Solarstrahlung in Europa nimmt zu - höhere Erträge für PV-Anlagen?

Europa ist in den vergangenen drei Jahrzehnten messbar heller geworden. Eine umfassende wissenschaftliche Analyse zeigt, dass die Solarstrahlung in Europa zwischen 1994 und 2023 um insgesamt 4,8 Prozent zugenommen hat.

Damit bestätigt die Studie „Past, current and future solar radiation trends in Europe: Multi-source assessment of the role of clouds and aerosols“ von Solargis in Zusammenarbeit mit den Universitäten von Malaga und Murcia einen signifikanten Trend, der weitreichende Folgen für Klima, Energieerzeugung, Landwirtschaft und Wasserhaushalt hat.

Die Ergebnisse basieren auf einer der bislang umfassendsten Untersuchungen zur Entwicklung der sogenannten Surface Solar Radiation (SSR) in Europa. Die Studie kombiniert hochwertige Bodenmessungen, moderne Satellitendaten, atmosphärische Reanalysen sowie 30 Klimamodelle der CMIP6-Generation. Der Fokus liegt dabei auf langfristigen Trends der Solarstrahlung in Europa – und deren Ursachen.

Unter Surface Solar Radiation (SSR) versteht man die Sonnenenergie, die die Erdoberfläche erreicht. Technisch wird zwischen momentaner Strahlungsleistung (Solar Irradiance in W/m²) und aufsummierter Energiemenge über einen bestimmten Zeitraum (Solar Irradiation in Wh/m² oder J/m²) unterschieden.

Für die Solarbranche entspricht SSR der globalen horizontalen Einstrahlung (Global Horizontal Irradiation, GHI) – also genau jener Größe, die für Photovoltaikanlagen wirtschaftlich entscheidend ist.

Im Untersuchungszeitraum stieg die Solarstrahlung in Europa durchschnittlich um rund 3,1 Watt pro Quadratmeter pro Jahrzehnt. Über drei Jahrzehnte summiert ergibt das die dokumentierte Zunahme von 4,8 Prozent - ein Wert, der klimatologisch relevant ist, auch wenn er im Alltag kaum unmittelbar wahrnehmbar erscheint.

Die Zunahme der Solarstrahlung in Europa bedeutet nicht automatisch eine starke Zunahme klassischer Sonnentage. Vielmehr zeigt die Analyse, dass insgesamt mehr Sonnenenergie den Boden erreicht.

Dieser Effekt kann entstehen, wenn Wolken dünner werden, weniger reflektieren oder sich ihre Eigenschaften verändern. Selbst bei ähnlicher Anzahl bewölkter Tage kann dadurch die Strahlungsmenge steigen. Entscheidend ist nicht allein die Häufigkeit sonniger Tage, sondern die Gesamtsumme der einfallenden Energie.

Damit beschreibt die Studie keinen einfachen Wettertrend, sondern eine systematische Veränderung der Strahlungsbilanz Europas.

Den größten Anteil an der Solarstrahlung-Zunahme in Europa haben Veränderungen bei Wolken. Rund 80 Prozent des beobachteten Anstiegs lassen sich auf eine geringere Wolkenbedeckung, dünnere Wolkenschichten oder veränderte Reflexionseigenschaften zurückführen.

Wolken reagieren sensibel auf Temperatur- und Atmosphärenveränderungen. Steigende Temperaturen beeinflussen Stabilität, Feuchtigkeitsverteilung und Lebensdauer bestimmter Wolkentypen.

Die Analyse zeigt zudem eine auffällige Parallele: Während der sogenannten Erwärmungspause zwischen 2000 und 2012 stagnierte auch der Anstieg der Solarstrahlung. Diese zeitliche Übereinstimmung unterstreicht die enge Verbindung zwischen Temperaturentwicklung und Wolkendynamik.

Die Ergebnisse legen nahe, dass klimatische Veränderungen maßgeblich zur erhöhten Sonneneinstrahlung beitragen.

Etwa 20 Prozent der Solarstrahlung-Zunahme in Europa werden auf sinkende Aerosolkonzentrationen zurückgeführt. Aerosole – winzige Partikel aus Industrie, Verkehr und Energieerzeugung – streuen und absorbieren Sonnenlicht in der Atmosphäre.

Europa hat seine Luftverschmutzung in den vergangenen Jahrzehnten deutlich reduziert. Weniger Partikel in der Luft bedeuten geringere Streuung und Absorption – mehr Sonnenenergie erreicht den Boden.

