Erstmal vielen Dank für die Hilfe.
Das ist der fertige Code:

int werte[255];
int i,j = 0;
unsigned long summe;

void setup() {
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
werte[i] = analogRead(0);
i++;
if(i == 255) {
i = 0;
}
delay(100);
durchschnitt();
}

void durchschnitt() {
summe = 0;
j = 0;
while(j < 255) {
summe += werte[j];
j++;
}
float schnitt = summe / 255;
Serial.println(schnitt);
}

Klappt alles wie es soll!
Nach 25,5 Sekunden wird dann der korrekte Mittelwert angezeigt.
Danke nochmal

TobiasE