Die langfristige Leistungsfähigkeit von Photovoltaikanlagen ist ein zentraler Faktor für Wirtschaftlichkeitsberechnungen, Investitionsentscheidungen und Stromgestehungskosten. In der Praxis wird die Degradation von PV-Anlagen jedoch häufig mit 0,8 bis 1,0 Prozent pro Jahr zu konservativ angesetzt. Während meist nur die Herstellerangaben der Moduldegradation herangezogen werden, zeit nun eine aktuelle Studie der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU), dass die tatsächlichen Ertragsverluste von kompletten PV-Anlagen deutlich unter vielen bisherigen Annahmen liegen.
Die groß angelegte Auswertung von mehr als 1,2 Millionen PV-Anlagen in Deutschland kommt durchschnittlich auf einen tatsächlichen Wert von rd. 0,6 Prozent, der sich mit zunehmendem Alter der Anlagen sogar verlangsamt. Für Betreiber, Investoren und Planer bedeutet das: Viele bestehende Kalkulationen unterschätzen den möglichen Stromertrag über die Lebensdauer – mit positiven Auswirkungen auf Rendite, Klimanutzen und die Planung von Ersatzinvestitionen.
Was bedeutet Degradation bei PV-Anlagen?
Unter Degradation versteht man den schrittweisen Leistungsrückgang einer Photovoltaikanlage über die Betriebsdauer. Dieser wird üblicherweise in Prozent pro Jahr angegeben. Jede Anlage verliert mit der Zeit einen kleinen Teil ihrer Fähigkeit, eingestrahlte Sonnenenergie in elektrische Energie umzuwandeln – verursacht durch Materialermüdung, Witterungseinflüsse, Temperaturwechsel, UV-Strahlung, Verschmutzung und elektrische Alterungsprozesse. Entscheidend ist dabei: Schon kleine Unterschiede in der angenommenen Degradation summieren sich über 20 oder 30 Betriebsjahre zu erheblichen Abweichungen bei den erwarteten Strommengen und damit bei Erlösen, Kosten je Kilowattstunde und der Bewertung von Investitionen. Wichtig ist dabei die Unterscheidung zwischen verschiedenen Ebenen der Betrachtung:
Moduldegradation (physikalische Betrachtung)
Die Moduldegradation beschreibt den Leistungsverlust einzelner PV-Module unter standardisierten Bedingungen und ist in vielen Fällen der einzige Koeffizient, der bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung ganzer Anlagen berücksichtigt wird. Typische Ursachen die den Efficiency of solar cells beeinflussen sind:
- lichtinduzierte Effekte (LID)
- materialbedingte Alterung
- Mikrorisse und Zellermüdung
Nach einer initialen Degradation der Module im ersten Betriebsjahr (ca. 1–2 %) liegt der jährliche Leistungsverlust nach der BTU-Studie meist bei etwa 0,3–0,5 %. Diese Werte basieren überwiegend auf Laboruntersuchungen und Herstellerangaben und stellen eine technisch isolierte Betrachtung dar.
Systemdegradation (technische Gesamtanlage)
Die BTU-Studie erweitert den Blick auch auf die Systemdegradation, also auch auf die gesamte technische Infrastruktur der PV-Anlage. Zusätzlich zu den Modulen werden hier berücksichtigt:
- Wechselrichter (Wirkungsgradverluste, Lebensdauer)
- Wiring of PV modules und Kontaktstellen
- elektrische Verluste und Mismatch-Effekte
Typischerweise werden hierfür Degradationsraten von etwa 0,5–0,8 % pro Jahr angesetzt. Diese Werte sind praxisnäher, basieren jedoch häufig noch auf Modellannahmen und weniger auf real gemessenen Langzeitdaten.
Ertragsdegradation (wirtschaftlich entscheiden)
Für Betreiber und Investoren ist letztlich der tatsächliche Energieertrag entscheidend. Die Ertragsdegradation beschreibt den Rückgang der real erzeugten Strommenge einer Anlage. Hier fließen neben technischen Effekten auch betriebliche und standortspezifische Einflüsse ein, die BTU-Studie ebenfalls berücksichtigt:
- Verschmutzung (Soiling)
- Temperatur- und Witterungseinflüsse
- Wartung und Betriebsführung
- temporäre Ausfälle
Die aktuelle Studie basiert auf bis zu 16 Jahren Betriebsdaten von 1,25 Millionen PV-Anlagen mit 34,9 GW Gesamtkapazität sowie den offenen Daten von Netzbetreibern, Marktstammdatenregister und Wetterdiensten (DWD, Copernicus). Sie zeigt eine durchschnittliche Ertragsdegradation von rund 0,59 % pro Jahr (Spannbreite ca. 0,52–0,61 % p.a.).
