Direkte Strahlung ist der Anteil der Sonneneinstrahlung, der ohne Streuung geradlinig auf die Erdoberfläche trifft. In Deutschland beträgt ihr Anteil an der Globalstrahlung im Jahresmittel rund 50 %. Die Globalstrahlung lag 2025 laut DWD im bundesweiten Mittel bei 1.187 kWh/m², mit Spitzenwerten über 1.300 kWh/m² im Süden. Die Messung erfolgt mit einem Pyrheliometer. Für Photovoltaikanlagen ist direkte Strahlung besonders ertragreich, da sie intensiver und konzentrierter auf die Module trifft als diffuse Strahlung. Technologien wie Solartracker (20–35 % Mehrertrag), konzentrierende Photovoltaik (CPV) und bifaziale Module (5–25 % Mehrertrag) maximieren die Nutzung. Moderne N-Typ-Zellen (TOPCon, HJT) arbeiten zusätzlich bei Schwachlicht effizienter als ältere PERC-Module.
Was ist direkte Strahlung?
Direkte Strahlung (auch Direktstrahlung) ist Sonnenlicht, das ohne Umwege auf die Erdoberfläche trifft. Es wird auf dem Weg durch die Atmosphäre weder gestreut noch reflektiert – im Gegensatz zur diffusen Strahlung.
Die Sonne strahlt mit einer nahezu konstanten Leistung. An der Atmosphärengrenze trifft die sogenannte Solarkonstante mit rund 1.361 W/m² ein. Durch Absorption, Streuung und Reflexion in der Atmosphäre erreichen bei klarem Himmel nur noch etwa 1.000 W/m² die Erdoberfläche.
Zusammen bilden direkte und diffuse Strahlung die Globalstrahlung. Diese Gesamtgröße ist der zentrale Planungswert für Photovoltaikanlagen. In Deutschland lag die mittlere Globalstrahlung 2025 laut DWD bei 1.187 kWh/m² pro Jahr.
Die Globalstrahlung in Deutschland steigt seit 40 Jahren – im Schnitt um 3,4 kWh/m² pro Jahr. Das sind rund 3 % mehr pro Dekade. Ursachen sind veränderte Bewölkungsmuster und sauberere Luft seit 1990.
Kennzahlen auf einen Blick
Direkte vs. diffuse Strahlung – der Unterschied
Direkte Strahlung kommt auf geradem Weg von der Sonne. Sie trifft konzentriert und mit hoher Intensität auf Oberflächen – ideal für Solarmodule, die auf maximalen Ertrag ausgerichtet sind.
Diffuse Strahlung entsteht durch Streuung in der Atmosphäre. Wolken, Wasserdampf, Aerosole und Luftmoleküle lenken das Sonnenlicht in alle Richtungen. Deshalb ist der Himmel auch bei Bewölkung hell. Mehr Details finden Sie in unserem Artikel zur diffusen Strahlung.
| Eigenschaft | Direkte Strahlung | Diffuse Strahlung |
|---|---|---|
| Richtung | Geradlinig von der Sonne | Aus allen Richtungen (Himmel) |
| Intensität | Hoch (bis 1.000 W/m²) | Gering (50–300 W/m²) |
| Bei Bewölkung | Stark reduziert bis Null | Weiterhin vorhanden |
| Schattenwurf | Erzeugt scharfe Schatten | Kein Schatten (diffus verteilt) |
| PV-Ertrag | Höchste Energieausbeute pro Fläche | Geringerer, aber konstanter Beitrag |
| Messinstrument | Pyrheliometer | Pyranometer (mit Schattenring) |
| Anteil DE (Jahresmittel) | ~50 % (im Sommer höher) | ~50 % (im Winter höher) |
Wie wird direkte Strahlung gemessen?
Das Pyrheliometer ist das Standardinstrument. Es besitzt eine kleine Öffnung, die exakt auf die Sonne ausgerichtet ist und ausschließlich die direkte Strahlungskomponente erfasst. Der Sensor wandelt die Wärme des einfallenden Lichts in eine elektrische Spannung um, die in W/m² angegeben wird.
