PV-Anlagen: Wann Hitze zum Problem wird und welche Ertragsverluste drohen

Der Klimawandel und steigende Temperaturen können den Ertrag von Photovoltaikanlagen langfristig mindern. Denn je heißer Solarzellen werden, desto geringer ist ihre Spannung und damit auch die Leistung der gesamten Anlage. Darauf weisen Forscher:innen des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) hin. Bereits ab einer Temperatur von 25 Grad Celsius sinkt die Spannung gewöhnlicher Silizium-Solarmodule um 0,4 bis 0,5 Prozent pro weiterem Grad Celsius ab. Dabei ist die Temperatur des Moduls selbst entscheidend, nicht die der Umgebungsluft. In der Folge liefern die Module bei Hitze weniger Strom.

Mehr Hitze bedeutet weniger Strom

In den vergangenen Jahren hat die Zahl der Sonnenstunden und die gesamte Lichtmenge, die für die Stromerzeugung genutzt werden kann, in Deutschland zugenommen. Durch den Klimawandel sind aber auch die Temperaturen gestiegen. Und genau das kann zum Problem für viele Solaranlagen werden. Denn je wärmer es ist, desto geringer wird der sogenannte Wirkungsgrad, also das Maß dafür, wie gut die Anlage das Sonnenlicht in Strom umwandeln kann. Bei hohen Temperaturen arbeitet die Technik nicht mehr ganz so effizient. Da die gewöhnlichen Silizium-Solarmodule aus dunklem Material bestehen, heizen sie sich stärker auf als die Luft und sind somit heißer als die ohnehin schon hohe Außentemperatur. Spätestens bei Temperaturen über 30 Grad ist der Hitze-Effekt spürbar: Die Module liefern dann weniger Strom.

Diffuses Licht, Schmutz und Extremwetter

Hitze ist jedoch nicht der einzige Faktor, der den Solarstromertrag im Sommer beeinflusst. An schwülen Tagen sind viele Wassermoleküle in der Luft, die das Sonnenlicht streuen. Die Solarzellen können dieses diffuse Licht schlechter verarbeiten. Daher fällt die Energieausbeute geringer aus als bei trockenem Wetter.

Auch andere Folgen des Klimawandels wirken sich negativ auf die PV-Leistung aus. Durch heftigere Stürme und Hagelschauer steigt beispielsweise das Risiko, dass Module beschädigt werden. In längeren Trockenperioden lagern sich zudem mehr Staub und Dreck auf den Modulen ab, die sonst vom Regen abgewaschen würden. Bleibt der Schmutz liegen, kann das Sonnenlicht die Zellen schlechter erreichen, sodass der Stromertrag sinkt.

Das können Solaranlagenbetreiber:innen tun

Damit der Stromertrag trotz Klimawandel und höherer Temperaturen nicht einbricht, sollten Betreiber:innen von Solaranlagen auf folgende Punkte achten:

• Hitzebeständige Module wählen: Bei der Auswahl ist auf Module mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten zu achten.

• Auf Stabilität achten: Es empfehlen sich stabile Befestigungssysteme, die auch bei starkem Wind sicher halten.

• Policen checken: Der bestehende Versicherungsschutz sollte insbesondere auf die Abdeckung von Sturm- oder Hagelschäden geprüft werden.

• Pflege einplanen: Eine regelmäßige Reinigung der Module ist ratsam, besonders in heißen und trockenen Sommern.

• Vogelschutzgitter anbringen: Um die Kühlung durch Luftzirkulation zu verbessern, werden Module oft mit größerem Abstand zum Dach montiert. Hier empfiehlt sich die Installation eines Schutzgitters, um zu verhindern, dass nistende Vögel Schmutz eintragen oder Kabel beschädigen.

PV-Anlagen bleiben eine lohnende Investition

Um die Technik für die Zukunft zu rüsten, arbeiten Forschende an hitzeresistenteren Modulen, die auch bei Extremwetter effizient sind. Trotz der aktuellen klimatischen Herausforderungen und möglicher Ertragsverluste an sehr heißen Tagen bleibt Solarstrom eine lohnende Investition. Wie der aktuelle „Photovoltaics Report“ des Fraunhofer ISE zeigt, sind die Preise für PV-Module dank technologischem Fortschritt auf ein historisches Rekordtief gefallen.