Sonneneinstrahlungskarten: So nutzt du Global Solar Atlas und PVGIS für dein Balkonkraftwerk

Bevor du ein Balkonkraftwerk kaufst, willst du wissen, wie viel Strom es an deinem Standort tatsächlich erzeugen wird. Nicht den theoretischen Wert aus dem Datenblatt, sondern den realen Ertrag, der von deiner geografischen Lage, der Ausrichtung deines Balkons und der lokalen Verschattung abhängt. Zwei kostenlose Online-Tools helfen dir dabei: Der Global Solar Atlas der Weltbank und PVGIS der Europäischen Kommission. Beide liefern standortgenaue Daten zur Sonneneinstrahlung und zum erwarteten PV-Ertrag. Dieser Artikel zeigt dir, wie du sie nutzt, was die Zahlen bedeuten und welche regionalen Unterschiede es innerhalb der DACH-Region gibt.

TL;DR

• Global Solar Atlas: Grober Überblick über Sonneneinstrahlung weltweit, bis 250 Meter Auflösung, ideal für den Einstieg
• PVGIS: Detaillierte Ertragsberechnung für Europa, berücksichtigt Neigung und Ausrichtung, ideal für die konkrete Planung
• Deutschland: 900 bis 1.200 kWh/kWp pro Jahr, je nach Region (Nordsee vs. Oberbayern)
• Österreich: 950 bis 1.300 kWh/kWp, Süd- und Hochlagen deutlich über dem Mittelwert
• Schweiz: 900 bis 1.500 kWh/kWp, extreme Spreizung zwischen Mittelland und Alpen

Was ist Sonneneinstrahlung und warum sie entscheidend ist

Die Sonneneinstrahlung, offiziell Globalstrahlung, ist die Gesamtmenge an Sonnenenergie, die pro Quadratmeter und Jahr auf eine horizontale Fläche trifft. Sie wird in Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr (kWh/m²/a) gemessen und ist der wichtigste Faktor für den Ertrag deines Balkonkraftwerks.

In der DACH-Region schwankt die jährliche Globalstrahlung zwischen etwa 900 kWh/m² (Norddeutsche Tiefebene, Nordwestschweiz) und über 1.500 kWh/m² (Alpen-Südseiten in der Schweiz, Kärntner Hochlagen). Das ist ein Unterschied von über 60 Prozent. Übersetzt in die Sprache deines Balkonkraftwerks: Ein und dasselbe 800-Watt-Set erzeugt in Freiburg im Breisgau deutlich mehr Strom als in Flensburg, und in Sion im Wallis nochmals mehr als in Freiburg.

Aber die Globalstrahlung allein erzählt nicht die ganze Geschichte. Dein tatsächlicher Ertrag hängt zusätzlich ab von:

Ausrichtung: Südausrichtung bringt den höchsten Ertrag. Ost- oder Westausrichtung kostet 10 bis 20 Prozent, Nordausrichtung 30 bis 50 Prozent.

Neigung: Der optimale Neigungswinkel in der DACH-Region liegt bei 30 bis 35 Grad. Ein senkrecht montiertes Modul (90 Grad, z.B. am Balkongeländer) bringt rund 30 Prozent weniger Jahresertrag als ein optimal geneigtes, hat aber einen höheren Winterertrag.

Verschattung: Bäume, Nachbargebäude, Dachüberstände. Schon eine teilweise Verschattung zu Stoßzeiten (10 bis 15 Uhr) kann den Jahresertrag um 20 bis 40 Prozent reduzieren.

Temperatur: Solarmodule arbeiten bei niedrigen Temperaturen effizienter. In den Alpen, wo es im Frühling und Herbst kühler ist, erzeugen Module pro Sonnenstunde mehr Strom als im heißen Oberrheingraben.

Global Solar Atlas: Der Einstieg

Was ist der Global Solar Atlas?

Der Global Solar Atlas (globalsolaratlas.info) ist ein kostenloses Online-Tool der Weltbank, entwickelt in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Solargis. Er zeigt die Sonneneinstrahlung und das Photovoltaik-Potenzial weltweit in einer interaktiven Karte.

Die Datenbasis reicht von 1994 bis 2024 und wird periodisch aktualisiert. Die räumliche Auflösung beträgt bis zu 250 Meter für die Einstrahlungsdaten und etwa einen Kilometer für PV-Ertrag und Temperatur. Das reicht aus, um regionale Unterschiede sichtbar zu machen, aber nicht, um lokale Verschattung durch einzelne Gebäude zu berücksichtigen.

