zeitraum 333 kWh ausweist. Also sind im Winterhalbjahr im Mittel 2 kWh pro Tag aus einer 1-kW-Anlage zu erzielen. Wobei im Dezember und Januar im Mittel eher nur 0,5 kWh pro Tag zur Verfügung stehen. Es bleibt schwierig mit der Autarkie.

Da sind dann aber andere Effekte wie Kurztag, schlechtes Wetter, Schnee auf Modulen und der Einfallswinkel mit drin. Alles Gründe warum selbst Einstein einen Ofen brauchte. Die Sonne bleibt aber Sommer wie Winter dieselbe und ist im Winter auch kräftig, wenn sie scheint. Immerhin ist unser fehlendes Modul an einem sehr kalten aber Sonnigen Wintertag geplatzt. Grund: Speicher hatte übertemperatur (verbrühschutz) und darum lief die Pumpe nicht. Übertemperaturnotkühlung hatten wir nicht. Das Überdruckventil hatte entweder einen Schaden oder war zugefroren. Fazit: Wintersonne kann kräftig sein.

Übrigens ist die Solarkonstante im Nord-Winter am größten. Wenn man die Neigung anpasst und gutes Wetter hat dürfte Pmax im Winter größer sein. Und wenn man im Sommer auf Ertrag verzichten kann kann man von vornherein die Module steiler stellen. Ich bin mir beinahe Sicher das die auf Ertragsmaximum bei Einspeisung berechneten Neigungswinkel nicht die richtigen sind für eine Inselanlage wenn man auch im Winter autark bleiben will.

Klar ist natürlich das die Sonne im Winter einfach schonmal nur halb so lange da ist. Wenn man dann die meistens fixe Neigung (für guten ertrag im Sommer) und das wahrscheinlich etwas schlechtere Wetter hinzunimmt ist man bei 20% schon ganz gut aufgehoben. Wenn man aber zum Beispiel auf einem Flachdach aufständert finde ich es ziehmlich Trivial die Neigung zumindest rudimentär an die Jahreszeit anzupassen.