Die Sonneneinstrahlung ist die Sonnenenergie, die über einen bestimmten Zeitraum auf einen Quadratmeter trifft, gemessen in kWh/m². Die jährliche horizontale Globalstrahlung reicht von etwa 950–1.200 kWh/m² in Deutschland und Großbritannien über rund 1.500 kWh/m² in der Türkei bis zu 1.700–1.900 kWh/m² in Südspanien. Sie ist die Ressourcengröße, von der jede Ertrags- und Amortisationsrechnung für Solaranlagen ausgeht.
Was ist der Unterschied zwischen Bestrahlungsstärke und Einstrahlung?
Die Bestrahlungsstärke ist eine Leistung; die Einstrahlung ist eine Energie. Die Bestrahlungsstärke (W/m²) beschreibt, wie stark die Sonne in einem Augenblick scheint – bis zu etwa 1.000 W/m² bei klarem Mittagshimmel, was auch der Referenzwert bei Kollektorprüfungen ist. Die Einstrahlung (kWh/m²) summiert diese Leistung über die Zeit: eine Stunde, einen Tag oder ein Jahr. Beide verhalten sich zueinander genau wie Tacho und Kilometerzähler eines Autos. Fachleute fassen die Tageseinstrahlung auch zu „Spitzensonnenstunden“ zusammen: 4,2 kWh/m² pro Tag entsprechen 4,2 Stunden mit der Referenzstrahlung von 1.000 W/m².
Wie viel Solarenergie erhält Ihr Standort?
Die jährliche horizontale Globalstrahlung (GHI) unterscheidet sich in Europa und seiner Nachbarschaft etwa um den Faktor zwei.
| Region | Jährliche GHI (kWh/m²) |
|---|---|
| Großbritannien, Norddeutschland | 950 – 1.100 |
| Deutschland, bundesweites Mittel (DWD, Zeitraum 1991–2020) | ≈ 1.100 |
| Türkei, landesweites Mittel (SEPA-Atlas) | ≈ 1.530 |
| Zentralspanien | 1.700 – 1.800 |
| Südspanien, Andalusien | 1.800 – 1.900 |
Selbst das untere Ende dieser Tabelle trägt eine wirtschaftliche solare Warmwasserbereitung: Deutschland mit rund 1.100 kWh/m² unterhält den größten Solarthermie-Anlagenbestand Europas. Die Hochlandregionen der Türkei um Konya – wo Solimpeks seit 2001 Kollektoren fertigt – liegen deutlich über dem Landesdurchschnitt, was ein Grund dafür ist, dass Thermosiphon-Warmwasserbereiter dort allgegenwärtig sind.
Globale, direkte und diffuse Strahlung: Was nutzt ein Kollektor?
Die Globalstrahlung ist die Summe aus direkter Strahlung und diffuser Strahlung, die von Wolken und Atmosphäre gestreut wird – und verglaste Kollektoren nutzen beides. Das ist in nördlichen Klimazonen wichtig: In Deutschland kommt etwa die Hälfte der jährlichen Sonnenenergie als Diffusstrahlung an, sodass ein Flachkollektor auch bei bedecktem Himmel mit verminderter Leistung weiter Ertrag liefert. Nur konzentrierende Kollektoren, die direkte Strahlung bündeln müssen, sind auf direkte Sonne angewiesen. Deshalb bleibt die solare Warmwasserbereitung auch in Klimazonen ergiebig, die man aus dem Bauch heraus abschreiben würde – die Physik rechnet in kWh/m², nicht in Postkartenwetter.
Wie verändern Neigung und Ausrichtung die Werte?
Eine zur Sonne geneigte Fläche erhöht ihren Jahresertrag über den Wert der Horizontalen – in Mitteleuropa bei optimaler Neigung typischerweise um 10–15 %. Das Jahresoptimum liegt dort bei etwa 30–35° mit Südausrichtung; steilere Neigungen begünstigen den Winterertrag, flachere den Sommer. Bei der Ausrichtung ist der Spielraum groß: Eine Abweichung von bis zu 45° von der Südrichtung kostet jährlich nur wenige Prozent. Anlagenplaner geben die Einstrahlung daher in der Kollektorebene an, nicht den Horizontalwert, und wählen die Neigung passend zum Lastprofil – steil zur Heizungsunterstützung in der Heizperiode, moderat für ganzjährige Warmwasserbereitung.
Wie wird aus der Einstrahlung der erwartete Kollektorertrag?
Man multipliziert die Einstrahlung in der Kollektorebene mit dem mittleren Umwandlungswirkungsgrad der Anlage. Ein mitteleuropäisches Dach mit 1.100 kWh/m², das eine gut ausgelegte Warmwasseranlage speist und davon 35–45 % umwandelt, liefert jährlich etwa 350–500 kWh pro Quadratmeter Kollektor; dieselbe Anlage liefert bei 1.800 kWh/m² in Südspanien entsprechend mehr. Das physikalische Momentanverhalten hinter diesem Mittelwert beschreibt die Kollektorkennlinie, und den Anteil des Bedarfs, den das Ergebnis deckt, beschreibt der solare Deckungsgrad. Kostenlose, verlässliche Datenquellen ersparen das Rätselraten: Das EU-Tool PVGIS liefert monatliche und jährliche Einstrahlungswerte für jeden Standort, der Global Solar Atlas der Weltbank deckt die ganze Welt ab, und Solar-Keymark-Datenblätter nennen den berechneten Jahresertrag jedes Kollektors für definierte Referenzklimata.
Häufig gestellte Fragen
Was sind Spitzensonnenstunden?
Die Tageseinstrahlung, ausgedrückt als Stunden voller Referenzsonne bei 1.000 W/m². Ein Standort mit 4,5 kWh/m² pro Tag hat 4,5 Spitzensonnenstunden. Mit dieser Kennzahl lassen sich Erträge schnell abschätzen: mit Kollektorfläche und Wirkungsgrad multiplizieren.
Wo finde ich verlässliche Einstrahlungsdaten für meine Adresse?
PVGIS, das kostenlose Tool der Europäischen Kommission, liefert monatliche und jährliche Einstrahlungswerte für beliebige Koordinaten, einschließlich optimaler Neigungswinkel. Der Global Solar Atlas bietet weltweite Karten, und nationale Wetterdienste wie der Deutsche Wetterdienst (DWD) veröffentlichen langjährige Mittelwerte.
Lohnt sich solare Warmwasserbereitung unter 1.200 kWh/m² pro Jahr?
Ja – Deutschland und Österreich haben die größten Solarthermiemärkte Europas auf diesem Niveau aufgebaut. Die Amortisation dauert länger als an mediterranen Standorten, doch solare Deckungsgrade von 50–65 % bei der Warmwasserbereitung sind üblich, und Förderprogramme in diesen Ländern verbessern die Wirtschaftlichkeit zusätzlich.
Ist die Einstrahlung auf dem Kollektor höher als am Boden?
Ein geneigter, nach Süden ausgerichteter Kollektor fängt in Mitteleuropa typischerweise 10–15 % mehr Jahresenergie auf als eine horizontale Fläche, weil er dem mittleren Sonnenlauf besser zugewandt ist. Ertragssoftware rechnet Horizontaldaten stets in die Kollektorebene um.