So nutzt du den Global Solar Atlas

Schritt 1: Öffne globalsolaratlas.info in deinem Browser. Du siehst eine Weltkarte mit farbkodierten Einstrahlungswerten.

Schritt 2: Zoome auf deinen Standort. Du kannst die Adresse direkt in die Suchleiste eingeben oder manuell navigieren.

Schritt 3: Klicke auf deinen Standort. Es öffnet sich ein Info-Panel mit mehreren Werten:

• GHI (Global Horizontal Irradiance): Die Globalstrahlung auf eine horizontale Fläche in kWh/m². Das ist der Basiswert.
• DNI (Direct Normal Irradiance): Die direkte Sonnenstrahlung, die auf eine senkrecht zur Sonne ausgerichtete Fläche trifft. Relevant für nachgeführte Systeme, weniger für Balkonkraftwerke.
• PVOUT (Photovoltaic Power Output): Der geschätzte PV-Ertrag in kWh pro installiertem kWp und Jahr. Das ist der Wert, der dich am meisten interessiert.

Schritt 4: Schau dir den PVOUT-Wert an. Er gibt dir eine erste Schätzung, wie viel Strom dein Balkonkraftwerk pro installiertem Kilowatt-Peak pro Jahr erzeugen wird. Ein Wert von 1.100 kWh/kWp bedeutet: Ein 0,8-kWp-System erzeugt rund 880 kWh pro Jahr (unter idealen Bedingungen, ohne Verschattung, mit optimaler Neigung).

Was der Global Solar Atlas nicht kann

Der Atlas kennt deinen Balkon nicht. Er weiß nicht, ob ein Baum im Weg steht, ob dein Balkon nach Norden zeigt oder ob dein Nachbarhaus am Nachmittag Schatten wirft. Die Werte gelten für eine optimale Ausrichtung (Süd, 30-35 Grad Neigung, keine Verschattung). In der Realität ist der Ertrag fast immer niedriger.

Für eine genauere Berechnung brauchst du PVGIS.

PVGIS: Die Detailplanung

Was ist PVGIS?

PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) ist ein kostenloses Tool des Joint Research Centre der Europäischen Kommission, erreichbar unter re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools. Es ist detaillierter als der Global Solar Atlas und erlaubt dir, die Ausrichtung, Neigung und sogar Verschattung deiner Anlage zu berücksichtigen.

So nutzt du PVGIS

Schritt 1: Öffne die PVGIS-Webseite und wähle das Tool "PV Performance". Du siehst eine Karte von Europa (und darüber hinaus).

Schritt 2: Gib deinen Standort ein. Du kannst eine Adresse, Koordinaten oder Postleitzahl verwenden. PVGIS zoomt auf deinen Standort und zeigt die verfügbaren Wetterdaten.

Schritt 3: Konfiguriere deine Anlage:

• PV Technology: Wähle "Crystalline Silicon" (der Standard für Balkonkraftwerke).
• Installed Peak PV Power: Gib die Modulleistung deines Systems in kWp ein. Für ein typisches 800-Watt-Set wären das 0,8 kWp.
• System Loss: Der Standardwert von 14 Prozent ist realistisch. Er berücksichtigt Kabelverluste, Wechselrichtereffizienz und sonstige Verluste.
• Mounting Position: Wähle "Free Standing" für Aufständerungen oder "Building Integrated" für fassaden- oder geländermontierte Module.
• Slope: Der Neigungswinkel deiner Module in Grad. Senkrecht am Balkongeländer = 90 Grad. Aufgeständert auf dem Flachdach = 20 bis 35 Grad. Flach auf dem Dach = 0 bis 10 Grad.
• Azimuth: Die Himmelsrichtung. 0 = Süd, -90 = Ost, 90 = West, 180 (oder -180) = Nord. Wenn dein Balkon nach Südwest zeigt, gibst du 45 ein.

Schritt 4: Klicke auf "Visualize Results". PVGIS zeigt dir:

• Den geschätzten Jahresertrag in kWh.
• Die monatliche Ertragsverteilung als Diagramm.
• Den Ertrag pro installiertem kWp.
• Optionale Daten wie die optimale Neigung und Ausrichtung für deinen Standort.

Praxisbeispiel: Balkonkraftwerk in verschiedenen Städten

Lass uns PVGIS für ein typisches 800-Watt-Set (0,86 kWp, zwei Module mit je 430 Wp) durchrechnen, montiert senkrecht am Südbalkon (90 Grad Neigung, Azimut 0):

Hamburg (53,5°N): Jahresertrag ca. 500 bis 560 kWh. Die senkrechte Montage und die nördliche Lage kosten Ertrag. Bei optimaler Neigung (35 Grad) wären es rund 750 kWh.