Kernergebnisse der Studie aus aktuellen Felddaten
Die neue BTU-Studie „From shine to decline” analysierte über 1,25 Millionen PV-Anlagen in Deutschland mit einer Gesamtkapazität von rund 35 GW und bis zu 16 Betriebsjahren – deutlich mehr Daten als jede frühere Untersuchung. Der durchschnittliche jährliche Leistungsrückgang (Degradation) ganzer Anlagen liegt bei 0,52 bis 0,61 Prozent – weniger als die in der Literatur oft genannten 0,8 Prozent. Damit liegt die gesamte Anlagenperformance näher an den Werten der Moduldegradation als bisher angenommen. Das deutet auf eine insgesamt hohe Systemstabilität moderner PV-Anlagen hin.
Besonders relevant ist die nicht-lineare Degradation. Während der ersten Betriebsjahre treten stärkere Effekte auf und anschließend flacht die Degradationsrate ab, so dass Anlagen nach 10 Jahren nur noch 7 bis 13 Prozent langsamer altern. Dies führt dazu, dass Anlagen im späteren Betrieb häufig stabiler arbeiten als in klassischen Modellen unterstellt.
Größere Freiflächen- und Dachanlagen im gewerblichen Bereich zeigen rund ein Drittel höhere Degradationraten als kleine private Dachanlagen, vermutlich durch komplexere Systeme und Potential-Induced Degradation (PID). Im Vergleich zu globalen Reviews (Mittelwert 0,8 Prozent) überzeichneten bisherige Werte den Rückgang für das gemäßigte deutsche Klima. Für Praktiker bedeutet das: Nach 20 Jahren liegt die Performance typischerweise noch bei etwa 90 Prozent – ein technisches Lebensende nach 20 Jahren ist zu pessimistisch.
Implikationen für Wirtschaftlichkeit & Planung
Die geringere reale Degradation führt zu höheren prognostizierten Stromerträgen über die Lebensdauer einer PV-Anlage – mit direkten Vorteilen für Wirtschaftlichkeit und Investitionsentscheidungen. Bei einer Annahme von 0,6 statt 0,8 Prozent jährlichem Rückgang erzeugt eine typische Anlage nach 20 Jahren rund 3–5 Prozent mehr Strom, was sich bei größeren Projekten auf Tausende Euro jährliche Zusatzerlöse summiert.
The Levelized Cost of Electricity (LCOE) sinkt entsprechend, da die Anfangsinvestition über mehr produzierte Kilowattstunden verteilt wird – besonders attraktiv bei steigenden Strompreisen und Förderungen. Zusätzlich wirkt sich die neue realistische Einschätzung auch auf die Wirtschaftlichkeit bei PPA- und Contracting-Modellen aus. Die niedrigere Degradationsrate erhöht die Planungssicherheit and verbessern die Kalkulationsbasis. Insgesamt rechnen die Cottbusser Forscher, dass allein in Deutschland bis 2040 mehrere hundert Millionen Euro jährlich an Wartungs- und Repowering-Kosten eingespart werden könnten.
Einfluss von Klima & Standort auf die Degradation von PV-Anlagen
Neben dem Alter wirken sich Witterungs- und Umweltfaktoren messbar auf die PV-Performance aus. Jeder extrem heiße Tag über 30 °C, Frosttag unter 0 °C oder jedes Mikrogramm Feinstaub (PM10) pro Kubikmeter senkt den Jahresertrag um 0,038 bis 0,101 Prozentpunkte. Hitzebelastungen treffen ältere Anlagen besonders hart und verstärken sich mit der Zeit, während Frost und Luftverschmutzung jüngere Systeme stärker beeinträchtigen.
Niederschlag zeigt im deutschen Klima tendenziell einen leicht positiven Effekt durch Kühlung und Selbstreinigung der Module. Im Gegensatz dazu erzeugen Starkregenereignisse jedoch oft auch mechanische Spannungen. Betreiber sollten daher berücksichtigen, dass Standorte im Süden Deutschlands durch mehr Hitze oder Ballungsräume durch höhere Verschmutzung belastet werden. Dies erfordert eine engmaschigere Wartung, während Norddeutsche Anlagen meist von milderen Bedingungen profitieren.
Auswirkungen für Planung & Betrieb
For Projektplaner sind Degradationsannahmen von 0,5 bis 0,7 Prozent pro Jahr für deutsche Dachanlagen realistischer als die oft konservativen 0,8 bis 1,0 Prozent – besonders bei hochwertigen Komponenten und optimierten Betrieb und guter Wartung. In Ertragsmodellen lokale Klimadaten (z. B. aus DWD) einbeziehen, um Hitze-, Frost- und Verschmutzungsrisiken standortgenau einzupreisen.
Betreiber sollten Hitze-Management priorisieren – Schatten, Belüftung oder hitzetolerante Module helfen, da ältere Anlagen hier besonders empfindlich reagieren; Reinigung regelmäßig bei Industrie- oder Verkehrsnähe durchführen, um Feinstaub-Effekte zu minimieren. Große Solarparks und Dachanlagen erfordern allerdings engmaschigere Inspektionen wegen ihres ein Drittel höheren Degradationsrisikos.