Für präzise Dauermessungen braucht es ein Sonnennachführsystem. Automatische Tracker halten das Pyrheliometer kontinuierlich auf die Sonne ausgerichtet. Der DWD erfasst Global- und Diffusstrahlung an rund 120 Stationen – die genaue Zahl variiert je nach Messprogramm und Instrumentierung.
Die Globalstrahlung (direkt + diffus) wird mit einem Pyranometer gemessen. Aus der Differenz beider Messungen lässt sich der Direktstrahlungsanteil berechnen. Für flächendeckende Karten und Rasterdatensätze kombiniert der DWD zunehmend modell- und satellitengestützte Verfahren mit Bodenmessungen zur Qualitätssicherung.
Für die konkrete Ertragsplanung einer Photovoltaikanlage nutzen Sie am besten das PVGIS-Tool der EU oder den Photovoltaik-Konfigurator. Beide rechnen mit realen Strahlungsdaten für Ihren Standort.
Einflussfaktoren: Standort, Jahreszeit, Wetter
Breitengrad – je südlicher, desto mehr Direktstrahlung. Am Äquator steht die Sonne nahezu senkrecht, die Strahlen durchqueren weniger Atmosphäre. In Deutschland (47°–55° N) trifft die Sonne selbst im Sommer unter einem Winkel von maximal 60–65° auf.
Höhe über dem Meeresspiegel steigert die Intensität. In den Alpen ist die Atmosphärenschicht dünner, weniger Strahlung wird absorbiert und gestreut. Das erklärt, warum Südtirol und die bayerischen Alpen Spitzenwerte erreichen.
Jahreszeit – im Sommer bis zu fünfmal mehr Strahlung als im Winter. Von Mai bis August werden monatlich 140–165 kWh/m² Globalstrahlung gemessen, im Dezember und Januar nur 17–25 kWh/m². Im Winter entfällt davon ein Großteil auf diffuse Strahlung.
Bewölkung ist der größte Schwankungsfaktor. An wolkenlosen Tagen dominiert direkte Strahlung mit bis zu 90 % der Globalstrahlung. Bei geschlossener Wolkendecke sinkt der Direktanteil nahe Null – die diffuse Strahlung übernimmt.
Luftqualität spielt ebenfalls eine Rolle. Feinstaub und Aerosole streuen Sonnenlicht und reduzieren den Direktstrahlungsanteil. Seit 1990 hat sich die Luftqualität in Deutschland verbessert – ein Grund für den beobachteten Anstieg der Globalstrahlung.
Direkte Strahlung in Deutschland 2025
2025 war ein außergewöhnlich strahlungsreiches Jahr. Die mittlere Jahressumme der Globalstrahlung lag laut DWD bei 1.187 kWh/m² – das vierthöchste Ergebnis seit Beginn der Aufzeichnungen 1983. Im Süden (Bayern, Baden-Württemberg) wurden Werte über 1.300 kWh/m² erreicht, mit einem Direktstrahlungsanteil von rund 55–60 %.
Der Nordwesten erhält am wenigsten direkte Strahlung. Schleswig-Holstein und Niedersachsen kommen auf Globalstrahlungswerte von rund 1.000–1.050 kWh/m². Wolkenreiche Westwetterlagen sorgen für einen höheren Diffusanteil von bis zu 60–65 %.
Die Küstenregionen haben eine Besonderheit. Obwohl der Direktstrahlungsanteil moderat ist, profitieren Nord- und Ostseeküste von langen Sonnenstunden im Sommer und der stabilen Atmosphäre über dem kühlen Wasser, die Wolkenbildung hemmt.
| Region | Globalstrahlung (kWh/m²/a) | Direktstrahlungsanteil | PV-Eignung |
|---|---|---|---|
| Bayern / Alpenvorland | 1.150–1.300 | 55–60 % | Sehr gut |
| Baden-Württemberg | 1.100–1.250 | 50–58 % | Sehr gut |
| Sachsen / Brandenburg | 1.050–1.150 | 48–55 % | Gut |
| NRW / Hessen | 1.000–1.100 | 45–52 % | Gut |
| Norddeutsche Küste | 1.000–1.070 | 42–50 % | Gut (viele Sonnenstunden) |
| Schleswig-Holstein / Nordwest | 950–1.050 | 38–45 % | Befriedigend |
Quelle: Daten basieren auf DWD-Strahlungskarten (mehrjährig). Werte sind Richtwerte und variieren jährlich. 2025 lag das bundesweite Mittel bei 1.187 kWh/m² (laut DWD).
