Arten von Solarmodulen: Eine benutzerfreundliche Anleitung zur Auswahl des richtigen Moduls für Ihre Anforderungen

Denken Sie darüber nach, auf Solarenergie umzusteigen? Wenn Sie die verschiedenen Arten von Solarmodulen kennen, können Sie eine fundierte Entscheidung für Ihr Zuhause oder Ihr Unternehmen treffen.

Solarenergie ist eine fantastische Möglichkeit, erneuerbare Energie zu nutzen, Ihre Stromrechnung zu senken und Ihren CO2-Fußabdruck zu verringern. Durch die Wahl des richtigen Solarmodultyps können Sie die Effizienz maximieren und die beste Lösung für Ihre Anforderungen finden.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die einzelnen Solarmodultypen, wie sie im Vergleich abschneiden und was Sie bei Ihrer Auswahl beachten sollten. Mit diesem Wissen können Sie die Vorteile der Solarenergie voll ausschöpfen.

Drei Haupttypen von Solarmodulen

Solarmodule sind Geräte, die Sonnenlicht in Elektrizität umwandeln. 

Solarmodule bestehen aus mehreren Photovoltaikzellen, die normalerweise aus kristallinem Silizium und Elementen wie Phosphor und Bor bestehen. Wenn Sonnenlicht auf die PV-Zellen trifft, regt es Elektronen an und erzeugt ein elektrisches Feld, das Gleichstrom (DC) erzeugt.

Sie sind normalerweise in Gruppen angeordnet, die als Arrays oder Systeme bezeichnet werden. Ein komplettes Photovoltaiksystem umfasst Solarmodule, einen Wechselrichter zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom und manchmal andere Komponenten wie Steuerungen und Batterien.

Solarmodule können auf Dächern oder in Solarparks installiert oder in verschiedene Strukturen integriert werden. Sie sind oft an das Stromnetz angeschlossen, können aber auch in Inselsystemen verwendet werden.

Es gibt drei Haupttypen von Solarmodulen: monokristalline, polykristalline und Dünnschichtmodule.

Monokristalline Solarmodule

Monokristalline Solarmodule sind eine Art Photovoltaikmodul (PV-Modul), das aus einer einkristallinen Siliziumstruktur besteht. Sie werden aus hochreinen Siliziumbarren hergestellt, die in Scheiben geschnitten werden, um Solarzellen zu bilden. 

Es gibt zwei Arten von monokristallinen Modulen:

Passivierte Emitter- und Rückkontaktplatten (PERC): PERC-Panels sind effizient, da sie das Licht innerhalb der Zelle besser nutzen.

Bifaziale Platten: Bifaziale Paneele können Licht von beiden Seiten des Paneels absorbieren und nutzen dabei das reflektierte Licht (Albedo) von Oberflächen unter dem Paneel.

Monokristalline Solarmodule sind für ihr elegantes schwarzes Erscheinungsbild bekannt, das sie für viele Hausbesitzer ästhetisch ansprechend macht. Monokristalline Module eignen sich sowohl für den privaten als auch für den gewerblichen Einsatz, einschließlich Dachinstallationen, Fahrzeugflotten und großen Solarparks.

Polykristalline Solarmodule

Polykristalline Solarmodule, auch als multikristalline oder vielkristalline Solarmodule bekannt, sind eine Art von Photovoltaikmodulen, die aus mehreren zusammengeschmolzenen Siliziumkristallfragmenten bestehen, die Solarzellen bilden. 

Polykristalline Module haben eine charakteristische blaue Farbe und eine Oberfläche, die wie ein Mosaik aussieht. 

Sie eignen sich sowohl für den privaten als auch für den gewerblichen Gebrauch, insbesondere wenn die Kosten eine wichtige Rolle spielen und der Platz nicht begrenzt ist.

