Solarstrom im Winter: Wirtschaftlicher Betrieb im Großraum München

Im Ballungsraum München verzeichnet die Photovoltaik anhaltend hohe Zubauraten. Unternehmenseigentümer und Projektentwickler stehen jedoch vor der Frage, wie sich Solarstrom im Winter effizient integrieren lässt, wenn Tageslichtstunden knapp sind und Schneelasten die Modulflächen beeinflussen. Der folgende Fachbeitrag untersucht, weshalb Solarstrom auch in der kalten Jahreszeit planbar bleibt, welche physikalischen und rechtlichen Rahmenbedingungen gelten und wie anspruchsvolle Bauvorhaben davon profitieren.

Marktrelevanz im Winterhalbjahr

Mehrere Trends verschieben den Fokus auf den Zeitraum zwischen November und Februar:

• Strombörse: Saisonale Preisspitzen erhöhen die Netzbezugskosten.
• Regulierung: Verschärfte Effizienz- und CO₂-Grenzwerte für Nichtwohngebäude treten in Kraft.
• Lieferketten: PV-Komponenten sind wieder kurzfristig verfügbar, was schnelle Umsetzung ermöglicht.
• Reporting: Corporate-Sustainability-Vorgaben machen Eigenstrom zu einem bilanziellen Vermögenswert.

Unternehmen, die ihre Erzeugungslücke im Winter minimieren, stabilisieren Betriebskosten und erfüllen ESG-Kennzahlen.

Einflussgrößen auf den PV-Ertrag bei Kälte

Globalstrahlung und Sonnenpfad

In Oberbayern sinkt die monatliche Globalstrahlung von rund 160 kWh/m² im Juni auf etwa 20 kWh/m² im Dezember. Der flache Sonnenstand begünstigt steil ausgerichtete Süddächer mit 30–35 Grad Neigung, während Ost-West-Systeme im Winter bis zu zehn Prozent Ertragseinbuße verzeichnen. Standortanalyse und Verschattungsprognosen bleiben daher zentrale Planungsinstrumente.

Temperaturabhängigkeit der Module

Siliziumzellen zeigen einen negativen Temperaturkoeffizienten von ca. 0,35 %/K. Sinken Zelltemperaturen von 45 °C auf 0 °C, kann die Modulspannung um mehr als 15 % steigen. Hochwertige n-Type-Module mit reduziertem Innenwiderstand nutzen diesen Effekt besonders stark.

Schnee, Albedo und Neigungswinkel

Frischer Schnee reflektiert bis zu 80 % der einfallenden Strahlung. Bei Dachneigungen über 30 Grad rutscht die Schneeschicht schneller ab; verbleibender Schnee erhöht zugleich das diffuse Licht für darunterliegende Modulreihen. Untersuchungen der TU München beziffern den Jahresmehrertrag durch Albedo bei Steildächern auf zwei bis fünf Prozent, vorausgesetzt die Unterkonstruktion erfüllt die Schneelastklassen nach Eurocode 1.

Kennzahlen, Studienlage und Rahmenrecht

Messwerte aus Südbayern

Datensätze des Bayerischen Landesamts für Umwelt zeigen: Eine 100-kWp-Anlage erzeugt in München durchschnittlich 1 050 kWh pro kWp und Jahr. Rund 18 % des Jahresertrags fallen auf die Wintermonate; bei Modulen mit mehr als 21 % Wirkungsgrad steigt dieser Anteil auf bis zu 22 %. Durch zusätzliche Speichertechnik lässt sich der Strom in verbrauchsstarke Tagesabschnitte verlagern.

Förderlandschaft und gesetzliche Vorgaben

Das EEG 2023 sichert weiterhin eine Vergütung für Volleinspeisung; viele Gewerbebetriebe wählen dennoch die Direktverbrauchsoption. Eigenverbrauch bis 30 kW Anlagenleistung oder 30 MWh Jahresproduktion bleibt umlagebefreit. Kombinationen aus PV und Speicher können über die BEG-Programme als zinsgünstige KfW-Darlehen abgebildet werden. In Bayern gewährt das Programm „SolarInvest“ Zuschüsse für Bestandsdächer, die gleichzeitig saniert werden. Denkmalbehörden in München räumen bei gebäudeintegrierten Lösungen verkürzte Genehmigungswege ein, sofern das Stadtbild gewahrt bleibt.

Projektierung und Technik für kalte Regionen

Lastprofil und Dimensionierung

Eine Winterlastgang-Analyse bildet den Ausgangspunkt. Häufig reicht eine Auslegung, die etwa ein Drittel des Dezember-Lastspitzenbedarfs deckt, um Tagesverbrauch zwischen 7 und 18 Uhr zu glätten. Tragwerksprüfungen sind essenziell: Betondächer aus den 1970er-Jahren tragen oft nur 150 kg/m², was die Ballastierung begrenzt und alternative Verankerungen erfordert.