Einfluss auf die Leistung von Photovoltaikanlagen
Direkte Strahlung liefert die höchste Energieausbeute pro Fläche. Bei klarem Himmel und senkrechtem Lichteinfall erreichen Solarmodule ihre Nennleistung. Die Standardtestbedingungen (STC) basieren auf 1.000 W/m² Einstrahlung (AM 1.5G) bei 25 °C Zelltemperatur.
Die Ausrichtung der Module entscheidet über den Ertrag. In Deutschland ist eine Südausrichtung mit 30–35° Neigungswinkel optimal, um die direkte Strahlung maximal einzufangen. Abweichungen nach Südost oder Südwest kosten nur 5–10 % Jahresertrag.
Verschattung trifft direkte Strahlung besonders hart. Schon ein kleiner Schatten auf einem Modul kann den Ertrag stark reduzieren, weil die direkte Strahlungskomponente komplett blockiert wird. Moderne Module mit Bypass-Dioden und Halbzelltechnik minimieren diese Verluste.
Überhitzung senkt die Leistung – trotz starker Strahlung. Solarmodule verlieren pro Grad über 25 °C ca. 0,3–0,4 % Leistung. An heißen Sommertagen mit intensiver Direktstrahlung kann der Leistungsabfall bis zu 15–20 % betragen. Kühlere Standorte (z. B. Küstenregionen) gleichen das teils aus.
Im Winterhalbjahr (Oktober–März) fallen nur rund 20–30 % des Jahresertrags an. Die geringere direkte Strahlung und kürzere Tage reduzieren die Energieproduktion deutlich. Trotzdem lohnt sich Photovoltaik in ganz Deutschland – auch im Norden.
N-Typ-Zellen (TOPCon, HJT) arbeiten bei diffusem Licht und niedrigen Einstrahlungswerten deutlich effizienter als ältere PERC-Technologie. Wer sich heute für ein neues Modul entscheidet, profitiert auch an bewölkten Tagen von spürbar mehr Ertrag. Mehr zu modernen Zelltechnologien finden Sie in unserem Photovoltaik-Lexikon.
Technologien zur Nutzung direkter Strahlung (2026)
Solartracker (Nachführsysteme)
Solartracker richten Module automatisch nach dem Sonnenstand aus. Einachsige Tracker erhöhen den Ertrag um 20–25 %, zweiachsige um bis zu 35 % – jeweils verglichen mit fest montierten Anlagen. Sie maximieren den Einfallswinkel der direkten Strahlung über den gesamten Tag.
Für Großanlagen und Solarparks sind Tracker heute Standard. Bei Photovoltaik-Großanlagen und beim Solarpark-Bau rechnet sich die Investition durch den deutlich höheren Ertrag pro installiertem kWp.
Konzentrierende Photovoltaik (CPV)
CPV-Systeme bündeln direkte Strahlung mit Linsen oder Spiegeln. Die konzentrierte Strahlung trifft auf hocheffiziente Mehrfach-Solarzellen, die im Labor unter Konzentration bis zu 47,6 % Zellwirkungsgrad erreichen (laut Herstellerangaben Fraunhofer ISE). CPV ist besonders in Regionen mit hohem Direktstrahlungsanteil wirtschaftlich – etwa in Südeuropa und Nordafrika.
Bifaziale Solarmodule
Bifaziale Module erzeugen Strom auf beiden Seiten. Die Vorderseite nutzt direkte Strahlung, die transparente Rückseite fängt reflektiertes Licht vom Untergrund (Albedo) ein. Der Mehrertrag liegt bei 5–25 %, je nach Aufstellhöhe und Untergrund. Alles Wissenswerte dazu finden Sie in unserem ausführlichen Artikel zu bifazialen Solarmodulen.
N-Typ-Technologien (TOPCon, HJT) gewinnen stark an Marktanteilen und prägen viele neue Modulserien. Spitzenmodule erreichen laut Herstellerangaben über 24 % Wirkungsgrad. Die Bifazialitätsfaktoren: TOPCon 75–85 %, HJT bis zu 95 %.