Dünnschicht-Solarmodule

Dünnschicht-Solarmodule sind eine Art Photovoltaiktechnologie, bei der sehr dünne Schichten lichtabsorbierenden Materials verwendet werden, um Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln. Sie werden hergestellt, indem eine oder mehrere dünne Schichten Photovoltaikmaterial auf ein Substrat wie Glas, Kunststoff oder Metall aufgebracht werden.

Die aktiven Schichten sind typischerweise einige Nanometer bis einige Mikrometer dick und damit viel dünner als bei herkömmlichen kristallinen Silizium-Solarzellen.

Zu den gängigen Typen von Dünnschicht-Solarmodulen gehören:

• Amorphes Silizium (a-Si):Die Zusammensetzung ähnelt der von monokristallinen und polykristallinen Platten, es handelt sich jedoch um eine nichtkristalline Form von Silizium.
• Cadmiumtellurid (CdTe): Es ist eine stabile kristalline Verbindung aus Cadmium und Tellur.
• Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS): Es handelt sich um einen quaternären Verbindungshalbleiter aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen.

Dünnschicht-Solarmodule können aufgrund ihres geringen Gewichts einfacher installiert werden. Einige Typen verfügen über eine selbstklebende Rückseite für eine einfache Anwendung. Sie eignen sich ideal für gebäudeintegrierte Photovoltaik, tragbare Geräte und große Solarparks.

Die Unterschiede zwischen den Solarmodulen

Verschiedene Arten von Solarmodulen haben einzigartige Eigenschaften. Wenn Sie die Unterschiede kennen, können Sie das richtige Modul für Ihre Anforderungen auswählen. Hier sind die Unterschiede zwischen den drei Arten von Solarmodulen.

Wirkungsgrad

• Monokristalline Solarmodule: Von den drei Typen sind monokristalline Module am effizientesten. Ihr Wirkungsgrad liegt normalerweise zwischen 17% und 22%. 

Die hohe Effizienz monokristalliner Module ist auf ihren Aufbau aus einer Einkristallstruktur aus Silizium zurückzuführen, die einen besseren Elektronenfluss und eine bessere Energieumwandlung ermöglicht. 

• Polykristalline Solarmodule: Polykristalline Module haben im Vergleich zu monokristallinen Modulen einen niedrigeren Wirkungsgrad. Ihr Wirkungsgrad übersteigt selten 17%. 

Die geringere Effizienz polykristalliner Module ist auf ihren Aufbau aus mehreren miteinander verschmolzenen Siliziumfragmenten zurückzuführen, wodurch innerhalb der Zelle mehr Barrieren für die Elektronenbewegung entstehen.

Trotz ihrer geringeren Effizienz wurden polykristalline Module in den letzten Jahren verbessert, sodass der Abstand zu monokristallinen Modulen kleiner geworden ist. Diese Fortschritte haben polykristalline Module für viele Installationen zu einer praktikablen und kostengünstigen Option gemacht.

• Dünnschicht-Solarmodule: Dünnschichtmodule weisen von den drei Typen im Allgemeinen den niedrigsten Wirkungsgrad auf. 

Handelsübliche Dünnschichtmodule haben typischerweise Wirkungsgrade im Bereich von 10% bis 13%. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Dünnschichttechnologie in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht hat. Laborprototypen haben Wirkungsgrade von bis zu 23,4% erreicht, diese hocheffizienten Versionen sind jedoch noch nicht auf dem kommerziellen Markt erhältlich.

Kapazität

• Monokristalline Solarmodule: Von den drei Typen weisen monokristalline Paneele typischerweise die höchste Kapazität auf.

 Die meisten monokristallinen Module auf dem Markt haben heute eine Nennleistung von mindestens 320 Watt, wobei einige Modelle bis zu 375 Watt oder mehr erreichen. Diese hohe Kapazität ist auf ihre einkristalline Siliziumstruktur zurückzuführen, die einen besseren Elektronenfluss und eine bessere Energieumwandlung ermöglicht.

• Polykristalline Solarmodule: Polykristalline Module haben im Allgemeinen eine geringere Kapazität als monokristalline Module.