Komponentenwahl

Glas-Glas-Module widerstehen Temperaturschocks und weisen geringere Degradation auf. Modul-MLPE oder Leistungsoptimierer begrenzen den Schneeschatten-Effekt einzelner Strings. Wechselrichter mit Predictive-Maintenance-Funktionen melden Unregelmäßigkeiten frühzeitig. Für Batteriespeicher empfiehlt sich eine Heizeinrichtung; Lithium-Eisenphosphat-Systeme halten Kapazität auch bei Minusgraden stabil. Ein übergeordnetes Energiemanagement kombiniert PV, Speicher und Wärmepumpe, um Mittagsüberschüsse in thermische Energie umzuwandeln und Batterien für Abendspitzen vorzuhalten.

Betriebsführung und Wartung

Cloud-basierte SCADA-Systeme überwachen Soll-Ist-Abweichungen. Fällt die Leistung einer Modulgruppe unter 20 % der Kennlinie, löst das System ein Service-Ticket aus. Schneeräumung mit teleskopierbaren Bürsten und abriebarmen Kanten schützt die Glasoberfläche. Prüfungen nach DIN EN 62446-1 vor und nach der Wintersaison sowie thermografische Drohnenbefliegungen erkennen Mikrorisse oder Hot-Spots, bevor Frost sie vergrößert.

Anwendungsbeispiele aus Bayern

Büro- und Verwaltungsgebäude

Ein Softwarecampus in Garching installiert 180 kWp auf einem Flachdach. Die Ost-West-Ausrichtung versorgt morgens die Warmwasserpumpe und lädt mittags Dienstfahrzeuge. Ein 100 kWh-Speicher puffert Lastspitzen bei Inbetriebnahme der Lüftungsheizstäbe. Zwischen November und Februar erreicht der Standort eine Autarkie von 42 %, was die spezifischen Energiekosten signifikant senkt.

Wohnobjekte mit hohem Gestaltungsanspruch

Eine denkmalgeschützte Villa am Starnberger See nutzt fassadenintegrierte Schwarzglas-Module (30 kWp) und einen 60 kWh Speicher. Die Anlage deckt über 70 % des Eigenbedarfs für Beleuchtung, Smart-Home-Server und Pooltechnik. Durch den Wärmepumpenbetrieb bleibt der Pool ganzjährig auf 26 °C, ohne fossile Spitzenlast.

Einzelhandel und Gewerbekälte

Ein Lebensmittelmarkt in München-Freiham betreibt 400 kWp Dach-PV plus 250 kWh Batteriespeicher. Da die Kälteanlagen im Winter weniger Laufzeit benötigen, speist das System Überschüsse in den Speicher ein und reduziert Netzspitzen dauerhaft unter 300 kW. Die resultierende Leistungspreis-Reduktion macht sich besonders in den Wintermonaten bemerkbar, wenn Verbrauchsspitzen kurzfristig auftreten.

Finanzierung und Kostenstruktur

Die Gesamtkosten einer wintertauglichen PV-Anlage im Großraum München werden maßgeblich durch drei Positionen geprägt: Modul- und Wechselrichterpreise, Tragwerksanpassungen für Schneelasten sowie Batteriespeicher. Für Neubauten lassen sich Aufständerungen häufig in die Dachstatik integrieren; Mehrkosten liegen dann bei etwa 50–70 €/kWp. Bei Bestandsgebäuden erfordert eine Nachverstärkung des Dachtragwerks durchschnittlich 25 % Zusatzbudget. Auf der Ertragsseite sorgt der höhere Börsenstrompreis von November bis Februar dafür, dass die Kilowattstunde Eigenstrom im Winter bis zu 18 ct günstiger ausfällt als der Netzbezug. In einer Vollkostenrechnung mit 6 % Kalkulationszinssatz amortisiert sich eine 300 kWp-Anlage mit 200 kWh Lithiumspeicher innerhalb von 9,5 Jahren – ein Jahr schneller als ein gleich großes System ohne Speicher.

Steuerliche Behandlung und Bilanzierung

Unternehmen können PV-Investitionen linear über 20 Jahre abschreiben. In Bayern wird zugleich die Sonderabschreibung nach §7g EStG für KMU genutzt, um bis zu 20 % der Anschaffungskosten vorzeitig geltend zu machen. Die Stromspeicherung gilt als selbstständiges Wirtschaftsgut; dadurch verkürzt sich die AfA-Dauer auf zehn Jahre. Gewerbliche Stromlieferungen an Dritte – etwa Untermieter – werden als so genannte „sonstige Leistungen“ im Umsatzsteuerrecht eingeordnet. Eine Option zur Regelbesteuerung erlaubt es, die Vorsteuer auf alle PV-Komponenten vollständig zu ziehen, was die Liquiditätsbelastung im Investitionsjahr reduziert.