Perowskit-Tandem-Solarzellen
Tandemzellen schichten Perowskit auf Silizium und nutzen ein breiteres Lichtspektrum. Im Labor hat LONGi Solar 34,85 % Zellwirkungsgrad erreicht (laut Herstellerangaben) – der Modulwirkungsgrad liegt in der Praxis deutlich niedriger. Die Serienreife steht bevor – erste kommerzielle Tandemmodule mit bis zu 26 % Modulwirkungsgrad sind für 2026–2028 angekündigt. Mehr dazu: Perowskit-Solarzellen.
Solarthermische Kraftwerke (CSP)
Parabolrinnen und Solartürme konzentrieren direkte Strahlung auf einen Punkt oder eine Linie. Die erzeugte Wärme treibt Dampfturbinen an. Diese Technologie eignet sich für Regionen mit Direktstrahlungswerten über 2.000 kWh/m² pro Jahr – also vor allem für Wüstenstandorte.
Solarrechner: PV-Ertrag für Ihren Standort berechnen
Wie viel Strom erzeugt eine Solaranlage an Ihrem Standort? Der Rechner berücksichtigt die tatsächliche Sonneneinstrahlung Ihrer Region – also direkte und diffuse Strahlung. Geben Sie Ihre Dachfläche, Ausrichtung und den Neigungswinkel ein, um eine realistische Ertragseinschätzung zu erhalten.
Ergänzend können Sie den Photovoltaik-Konfigurator nutzen, um ein individuelles Angebot zu erhalten. Dort werden auch die Kosten pro m² und die erwartete PV-Rendite berechnet.
Vorteile & Nachteile direkter Strahlung für PV
✅ Vorteile
- Höchster Ertrag: Direkte Strahlung liefert die höchste Energiedichte pro Modulfläche – ideal für Photovoltaikanlagen.
- Planbar durch Ausrichtung: Mit optimalem Neigungswinkel und Südausrichtung maximieren Sie den Ertrag gezielt.
- Tracker-Kompatibel: Nachführsysteme können direkte Strahlung optimal einfangen und den Ertrag um bis zu 35 % steigern.
- CPV-fähig: Konzentrierende Technologien erreichen mit direkter Strahlung höchste Zellwirkungsgrade (bis 47,6 % im Labor).
- Steigender Trend: Die Globalstrahlung in Deutschland nimmt seit Jahrzehnten zu – davon profitieren alle PV-Anlagen.
❌ Nachteile
- Wetterabhängig: Bei Bewölkung sinkt die direkte Strahlung auf nahe Null – der PV-Ertrag fällt deutlich.
- Verschattung kritisch: Selbst kleine Hindernisse blockieren direkte Strahlung komplett und können den Modulertrag stark reduzieren.
- Überhitzungsrisiko: Starke Direktstrahlung erhöht die Modultemperatur, was bis zu 15–20 % Leistungsverlust verursachen kann.
- Regionale Unterschiede: In Norddeutschland liegt der Direktstrahlungsanteil bei nur 38–45 % – deutlich weniger als im Süden.
- Jahreszeitlich stark schwankend: Im Winter beträgt die Strahlung nur ein Fünftel des Sommerwertes.
Häufige Fragen (FAQ)
Direkte Strahlung trifft ungestreut und geradlinig von der Sonne auf die Erdoberfläche. Diffuse Strahlung wurde in der Atmosphäre durch Wolken, Aerosole und Partikel gestreut und kommt aus vielen Richtungen. Beide zusammen ergeben die Globalstrahlung. Für Photovoltaikanlagen ist direkte Strahlung ertragreicher, da sie konzentrierter auftrifft.
Im Jahresmittel liegt das Verhältnis von direkter zu diffuser Strahlung in Deutschland grob bei etwa 50:50 – mit starken saisonalen Schwankungen. Im Sommer überwiegt die direkte Strahlung deutlich, im Winter dominiert diffuse Strahlung mit bis zu 70 % Anteil. Im Süden (Bayern, Baden-Württemberg) ist der Direktstrahlungsanteil etwas höher als im Nordwesten.