 Ihre Leistungsabgabe liegt normalerweise zwischen 240 Watt und 300 Watt. Der technologische Fortschritt hat jedoch dazu geführt, dass einige polykristalline Module Leistungswerte von über 300 Watt erreichen, wodurch sich der Abstand zu monokristallinen Modulen verringert hat.

• Dünnschicht-Solarmodule: Dünnschichtmodule weisen von den drei Typen im Allgemeinen die geringste Kapazität auf.

 Ihre Leistungsabgabe kann je nach verwendeter Technologie (amorphes Silizium, Cadmiumtellurid oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid) erheblich variieren. 

Kosten

• Monokristalline Solarmodule: Monokristalline Module sind in der Regel die teuerste Option der drei Typen. Die höheren Kosten sind hauptsächlich auf den komplexen Herstellungsprozess und das bei ihrer Herstellung verwendete hochreine Silizium zurückzuführen.

Bei der Produktion monokristalliner Module werden große, zylindrische Einkristall-Siliziumblöcke hergestellt, die dann in dünne Scheiben geschnitten werden. Dieser Prozess ist energieintensiv und führt zu Siliziumabfällen, was zu höheren Kosten beiträgt. 

• Polykristalline Solarmodule: Polykristalline Module sind im Allgemeinen günstiger als monokristalline Module. Die geringeren Kosten sind auf einen einfacheren Herstellungsprozess und die Verwendung von Silizium geringerer Qualität zurückzuführen.

Bei der Herstellung von polykristallinen Platten wird Rohsilizium geschmolzen und in eine quadratische Form gegossen, die dann abgekühlt und in Wafer geschnitten wird. Dieser Prozess ist weniger energieintensiv und erzeugt weniger Abfall als die monokristalline Produktion. 

• Dünnschicht-Solarmodule: Dünnschichtmodule sind in der Regel die kostengünstigste Option. Ihre Kosten können jedoch je nach verwendeter Technologie (amorphes Silizium, Cadmiumtellurid oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid) erheblich variieren.

Der Herstellungsprozess von Dünnschichtmodulen ist weniger komplex als der von kristallinen Siliziummodulen. Dabei werden dünne Schichten Photovoltaikmaterial auf ein Substrat aufgebracht. Dieser Prozess ist weniger energieintensiv und verbraucht weniger Material, was zu niedrigeren Produktionskosten beiträgt.

Beim Kostenvergleich ist es wichtig, nicht nur die Panelpreise, sondern auch die Gesamtsystemkosten zu berücksichtigen. Zwar sind monokristalline Panels pro Watt teurer, doch können weniger Panels erforderlich sein, was möglicherweise die Kosten für andere Systemkomponenten wie Gestelle, Verkabelung und Arbeitskosten senkt. 

Raum

• Monokristalline Solarmodule: Von den drei Typen sind monokristalline Module am platzsparendsten. Ihr hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass sie auf kleinerer Fläche mehr Strom erzeugen können. 

Die Platzeffizienz monokristalliner Module ist besonders bei Installationen in Wohngebäuden von Vorteil, da dort die Dachfläche oft begrenzt ist. So können Hausbesitzer ihre Solarenergieproduktion maximieren, selbst wenn die verfügbare Installationsfläche begrenzt ist.

• Polykristalline Solarmodule: Polykristalline Module haben im Vergleich zu monokristallinen Modulen eine geringere Platzeffizienz. Ihr Wirkungsgrad liegt typischerweise zwischen 13% und 16%, was bedeutet, dass sie mehr Platz benötigen, um die gleiche Energiemenge wie monokristalline Module zu erzeugen.

Zwar benötigen polykristalline Module mehr Platz, aber der Unterschied ist nicht drastisch. Bei vielen privaten und gewerblichen Installationen mit ausreichender Dachfläche kann die etwas geringere Platzeffizienz polykristalliner Module durch ihre geringeren Kosten ausgeglichen werden, was sie zu einer praktikablen Option macht.

• Dünnschicht-Solarmodule: Dünnschichtmodule weisen von den drei Typen im Allgemeinen die geringste Platzeffizienz auf. 