Bauphysik und Detailplanung

Kalte Außentemperaturen erzeugen hohe Temperaturgradienten zwischen Innenraum und Dachhaut. Bei Trapezblechdächern begünstigt dies Kondensatbildung und erhöht die Korrosionsgefahr an Befestigungspunkten. Die Ausführung mit Edelstahlschrauben der Korrosionsklasse C4 und doppelt abdichtenden EPDM-Dichtscheiben verhindert Feuchtigkeitseintritt. Bei Auflastsystemen bleibt die Windlast maßgebend: In Münchens Höhenlage von rund 520 m ist nach DIN EN 1991-1-4 ein Böengeschwindigkeitsdruck von bis zu 0,8 kN/m² anzusetzen. Die Ballastierung muss daher so bemessen werden, dass sie auch auf schneefreien Flächen ausreichende Kippsicherheit gewährleistet.

Brandschutz und Sicherheitskonzept

Bei verschneiten Modulen entsteht eine temporäre Teilverschattung, die Hot-Spots auslösen und die Brandlast erhöhen kann. Leistungsoptimierer mit Abschaltfunktion begrenzen das Strangspannungsniveau in Wartungsfällen auf unter 80 V DC. Für Gebäude der Sonderbauverordnung – etwa Kliniken oder Versammlungsstätten – fordern die bayerischen Behörden Brandschutzgutachten nach vfdb-Richtlinie 12-019. Darin wird eine Brandabschnittsbildung entlang von Kabeltrassen definiert; halogenfreie PV-Leitungen der Brandklasse B2ca s1 d1 a1 sind Stand der Technik. Schneeschmelz-Wasserrinnen sollten mit Flammschutzmanschetten an Durchdringungen ausgestattet werden, um eine Feuer- und Rauchübertragung zu unterbinden.

Sektorkopplung und Wärmenutzung

Der Kältefaktor des Bayernwinter begünstigt Wärmepumpen mit höherer Jahresarbeitszahl. PV-Überschussstrom kann gezielt in den Verdichter geleitet werden, um Puffer- oder Prozesswärmespeicher aufzuladen. Eine Studie der Hochschule Landshut zeigt, dass bei mittleren Vorlauftemperaturen von 45 °C eine Kombinutzung von 1 kWh PV-Strom bis zu 3,5 kWh Wärme liefert. Die daraus resultierende Primärenergieeinsparung verbessert den Gebäude-Energieausweis um bis zu zwei Klassen. In Logistikhallen lässt sich zusätzlich die Abtauwärme von Wärmepumpen über Luftschleusen einblasen, wodurch die interne Luftfeuchte im Winter sinkt und Korrosionsschäden an Waren vermieden werden.

Netzmanagement und Peak-Shaving

Während sonniger, aber kalter Wintertage entstehen kurzfristige Leistungsspitzen, die den Netzanschlusspunkt stark belasten. Intelligente Messsysteme (Smart Meter Gateways) ermöglichen eine ¼-h-basierte Lastspitzenprognose. Wird eine definierte Schwelle von z. B. 85 % der vertraglich vereinbarten Anschlussleistung erreicht, schaltet das Energiemanagement Batteriespeicher im Entladebetrieb hinzu. In einem Industriebetrieb in Dachau konnte dadurch der Leistungspreis von 128 €/kW auf 92 €/kW gesenkt werden, was einer jährlichen Einsparung von rund 45 000 € entspricht. Auch Redispatch-2.0-Regeln greifen: Anlagen über 100 kW müssen am intelligenten Netzengpass-Management teilnehmen. Moderne Wechselrichter stellen hierzu die notwendige Fernsteuerbarkeit über Modbus TCP bereit.

Lessons Learned aus Best-Practice-Projekten

1. Steilere Modulwinkel von 35–40 Grad steigern nicht nur den Winterertrag, sondern erleichtern die Selbstreinigung – die Mehrkosten für die Unterkonstruktion amortisieren sich in weniger als vier Betriebsjahren.
2. Eine Verschneidung von Wetterdaten mit Produktionsmesswerten zeigt, dass Schneeräumung erst ab einer Leistungseinbuße von 15 % wirtschaftlich ist. Automatisierte Bürstensysteme sollten daher temperatur- und dachneigungsabhängig aktiviert werden.
3. Die Integration von PV-Strom in Ladeparks erfordert batteriegestützte Pufferspeicher, da Fahrzeugladungen oft nach Feierabend stattfinden. Ein 120 kWh-Speicher ermöglicht bei sechs AC-Wallboxen mit 11 kW eine Netzentlastung von 60 %.
4. Bei Anlagen über 500 kWp verbessert eine Direktvermarktung via Power-Purchase-Agreement (PPA) die Winterrendite, weil der Marktwert Solar in den kalten Monaten bis zu 20 % über dem Jahresmittel liegt.