Die Messung erfolgt mit einem Pyrheliometer – einem Instrument mit kleiner Öffnung, das auf die Sonne ausgerichtet ist. Es misst ausschließlich die direkte Komponente der Sonnenstrahlung in Watt pro Quadratmeter (W/m²). Für präzise Messungen wird es mit einem automatischen Sonnennachführsystem (Tracker) kombiniert.
Konzentrierende Photovoltaik (CPV) bündelt direkte Strahlung mit Linsen auf Hochleistungszellen und erreicht bis zu 47,6 % Zellwirkungsgrad im Labor unter Konzentration (laut Herstellerangaben Fraunhofer ISE). Solartracker richten Module optimal zur Sonne aus und steigern den Ertrag um 20–35 %. Bifaziale Module nutzen zusätzlich reflektierte Strahlung von der Rückseite für 5–25 % Mehrertrag.
Ja. Moderne Solarmodule mit N-Typ-Zellen (TOPCon, HJT) arbeiten bei diffusem Licht deutlich effizienter als ältere PERC-Module. An bewölkten Tagen erzeugt eine PV-Anlage etwa 10–30 % ihrer Nennleistung. Der Ertrag sinkt zwar spürbar, aber Photovoltaikanlagen produzieren in Deutschland auch im Winter verlässlich Strom.
In Deutschland ist eine Südausrichtung mit 30–35° Neigung optimal für maximale direkte Strahlung. Abweichungen nach Südost oder Südwest reduzieren den Jahresertrag um nur 5–10 %. Eine Ost-West-Ausrichtung verteilt den Ertrag gleichmäßiger über den Tag, was den Eigenverbrauch erhöhen kann – besonders relevant in Kombination mit Wärmepumpe oder E-Auto.
Fazit
Direkte Strahlung ist der Haupttreiber für hohe PV-Erträge. Sie liefert die höchste Energiedichte und ist der entscheidende Faktor bei der Planung von Ausrichtung und Neigungswinkel einer Photovoltaikanlage.
Moderne Technologien maximieren die Nutzung. Bifaziale Module, Solartracker und die kommenden Perowskit-Tandemzellen heben das Ertragspotenzial auf ein neues Niveau – auch in Deutschland mit seinen 1.000–1.300 kWh/m² Globalstrahlung.
Aber: Diffuse Strahlung wird unterschätzt. Gerade in Norddeutschland liefert sie über das Jahr hinweg einen erheblichen Beitrag. Moderne N-Typ-Module nutzen Schwachlicht deutlich besser aus als ältere Technologien. Ob Nord oder Süd – Photovoltaik lohnt sich in ganz Deutschland.
Nutzen Sie den PV-Konfigurator, um den Ertrag für Ihr Dach zu berechnen. Vergleichen Sie Photovoltaik-Anbieter in Ihrer Region und informieren Sie sich über die aktuelle Einspeisevergütung und mögliche Steuervorteile.
Weiterführende Quellen
DWD – Strahlungsmessnetz: dwd.de/solarenergie/Strahlungsmessnetz
DWD – Strahlungsjahr 2025: dwd.de – Deutschland 2025 mit außergewöhnlich hoher Globalstrahlung
Fraunhofer ISE – Rekord-Solarzelle (47,6 %): ise.fraunhofer.de – Pressemitteilung
PVGIS – EU-Ertragsrechner: re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools
Welt der Physik – Strahlungsenergie der Sonne: weltderphysik.de – Sonnenenergie
Hinweis: Solar.red steht in keiner geschäftlichen Verbindung oder Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD), Fraunhofer ISE oder anderen hier genannten Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Alle Angaben zu Strahlungswerten, Wirkungsgraden und technischen Daten basieren auf öffentlich zugänglichen Informationen und Herstellerangaben (Stand: Februar 2026). Werte können je nach Standort, Wetterbedingungen und Messmethodik abweichen. Angaben zu Wirkungsgraden und Mehrerträgen beruhen auf Herstellerangaben und können je nach Installation und Nutzungsprofil variieren. Für verbindliche Ertragsberechnungen und technische Beratung wenden Sie sich bitte an einen zertifizierten Fachbetrieb. Dieser Artikel dient ausschließlich der unabhängigen Information.
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