Dünnschichtmodule benötigen wesentlich mehr Platz, um die gleiche Menge Strom zu erzeugen wie kristalline Siliziummodule. 

Sie sind jedoch flexibel und leicht und können daher auf einer größeren Vielfalt von Oberflächen installiert werden, einschließlich gewölbter Dächer oder Fassaden. Bei großflächigen, bodenmontierten Installationen, bei denen der Platz keine wesentliche Einschränkung darstellt, können die geringeren Kosten von Dünnschichtmodulen sie trotz ihrer geringeren Platzeffizienz zu einer wirtschaftlich sinnvollen Option machen.

Haltbarkeit

• Monokristalline Solarmodule: Monokristalline Modultypen gelten allgemein als die langlebigsten. 

Diese Paneele bestehen aus einer einzigen Kristallstruktur aus Silizium und verfügen über eine gleichmäßigere und stabilere innere Struktur, was zu ihrer Langlebigkeit beiträgt.

Und das hochreine Silizium, das in monokristallinen Modulen verwendet wird, macht sie widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse.

• Polykristalline Solarmodule: Polykristalline Module sind ebenfalls recht langlebig, wenn auch etwas weniger als monokristalline Module. 

Hergestellt aus mehreren miteinander verschmolzenen Siliziumfragmenten, was im Vergleich zu monokristallinen Platten zu einer etwas geringeren strukturellen Integrität führen kann.

• Dünnschicht-Solarmodule: Dünnschichtmodule weisen von den drei Typen im Allgemeinen die geringste Haltbarkeit auf. 

Die dünnen Schichten aus Photovoltaikmaterial, die auf einem Substrat abgelagert werden, können anfälliger für Umweltschäden sein.

Einige Dünnschichttechnologien funktionieren gut bei hohen Temperaturen und schlechten Lichtverhältnissen, können aber insgesamt anfälliger gegenüber Umwelteinflüssen sein.

Überlegungen zur Auswahl von Solarmodulen

Bei der Auswahl von Solarmodulen ist es wichtig, Ihre spezifischen Vorlieben und Bedürfnisse zu berücksichtigen.

Energiebedarf:

Bewerten Sie den Energieverbrauch Ihres Haushalts. 

Überprüfen Sie Ihre Stromrechnungen, um Ihren durchschnittlichen monatlichen Verbrauch zu ermitteln. So können Sie die Größe der benötigten Solaranlage bestimmen. Wenn Sie einen hohen Energiebedarf haben, sollten Sie sich für hocheffiziente monokristalline Module entscheiden, um die Stromabgabe auf begrenztem Raum zu maximieren.

Klima und Wetterbedingungen

Berücksichtigen Sie Ihr lokales Klima.

In Gegenden mit hohen Temperaturen erzielen monokristalline Module aufgrund ihres niedrigeren Temperaturkoeffizienten im Allgemeinen eine bessere Leistung. Das bedeutet, dass sie bei steigenden Temperaturen weniger an Effizienz verlieren. Wenn Sie in einer Gegend mit häufig bewölktem oder bedecktem Himmel leben, sollten Sie Module in Betracht ziehen, die auch bei schlechten Lichtverhältnissen eine gute Leistung erbringen.

Dacheigenschaften

Berücksichtigen Sie die Ausrichtung, den Winkel und die strukturelle Integrität Ihres Daches. 

Nach Süden ausgerichtete Dächer in der nördlichen Hemisphäre sind ideal für Solarmodule. Wenn Ihr Dach nicht optimal ausgerichtet ist, benötigen Sie möglicherweise effizientere Module, um dies auszugleichen. Stellen Sie außerdem sicher, dass Ihr Dach das Gewicht des gewählten Modultyps tragen kann.

Wenn Sie diese Faktoren im Hinblick auf Ihre individuelle Situation sorgfältig abwägen, können Sie eine fundierte Entscheidung über die für Ihren Bedarf besten Solarmodule treffen.