Frankfurt (50,1°N): Jahresertrag ca. 550 bis 620 kWh senkrecht, rund 830 kWh bei optimaler Neigung.

München (48,1°N): Jahresertrag ca. 580 bis 650 kWh senkrecht, rund 900 kWh bei optimaler Neigung.

Wien (48,2°N): Jahresertrag ca. 570 bis 640 kWh senkrecht, rund 880 kWh bei optimaler Neigung.

Zürich (47,4°N): Jahresertrag ca. 550 bis 620 kWh senkrecht, rund 870 kWh bei optimaler Neigung.

Innsbruck (47,3°N): Jahresertrag ca. 590 bis 660 kWh senkrecht, rund 920 kWh bei optimaler Neigung. Die höhere Einstrahlung in den Bergen kompensiert die nördlichere Breite.

Sion/Sitten (Wallis, 46,2°N): Jahresertrag ca. 650 bis 730 kWh senkrecht, rund 1.050 kWh bei optimaler Neigung. Das Wallis ist einer der sonnigsten Orte in der DACH-Region.

Du siehst: Die senkrechte Montage am Balkongeländer kostet rund 30 bis 35 Prozent Ertrag gegenüber der optimalen Neigung. Das ist der Preis für die einfachste Montage. Wer eine Aufständerung nutzt (20 bis 30 Grad), holt einen großen Teil dieses Verlusts zurück.

Regionale Unterschiede in der DACH-Region

Deutschland: Nord-Süd-Gefälle

Deutschland zeigt ein deutliches Nord-Süd-Gefälle bei der Sonneneinstrahlung:

Schleswig-Holstein, Niedersachsen, Hamburg, Bremen: 900 bis 1.000 kWh/kWp bei optimaler Ausrichtung. Die Küstenregionen haben zwar viele Sonnenstunden, aber auch viel Bewölkung und niedrige Sonnenstände im Winter.

Nordrhein-Westfalen, Hessen, Thüringen, Sachsen: 1.000 bis 1.100 kWh/kWp. Die Mittelgebirgsregionen haben eine mittlere Einstrahlung.

Bayern, Baden-Württemberg, Sachsen: 1.100 bis 1.200 kWh/kWp. Südbayern (Oberbayern, Schwaben, Allgäu) erreicht die höchsten Werte in Deutschland, mit bis zu 1.250 kWh/kWp in besonders begünstigten Lagen.

Oberrheingraben (Freiburg, Karlsruhe, Mannheim): 1.150 bis 1.200 kWh/kWp. Die wärmste und sonnigste Region Deutschlands.

Österreich: Alpen als Sonnenfänger

Österreich hat eine größere Spanne als Deutschland, weil die Alpen für extreme Unterschiede sorgen:

Vorarlberg, Tirol (Tallagen): 1.000 bis 1.100 kWh/kWp. Die Täler haben im Winter wenig Sonne, weil die Berge den Horizont begrenzen.

Wien, Niederösterreich, Burgenland: 1.050 bis 1.200 kWh/kWp. Das Wiener Becken und das Marchfeld sind die sonnenreichsten Flachlandregionen Österreichs.

Kärnten, Steiermark (Südseiten): 1.100 bis 1.300 kWh/kWp. Die Südseite der Alpen profitiert von hoher Einstrahlung und geringer Nebelhäufigkeit.

Hochlagen (über 1.500 m): Bis zu 1.400 kWh/kWp. Die dünne Luft absorbiert weniger Sonnenlicht, und die niedrigeren Temperaturen erhöhen die Moduleffizienz. Dazu kommt im Frühling Schnee-Reflexion (Albedo-Effekt), die den Ertrag zusätzlich steigert.

Schweiz: Extremwerte im Alpenraum

Die Schweiz hat die größte Spanne aller DACH-Länder:

Mittelland (Zürich, Bern, Basel): 1.000 bis 1.150 kWh/kWp. Vergleichbar mit Süddeutschland.

Jura und Voralpen: 950 bis 1.100 kWh/kWp. Nebel und Hochnebel im Herbst und Winter senken die Werte.

Tessin: 1.200 bis 1.400 kWh/kWp. Die Südseite der Alpen profitiert von mediterranem Klima.