Ausblick auf Techniktrends

Bifaziale Module mit transparentem Rückglas erreichen in steiler Aufständerung bis zu 10 % Mehrertrag, da reflektiertes Licht von Schnee die Rückseite aktiviert. Parallel entwickeln Hersteller Wechselrichter mit Siliziumkarbid-Komponenten, die bei minus 25 °C noch 99 % Effizienz bieten. Ebenso wachsen hybride Strom-Wärme-Speicher: Natrium-Ionen-Akkus koppeln sich mit Phase-Change-Materialien, sodass ein Teil der chemischen Energie direkt als Niedertemperaturwärme nutzbar wird. Für das Starkstromnetz werden 2024 erste Pilotprojekte im Raum Ebersberg erwartet, die damit den Grad an Eigenversorgung im Winter weiter erhöhen.

Qualitätssicherung und Monitoring

Echtzeit-Datenanalyse wird zum zentralen Steuerungsinstrument. KI-basierte Algorithmen vergleichen Produktionsdaten mit satellitenbasierten Einstrahlungswerten. Weicht der Performance Ratio länger als 48 h um mehr als fünf Prozentpunkte ab, startet das System ein Fehlermanagement, das automatisch Ersatzteilbestellungen auslöst. In Schneefallphasen lässt sich die Anstellachse motorischer Tracker um bis zu 60 Grad neigen, um Abrutschvorgänge zu forcieren. Die resultierende Zunahme der Betriebsstunden senkt den Levelized Cost of Electricity (LCOE) um rund 3 % – gerade im hohen Preisumfeld der Wintermonate ein entscheidender Vorteil.

Risikomanagement und Versicherungsfragen

Versicherer bewerten Anlagen in Regionen mit hoher Schneelast als erhöhtes Risiko. Eine Allgefahrenversicherung deckt Schneebruch jedoch ab, wenn das Anlagenkonzept den Anforderungen der DIN 1055-5 genügt und Prüfprotokolle hinterlegt sind. Bei Ertragsausfallpolicen lohnt sich die Erweiterung um Netzausfallrisiken, da winterliche Stürme Leitungen beschädigen können. Ein Franchisesatz von 48 h mindert die Prämie durchschnittlich um 15 %, ohne die Wirtschaftlichkeit wesentlich zu beeinträchtigen.

Synergien mit Quartierskonzepten

Gewerbegebiete in Stadtteilen wie Neuaubing oder Aschheim planen zunehmend gemeinsame Energiesysteme. Dabei liefert ein zentraler PV-Park den Grundstrombedarf, während Batteriespeicher in mehreren Gebäuden verteilt sind. Der winterliche Vorteil: Eine räumliche Aufsplittung der Speicherkapazität reduziert Kälteverluste, da kleinere Einheiten leichter beheizbar sind. Gleichzeitige Lastverschiebung – etwa zwischen Kälteanlagen eines Supermarkts und Bürobeleuchtung – senkt die Netzlastspitze im Quartier um bis zu 25 %. Kommunale Wärmepläne binden diese Systeme künftig über Niedertemperaturnetze ein, in denen Wärmepumpen direkt mit PV-Strom versorgt werden.

Checkliste für Entscheidungsprozesse

• Schneelastklasse gemäß Eurocode 1 prüfen und Befestigungssystem darauf auslegen.
• Temperaturkoeffizient der Module in die Ertragsprognose integrieren.
• Batteriespeicher mit Heizmanagement auswählen, das bei –10 °C min. 90 % Kapazität sichert.
• Winterlastgänge aufnehmen und Energiemanagementregelung frühzeitig festlegen.
• Förder- und Steueroptionen parallel zur technischen Planung berücksichtigen, um Liquidität zu sichern.

Fazit:
Solarstrom bleibt auch unter winterlichen Bedingungen ein tragfähiger Baustein für wirtschaftliche und nachhaltige Unternehmensenergie im Großraum München. Deutlich höhere Marktpreise, niedrige Modultemperaturen und moderne Speichertechnik gleichen die geringere Einstrahlung aus. Wer Schneelasten statisch berücksichtigt, Energiemanagement systematisch plant und steuerliche Vorteile nutzt, erreicht eine zügige Amortisation und verbessert seine CO₂-Bilanz spürbar. Jetzt ist der optimale Zeitpunkt, um Investitionen anzustoßen und sich langfristig gegen volatile Energiepreise abzusichern.

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