Ein Faltmodul am Rucksackdeckel sieht nach Unabhängigkeit aus. Ob es welche bringt, entscheidet nicht das Modul, sondern der Monat — und der Unterschied zwischen Sommer und Winter ist größer, als fast alle Produktbeschreibungen nahelegen.
Die Zahlen dafür liegen offen: Der Deutsche Wetterdienst veröffentlicht die Globalstrahlung als Rasterdaten. Für diesen Artikel wurden die zwölf Monatsraster der Referenzperiode 1991–2020 heruntergeladen und je Monat über alle 359.586 belegten Rasterzellen Deutschlands gemittelt.
Was über Deutschland tatsächlich ankommt
Im Jahresmittel rund 1.086 Kilowattstunden je Quadratmeter — verteilt allerdings extrem ungleich:
- Juni
- 164,9 kWh/m² entspricht 5,5 Vollsonnenstunden am Tag
- September
- 95,0 kWh/m² entspricht 3,17 Vollsonnenstunden am Tag
- Dezember
- 17,2 kWh/m² entspricht 0,55 Vollsonnenstunden am Tag
Fundstelle: DWD Climate Data Center: Rasterdaten der vieljährigen mittleren Monatssummen der Globalstrahlung auf die horizontale Ebene, Version V003, Referenzperiode 1991–2020. Flächenmittel über 359 586 Rasterzellen, eigene Berechnung.
Der Juni liefert das Zehnfache des Dezembers. Das ist keine Feinheit, sondern die Antwort auf die Frage, ob sich ein Modul lohnt: Im Sommer vielleicht, im Winter praktisch nie.
Was eine Vollsonnenstunde ist
Die Rechengröße, die aus Einstrahlung Ertrag macht. Solarmodule tragen ihre Nennleistung in Watt-Peak, gemessen unter Standard-Testbedingungen bei 1000 Watt je Quadratmeter Einstrahlung. Eine Kilowattstunde je Quadratmeter entspricht damit genau einer Stunde unter diesen Bedingungen.
Daraus wird eine Faustrechnung, die ohne weitere Annahmen auskommt:
Tagesertrag = Nennleistung × Vollsonnenstunden × Systemfaktor
Für ein Modul mit 10 Watt Nennleistung und dem Vorgabe-Systemfaktor von 60 Prozent:
- Juni
- rund 33 Wh am Tag deckt bei sparsamem Gebrauch einen Handyakku alle zwei Tage
- September
- rund 19 Wh am Tag die typische Trekking-Saison in Mitteleuropa
- Dezember
- rund 3 Wh am Tag weniger als das Modul selbst wiegt, in Wattstunden gerechnet
Fundstelle: Eigene Rechnung aus den DWD-Monatsmitteln; Systemfaktor 60 % als Annahme
Warum der Systemfaktor eine Annahme bleibt
Weil sich seine Bestandteile nicht einzeln belegen lassen. Die DWD-Werte gelten für die horizontale Ebene; ein Modul am Rucksack steht schief, wandert durch Baumschatten, wird in der Sonne warm — Solarzellen verlieren mit steigender Temperatur Leistung — und hängt an einem Laderegler, dessen Wirkungsgrad kein Hersteller veröffentlicht.
Und noch eine Einschränkung steht in der Datensatzbeschreibung des DWD selbst: Die Rasterwerte gelten für eine Umgebung, deren natürliche Hindernisse unter einem Höhenwinkel von 5 Grad liegen. Ein Waldweg, ein enges Tal, eine Nordwand — alles darunter ist nicht abgebildet. Die Unsicherheit der Rasterwerte gibt der DWD mit ±5 % im Sommer und bis ±15 % im Winter an.
Der Denkfehler, der Solar besser aussehen lässt
Den Ertrag roh gegen den Bedarf zu rechnen. Was das Modul liefert, geht denselben Weg wie der Strom aus der Powerbank: durch einen Regler und durch die Laderegelung des Zielgeräts. Der Wandlungsverlust fällt also zusätzlich an — im Rechner ist das berücksichtigt, in vielen Überschlagsrechnungen nicht.
Für das Beispiel aus Energiebedarf berechnen heißt das: Ein 10-Watt-Modul deckt über vier Junitage rechnerisch den Bedarf — aber nur, wenn jeder dieser vier Tage ein Durchschnittstag ist. Genau das ist kein einzelner Tag: Der Juni-Mittelwert enthält die Regentage schon, aber verteilt sie gleichmäßig. Vier Tage Dauerregen liegen innerhalb dessen, was der Mittelwert zulässt.
Wann ein Modul trotzdem Sinn ergibt
Drei Fälle, in denen die Rechnung aufgeht:
- Lange Touren im Sommerhalbjahr ohne Steckdose. Ab etwa einer Woche wird eine Powerbank, die alles allein tragen soll, schwerer als Modul plus kleinere Powerbank — die Größenordnungen dafür stehen in Powerbank auswählen.
- Offenes Gelände. Hochebene, Küste, Wüste, alpines Gelände oberhalb der Baumgrenze. Im mitteleuropäischen Wald verliert das Modul den größten Teil seines Ertrags an Schatten.
- Als Ergänzung, nicht als Ersatz. Ein Modul, das die Powerbank am Rastplatz nachlädt, ist etwas anderes als ein Modul, auf das man sich verlässt.
Im Winter bleibt vom Modul rechnerisch fast nichts übrig — dann zählt stattdessen, dass Akkus in der Kälte nicht geladen werden dürfen. Das steht in Akkus in der Kälte, und der ganze Themenbereich Energie & Licht rechnet auch hier in Wattstunden.