Globalstrahlung: So viel Sonne scheint auf Deine Solarpanele

Wenn Du Dich mit dem Ertrag Deiner (künftigen) Photovoltaikanlage auseinandersetzt, wirst Du immer wieder auf den Begriff der Globalstrahlung stoßen. Diese gibt Aufschluss darüber, wie viel der Sonnenstrahlung bei uns auf der Erdoberfläche ankommt.

Hier erklären wir Dir, was genau sich hinter dem Begriff der Globalstrahlung verbirgt und was sie im Kontext der Photovoltaik bedeutet.

Was ist Globalstrahlung?

Solare Strahlung setzt sich aus einer Vielzahl an Strahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen zusammen, darunter Röntgenstrahlen und Radiowellen, welche für das menschliche Auge unsichtbar sind. Da unsere Atmosphäre auf die Sonnenstrahlung wie ein Filter wirkt, kommt nur ein Bruchteil der Strahlen auf der Erde an. Diesen Anteil der Sonnenstrahlung, der es bis zu uns schafft, nennt man Globalstrahlung. Er hat einen großen Einfluss auf das Wetter und Klima auf unserem Planeten.

Die Globalstrahlung umfasst die direkte und die durch Wolken gestreute Sonnenstrahlung, die auf die Erde trifft.
Die Globalstrahlung ist die Summe aus Diffus- und Direktstrahlung.

Die Globalstrahlung lässt sich einteilen in Direktstrahlung und Diffusstrahlung:

  • Die Direktstrahlung macht einen großen Teil der Globalstrahlung aus. Sie meint das Sonnenlicht, das auf kürzestem Wege, also direkt, die Erde erreicht. Die Direktstrahlung bildet somit den stärksten Teil der Strahlung. Besonders viel davon gibt es an klaren, sonnigen Tagen.

  • Häufig wird jedoch ein Teil des Sonnenlichts von Wolken, Dunst oder Ähnlichem gestreut oder gebrochen. Die Diffusstrahlung, auch Streustrahlung genannt, ist jener Teil der Sonneneinstrahlung, der über solche Umwege die Erdoberfläche erreicht.

Strahlung, die auf dem Weg zum Erdboden von Wasser- oder Staubpartikeln reflektiert oder absorbiert wird, gehört nicht zur Globalstrahlung.

Auf einen Blick

Die Globalstrahlung ist der Anteil der Sonnenstrahlung, der direkt (Direktstrahlung) oder über Umwege wie Wolken und Dunst (Diffusstrahlung) die Erdoberfläche erreicht. Sie wird auf dem Weg dahin also weder absorbiert noch ins All reflektiert.

Wie hoch ist die Globalstrahlung in Deutschland?

Gemessen wird die Globalstrahlung mit Hilfe von Spezialgeräten namens Pyranometern. Die Einheit Watt pro Quadratmeter (W/m²) wird dabei genutzt. Im Wetterbericht ist häufig vom Momentanwert die Rede. Das ist die Strahlung pro Quadratmeter, die pro Sekunde auf die Erde trifft.

In Deutschland liegt der Momentanwert der Globalstrahlung bei durchschnittlich 137 W/m².

Im Kontext der Photovoltaik wird hinsichtlich der Globalstrahlung meist mit jährlichen Messwerten gearbeitet. Diese werden in Kilowattstunden pro Quadratmeter (kWh/m²) und Jahr angegeben. Ein Messjahr schließt Tage wie Nächte mit ein.

Die jährliche Globalstrahlung in Deutschland beträgt durchschnittlich circa 900 – 1.200 kWh/m².

Zum Vergleich: In Spanien ist sie im jährlichen Mittel etwa doppelt so hoch. Das liegt an der geringeren Anzahl an Sonnentagen hierzulande und dem im Vergleich eher grauen und bewölkten Wetter. Auch die weitere Entfernung zum Äquator spielt eine Rolle. Deshalb unterscheiden sich auch die Werte verschiedener innerdeutscher Regionen voneinander. So ist im Süden Deutschlands die Strahlung durchschnittlich Höher als im Norden.

Die gute Nachricht: Auch wenn sie halb so hoch ausfällt wie im europäischen Süden, ist die Sonneneinstrahlung in Deutschland mehr als ausreichend, um rentable Photovoltaikanlagen zu betreiben – nicht zuletzt dank effizienter Solarpanele, die auch bei Bewölkung Strom erzeugen.

Welchen Einfluss hat die geografische Lage auf die Globalstrahlung?

Hinsichtlich der auf Photovoltaikanlagen eintreffenden Strahlung gibt es etwas zu beachten: Die Messung der Globalstrahlung bezieht sich auf das Auftreffen auf eine horizontale Fläche. Die Sonneneinstrahlung triff hierbei im rechten Winkel auf die Fläche.

Aufgrund der Neigung der Erdachse wird dies nur am Äquator erreicht. Daher ist es so ertragreich, am Äquator großflächig Solaranlagen aufzustellen. An anderen Orten wie hierzulande wird dagegen die Neigung der Solarpanele angepasst, sodass der senkrechte Einfallswinkel gewährleistet ist. Je nach Standort ist eine Modulneigung zwischen 30° und 40° ideal.

Entscheidend sind zudem Faktoren wie die Höhe über Normalnull. Eine höhere Lage bedeutet weniger filternde Atmosphäre, welche die Globalstrahlung durchdringen muss.

Was hat es mit der Albedo auf sich?

Die Albedo gibt Aufschluss darüber, wie viel Sonnenstrahlung durch Reflektion wieder zurück ins All gelenkt wird. Sie ist nicht nur wichtig im Kontext der Einstrahlung auf Photovoltaikanlagen, sondern auch ein maßgeblicher Klimafaktor.

Der Begriff Albedo steht für die Rückstrahlquote von nicht selbst strahlenden Oberflächen und bewegt sich zwischen Werten von null (= keine Rückstrahlung) und eins (= vollständige Rückstrahlung). Zum Vergleich: Frischer Schnee kann auf eine Reflexion von bis zu 0,9 Albedo kommen, bei Wasser liegt sie bei nur 0,1. Hierin liegt ein wichtiger Faktor für unser Klima. Das Eis der Pole reflektiert die Sonneneinstrahlung zurück ins All und stellt so einen regulierenden Faktor für die Erderwärmung dar.

Wichtig in Bezug auf Photovoltaikanlagen ist: Wolken haben eine Albedo von 0,3 bis 0,6, weshalb besonders an bewölkten Tagen mit weniger Globalstrahlung zu rechnen ist und die gemessenen Momentanwerte stark von den Mittelwerten abweichen können.

Fazit – das musst Du zur Globalstrahlung wissen!

Wenn Du ausrechnen möchtest, welchen Ertrag Deine Photovoltaikanlage liefern kann, so ist die Globalstrahlung pro Jahr und Quadratmeter Dein erster Indikator, um die Wirtschaftlichkeit zu prüfen. Wie viel Sonnenstrahlung bei Dir ankommt, ist vor allem abhängig von Deiner geografischen Lage. Grundsätzlich trifft in ganz Deutschland ausreichend Sonnenlicht auf die Erdoberfläche, um Photovoltaikanlagen rentabel zu betreiben. Mit geschickter Ausrichtung und modernster Technik optimierst Du dabei den Ertrag – wir bei EIGENSONNE helfen gern dabei.


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