Investors profitieren von höheren erwarteten Strommengen. Dies bedeutet, dass bestehende Anlagen wertvoller sind als bisher angenommen und neue Projekte sich schneller rentieren.
Über die Studie
Die analysierte Studie „From shine to decline – Degradation of over 1 million solar photovoltaic systems in Germany” wird 2026 in Energy Economics veröffentlicht. Sie untersucht sämtliche Daten mithilfe hochdimensionaler Fixed-Effects-Panel-Regressionen – und hebt sich deutlich von früheren Arbeiten ab. Im Vergleich zu bisherigen Studien übertrifft sie diese durch die enorme Stichprobengröße (Millionen vs. Tausende Anlagen), die lange Beobachtungszeit (16 Jahre kontinuierlich) und die Berücksichtigung von Umweltfaktoren sowie nichtlinearer Degradation. Basierend auf offenen Datenquellen wie Marktstammdatenregister, Netztransparenz und DWD liefert sie damit höchst robuste, praxisrelevante Ergebnisse für das gemäßigte deutsche Klima.
Direkter Vergleich zu bisherigen Studien
| BTU-Studie zu kompletten PV-Anlagen | Bisherige Annahmen basierend auf Moduldegradation | Unterschied | |
| Höhe der Degradation | Ø 0,52–0,61 % p.a. (≈ 0,59 %) | Ø ~0,8–1,1 % p.a. (Literaturmittel ~1,09 %) | ~40–50 % geringere Degradation als bisher angenommen |
| Verlauf der Degradation (linear vs. nicht-linear) | Degradation ist nicht linear Verlust nimmt mit Alter ab Nach 10 Jahren: 7–13 % geringere jährliche Degradation | Meist linearer Verlauf (konstanter jährlicher Verlust) | Frühphase stärker betroffen, danach Stabilisierung – Lineare Modelle sind: kurzfristig zu optimistisch langfristig zu pessimistisch |
| Ergebniss nach 20 Jahren | 88,9 % | 81,79 % (bei 1%/Jahr) Hersteller garantieren: nach 30 Jahren sogar noch über 85 % | nach 30 Jahren bei 1 % = 74 % Nach 30 Jahren bei 0,59 % = 83,74 % |
| Einfluss der Anlagengröße | Große Anlagen (>30 kWp): ~1/3 höhere Degradation | Fokus fast ausschließlich auf: kleine Anlagen (<30 kWp) kaum Differenzierung nach Größe | Skaleneffekte wirken negativ auf Degradation |
| Einfluss Temperatur | Hitze & Kälte verursachen messbare Zusatzverluste −0,038 % bis −0,101 % pro Extremtag | Umweltfaktoren oft: vereinfacht oder gar nicht systematisch integriert | Quantifizierter, signifikanter Einfluss, Standortentscheidung wird entscheidender |
| Einfluss Luftverschmutzung | Klar negativer Effekt (PM10) | Oft: vernachlässigt oder nur qualitativ betrachtet | Quantifizierter, signifikanter Einfluss, Standortentscheidung wird entscheidender |
| Einfluss Niederschlag | Kein klarer Effekt: Kühlung & Reinigung Vs. Streuung & Feuchtigkeit | Häufig pauschal positiv bewertet (Reinigungseffekt) | Realität deutlich komplexer |
| Wechselwirkungen | Effekte wechseln mit zunehmenden Alter: Hitze → stärker bei alten Anlagen Kälte & Pollution → stärker bei neuen Anlagen | Meist keine dynamischen Wechselwirkungen berücksichtigt | Degradation ist ein dynamischer Prozess |
| Datenbasis | 1 Mio. Anlagen, ~35 GW bis zu 16 Jahre alte Betriebsdaten | oft: wenige Anlagen (7–2.000) und kurze Zeiträume (2–7 Jahre) | Robustere Daten: Repräsentativer & näher am realen Betrieb |
| Wirtschaftliche Bewertung | Degradation deutlich günstiger: −4,8 % LCOE gegenüber alten Annahmen Gesamtwirtschaftlich: ~638 Mio. € Einsparung/Jahr möglich | Höhere Kosten für Ersatz und Repopwering eingeplant | Höherer Ertrag auch nach langen Laufzeiten, selbst bei Ersatz von Hadware-Komponenten |
Im Vergleich zu bisherigen Studien übertrifft sie diese durch die enorme Stichprobengröße (Millionen vs. Tausende Anlagen), die lange Beobachtungszeit (16 Jahre kontinuierlich) und die Berücksichtigung von Umweltfaktoren sowie nichtlinearer Degradation. Basierend auf offenen Datenquellen wie Marktstammdatenregister, Netztransparenz und DWD liefert sie damit höchst robuste, praxisrelevante Ergebnisse für das gemäßigte deutsche Klima.