Dieser Effekt ist ein indirektes Resultat erfolgreicher Umweltpolitik. Gleichzeitig verändert er die Strahlungsbilanz des Kontinents und trägt zur beobachteten Helligkeitszunahme bei.

Die Solarstrahlung-Zunahme ist nicht gleichmäßig über Europa verteilt. Besonders starke Anstiege wurden in Zentral- und Westeuropa gemessen, darunter Teile Frankreichs, die Benelux-Staaten und Westdeutschland. In diesen Regionen sind die prozentualen Zuwächse überdurchschnittlich hoch.

Andere Gebiete verzeichnen moderatere Veränderungen. Diese regionale Differenzierung ist für Energieplanung, Infrastrukturentwicklung und Klimaanpassungsstrategien von hoher Bedeutung.

Die Studie basiert auf einer besonders robusten Datengrundlage. Verwendet wurden:

• Hochqualitative Bodenmessungen aus dem Global Energy Balance Archive (GEBA) der ETH Zürich
• Strenge Qualitätskontrollen, bei denen nur 46 von über 120 Messstationen berücksichtigt wurden
• Moderne satellitenbasierte Strahlungsmodelle
• Die ERA5-Reanalyse für historische Atmosphärendaten
• 30 Klimamodelle aus der CMIP6-Generation für Zukunftsprojektionen

Satellitendaten haben inzwischen eine Reife erreicht, die auf monatlicher Basis eine Genauigkeit vergleichbar mit gut gewarteten Bodenstationen bietet. Gerade bei langfristigen Zeitreihen sind sie ein unverzichtbares Instrument.

Die Studie liefert damit eine Referenzbasis für die Bewertung zukünftiger Solarstrahlungstrends.

Für die kommenden drei Jahrzehnte erwarten die Klimamodelle eine Fortsetzung dieses Trends, allerdings mit geringerer Dynamik als in der Vergangenheit.

Unsicherheiten bestehen vor allem bei der Modellierung von Wolken und Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen. Solarstrahlung reagiert schneller und sensibler auf atmosphärische Veränderungen als die Temperatur. Während Temperaturtrends relativ stabil projizierbar sind, bleiben Strahlungsprognosen komplexer.

Dennoch deutet vieles darauf hin, dass die Solarstrahlung in Europa auch künftig auf einem erhöhten Niveau verbleibt.

Die steigende Solarstrahlung in Europa wirkt sich direkt auf die Solarenergieproduktion aus. Mehr einfallende Energie bedeutet grundsätzlich höhere Erträge von Photovoltaikanlagen.

Für Investoren und Energieversorger ist diese Entwicklung besonders relevant, da Solarprojekte häufig auf Laufzeiten von 20 bis 30 Jahren ausgelegt sind. Interdekadische Veränderungen – also langfristige „Diming- und Brightening-Phasen“ – beeinflussen damit die Wirtschaftlichkeit und Bankfähigkeit solcher Projekte.

Gleichzeitig bringt der Klimawandel neue Risiken mit sich: Hitzewellen können Wirkungsgrade senken, Extremwetterereignisse Infrastruktur belasten und veränderte Wolkenmuster Ertragsschwankungen verursachen. Die Solarstrahlung-Zunahme allein garantiert daher keine risikofreie Energiezukunft.

Mehr Solarstrahlung bedeutet mehr Energiezufuhr an der Erdoberfläche. Dieser zusätzliche Energieeintrag kann Erwärmungstrends verstärken und Verdunstungsraten erhöhen.

Die Folgen betreffen:

• Temperaturentwicklung
• Niederschlagsmuster
• Wasserverfügbarkeit
• Landwirtschaftliche Produktivität
• Ökosysteme

Die Solarstrahlung ist dabei nicht die alleinige Ursache steigender Temperaturen, sondern ein zusätzlicher Verstärkungsfaktor innerhalb eines komplexen Klimasystems.

Auch wenn eine Zunahme von 4,8 Prozent im Alltag kaum spürbar ist, besitzt sie langfristige Bedeutung. Veränderungen der Solarstrahlung beeinflussen nicht nur Solarparks, sondern auch Wasserressourcen, Nahrungsmittelproduktion, Tourismus und Gesundheitsrisiken durch Hitze und UV-Belastung.

Ein „helleres“ Europa bedeutet daher nicht nur mehr Sonnenenergie, sondern auch strukturelle Anpassungsbedarfe in zahlreichen Wirtschafts- und Lebensbereichen.