Wallis, Engadin, Graubünden (Hochlagen): 1.300 bis 1.500 kWh/kWp. Die Spitzenwerte in der DACH-Region. In Davos oder Zermatt erzeugt ein Solarmodul bis zu 50 Prozent mehr Strom als in Zürich. Das ist ein enormer Unterschied.

Interpretation der Daten: Was die Zahlen für dein Balkonkraftwerk bedeuten

Die kWh/kWp-Werte aus PVGIS und dem Global Solar Atlas sind Bruttowerte bei optimaler Ausrichtung. Dein realer Ertrag wird fast immer niedriger sein. Hier ist, wie du von der Theorie zur Praxis kommst:

Schritt 1: Standort-Basiswert ermitteln

Nutze PVGIS oder den Global Solar Atlas, um den kWh/kWp-Wert für deinen Standort bei optimaler Ausrichtung zu ermitteln. Beispiel: München, 1.100 kWh/kWp.

Schritt 2: Ausrichtungskorrektur

Multipliziere mit dem Korrekturfaktor für deine Ausrichtung:

• Süd (Azimut 0°), 30-35° Neigung: Faktor 1,0 (optimal)
• Süd, senkrecht (90°): Faktor 0,65 bis 0,70
• Südwest oder Südost, 30-35°: Faktor 0,95
• West oder Ost, 30-35°: Faktor 0,80 bis 0,85
• Nord, beliebige Neigung: Faktor 0,50 bis 0,60

Schritt 3: Verschattungskorrektur

Wenn dein Balkon teilweise verschattet ist (morgens oder nachmittags Schatten durch Nachbargebäude, Bäume, Dachüberstand), ziehe 10 bis 30 Prozent ab. Bei starker Verschattung (weniger als vier Stunden direkte Sonne pro Tag im Sommer) ziehe 30 bis 50 Prozent ab.

Schritt 4: Systemverluste

PVGIS berücksichtigt bereits 14 Prozent Systemverluste (Kabelverluste, Wechselrichtereffizienz, Modulalterung). Wenn du den Global Solar Atlas nutzt, ziehe diese 14 Prozent manuell ab.

Rechenbeispiel

Dein Balkonkraftwerk: 860 Wp (0,86 kWp), Südost-Balkon, senkrecht am Geländer, leichte Nachmittagsverschattung, Standort München.

• Basiswert München: 1.100 kWh/kWp
• Senkrechte Montage: x 0,68 = 748 kWh/kWp
• Südost statt Süd: x 0,95 = 711 kWh/kWp
• Leichte Nachmittagsverschattung: x 0,85 = 604 kWh/kWp
• Installierte Leistung: x 0,86 kWp = 520 kWh/Jahr

Diesen Wert multiplizierst du mit deinem Eigenverbrauchsanteil (typischerweise 50 bis 70 Prozent ohne Speicher) und deinem Strompreis, um deine jährliche Ersparnis zu berechnen: 520 kWh x 0,60 x 0,35 Euro/kWh = 109 Euro/Jahr.

Tipps für die Nutzung der Tools

PVGIS ist genauer als der Global Solar Atlas für standortspezifische Berechnungen in Europa, weil es detailliertere Wetterdaten und die Möglichkeit zur Konfiguration von Neigung und Ausrichtung bietet. Nutze den Global Solar Atlas für den schnellen Überblick und PVGIS für die konkrete Planung.

Spiele mit den Parametern. PVGIS zeigt dir auf Knopfdruck, wie sich eine Änderung der Neigung oder Ausrichtung auf den Ertrag auswirkt. So kannst du herausfinden, ob eine Aufständerung (Mehrkosten: 30 bis 80 Euro) den Ertrag so stark steigert, dass sie sich lohnt.

Vergleiche optimale und reale Neigung. PVGIS kann dir die optimale Neigung für deinen Standort berechnen. Vergleiche den Ertrag bei optimaler Neigung mit dem bei deiner tatsächlichen Montagesituation. Wenn die Differenz weniger als 15 Prozent beträgt, ist deine Montage gut genug.

Nutze die monatlichen Werte. PVGIS zeigt dir die monatliche Ertragsverteilung. Das ist wichtig für die Eigenverbrauchsplanung: Im Dezember erzeugst du nur 10 bis 20 Prozent des Juli-Ertrags. Wenn du einen Speicher planst, hilft dir die monatliche Verteilung einzuschätzen, wie groß er sein sollte.

Beachte die Datengrundlage. Sowohl PVGIS als auch der Global Solar Atlas nutzen Satellitendaten und Wetterstationsaufzeichnungen, die über viele Jahre gemittelt werden. Einzelne Jahre können deutlich über oder unter dem Langzeitdurchschnitt liegen. Das Jahr 2024 war in vielen Teilen Europas unterdurchschnittlich sonnig, 2022 dagegen überdurchschnittlich. Langfristig sollte dein Ertrag nahe am PVGIS-Wert liegen.

Die Jahreszeiten: Warum der Winter so wenig bringt

Ein Blick auf die monatliche Ertragsverteilung, die PVGIS dir anzeigt, offenbart ein klares Muster: In der DACH-Region kommt rund 75 bis 80 Prozent des Jahresertrags in den sechs Monaten von April bis September. Die Wintermonate November bis Januar tragen zusammen oft weniger als 10 Prozent bei.

Das hat mehrere Gründe. Erstens steht die Sonne im Winter tiefer, was die Einstrahlungsintensität pro Quadratmeter reduziert. Zweitens sind die Tage kürzer: In München scheint die Sonne im Dezember nur rund 8 Stunden (davon bei bewölktem Wetter oft nur 1 bis 2 Stunden direkt), im Juni dagegen 16 Stunden. Drittens ist die Bewölkung im Winter dichter, besonders in Norddeutschland und im Schweizer Mittelland.

Für die Praxis bedeutet das: Dein Balkonkraftwerk erzeugt im Dezember vielleicht 15 bis 30 kWh, im Juni dagegen 90 bis 130 kWh. Du solltest also nicht erwarten, dass dein Balkonkraftwerk im Winter deine Stromrechnung merklich senkt. Es ist ein Sommergerät mit Winterbetrieb, nicht umgekehrt.

Interessant ist allerdings: Ein senkrecht am Balkongeländer montiertes Modul hat im Winter einen relativen Vorteil gegenüber einem optimal geneigten. Die senkrechte Montage fängt die tief stehende Wintersonne besser ein. Das gleicht den Nachteil der senkrechten Montage im Sommer teilweise aus und führt zu einer gleichmäßigeren Ertragsverteilung über das Jahr.

Verschattungsanalyse: So gehst du vor

PVGIS kann Verschattung durch den Horizont (Berge, Hügel) berücksichtigen, aber nicht durch nahe Objekte wie Bäume oder Nachbargebäude. Für eine realistische Ertragsschätzung musst du die Verschattung deines konkreten Standorts selbst einschätzen.

Ein einfacher Trick: Beobachte deinen Balkon oder Montageort an einem sonnigen Tag zu verschiedenen Uhrzeiten. Notiere, wann und wie lange Schatten auf die geplante Modulposition fällt. Die kritischen Stunden sind 9 bis 16 Uhr im Sommer und 10 bis 14 Uhr im Winter. Wenn dein Modul in diesen Zeitfenstern weniger als 4 Stunden direkte Sonne hat, musst du mit erheblichen Ertragsverlusten rechnen.

Für eine genauere Analyse gibt es Smartphone-Apps (z.B. Sun Surveyor oder Solar Pathfinder), die mithilfe von Kamera und Kompass die Sonnenbahn simulieren und Verschattung visualisieren. Diese Apps kosten 5 bis 15 Euro und liefern eine erstaunlich genaue Einschätzung.

Sonneneinstrahlung und Wirtschaftlichkeit: Das Gesamtbild

Die Sonneneinstrahlung ist wichtig, aber sie ist nur ein Faktor der Wirtschaftlichkeit. Die drei anderen sind der Strompreis, die Anschaffungskosten und der Eigenverbrauchsanteil.

Ein Balkonkraftwerk in Flensburg (900 kWh/kWp) mit 38 Cent/kWh Strompreis kann wirtschaftlicher sein als eines in Sion (1.400 kWh/kWp) mit 22 Rappen/kWh, wenn die Anschaffungskosten vergleichbar sind. Die Sonneneinstrahlung bestimmt den Ertrag, aber der Strompreis bestimmt den Wert jeder erzeugten Kilowattstunde.

Trotzdem: Wenn du in einer sonnenreichen Region wohnst, hast du einen natürlichen Vorteil. Nutze ihn. Und wenn du in einer sonnenarmen Region wohnst, lass dich nicht entmutigen. Selbst in Kiel oder Bremerhaven erzeugt ein 800-Watt-Balkonkraftwerk genug Strom, um sich in vier bis fünf Jahren zu amortisieren. In Zermatt oder Sion geht es in zweieinhalb Jahren. Beides ist ein gutes Geschäft.