Solarpanele

Ein Solarpanel oder Photovoltaikmodul (kurz PV Modul) wandelt das Licht der Sonne direkt in elektrischen Gleichstrom um. Dieser erzeugte Gleichstrom wird anschließend weitergeleitet und von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt.

Aufbau eines Solarpanels

Den wichtigsten Teil des Solarpanels bilden die Solarzellen. Ein PV Modul setzt sich in der Regel aus einer starren Anordnung von 60 oder 72 quadratischen Solarzellen zusammen. Die einzelnen Zellen bestehen aus kristallinen Strukturen, die auf Silizium basieren.

Unter den Solarzellen liegt eine schützende Folie und diese sind gemeinsam auf einem Aluminiumrahmen montiert. Zum Schluss wird die Oberseite des Solarpanels noch mit einer Glasplatte abgedeckt. Diese schützt die Solarzellen vor der Witterung und lässt gleichzeitig genug Licht durch.

Solarpanele sind langlebig und wartungsfrei

Durch ihre starre Konstruktion und das Fehlen von beweglichen Teilen sind Solarpanele äußerst langlebig und weitgehend wartungsfrei. Die üblichen Angaben laut Hersteller zur Lebensdauer von PV Modulen liegen bei 30 Jahren. Manche Hersteller geben sogar Garantie auf alle 30 Jahre.

Polykristalline vs. Monokristalline Solarpanele

Der Unterschied zwischen den beiden Photovoltaik Modulen liegt in der Reinheit des verwendeten Siliziums. Polykristalline Solarzellen weisen nämlich gewisse Unreinheiten auf, die zu einer stärkeren Lichtbrechung führen, wodurch der Stromerzeugung sinkt. Monokristalline PV Module sind wiederum bekannt für ihren hohen Wirkungsgrad.

Durch die höhere Leistung wird nicht nur mehr Strom erzeugt, sondern es kann ebenfalls Platz gespart werden, da für dieselbe Leistung weniger Panele benötigt werden. Polykristalline Solarpanele galten lange Zeit als günstigere Variante. Mittlerweile können allerdings auch monokristalline PV Module wesentlich kostengünstiger produziert werden, sodass der preisliche Unterschied verschwindend gering ist.

Der geringe preisliche Unterschied rechtfertigt daher nicht mehr den schlechteren Wirkungsgrad. Aus diesem Grund werden polykristalline Solarpanele von namhaften Herstellern nicht mehr produziert und sind daher in den meisten Fällen auch nicht mehr zu empfehlen.

Formate und Leistungen

PV Module sind in unterschiedlichen Formaten und mit unterschiedlicher Leistung erhältlich. Umso größer das Format ist, umso höher ist auch die Leistung, da mehr Fläche zur Stromerzeugung gegeben ist. Die Leistung eines Solarpanels wird in Wp (Watt peak) angegeben. Dieser Wert gibt an, welche maximale Leistung ein Modul unter den Standard-Test-Bedingungen (STC) erbringen kann. Die üblichen Werte variieren hierbei zwischen 340 und 380 Wp.

Einfamilienhaus

Heutzutage haben die handelsüblichen PV Module eine Breite von etwas mehr als 1 m. Die Höhe variiert zwischen rund 1,68 m und 2 m, je nach der Anzahl der Solarzellen (60 oder 72). Welche Modulgröße gewählt wird hängt unter anderem damit zusammen, wie viel Platz zum Beispiel auf einem Hausdach zur Verfügung steht.

Immer häufiger werden aber auch noch größere PV Module hergestellt. Diese weisen eine Leistungsklasse zwischen 435 und 455 Wp auf. Besonders nützlich sind diese Solarpanele bei Großprojekten, da hier die Montagekosten deutlich reduziert werden können.

Halbzellen PV Module

Die neueren Halbzellen PV Module erlangen immer mehr Beliebtheit am Markt. Der Grund dafür ist, dass diese noch höhere Leistungen erbringen können als herkömmliche Solarpanele. Bei der Produktion werden zwar die genau gleichen Materialien verwendet, aber zum Schluss werden die einzelnen Solarzellen noch in zwei Hälften geschnitten.

Normales PV Modul

Halbzellen PV Modul

Ein Halbzellen PV Modul besteht also zum Beispiel nicht aus 60 normalen, sondern aus 120 halb so großen Solarzellen. Durch diesen zusätzlichen Schritt kann die Leistung deutlich erhöht werden. Dies liegt vor allem an den folgenden 3 Gründen.

Erstens wird der erzeugte Strom pro Solarzelle halbiert. Dies sorgt dafür, dass die Leistungsverluste verringert werden, wodurch der Wirkungsgrad steigt. Zweitens entsteht zusätzlicher Raum zwischen den einzelnen Zellen, wodurch die Lichtreflexion verstärkt wird. Drittens wird die Stromstärke halbiert, wodurch auch bei hohen Temperaturen bessere Leistungen erbracht werden können.

Smarte PV Module

Liegt Schatten auf einem Solarpanel, kann dieses auch weniger Leistung erzeugen. Was viele aber nicht wissen ist, dass es bereits genügt, wenn ein einzelnes Panel im Schatten liegt, damit dies großen Einfluss auf den gesamten Ertrag der PV Anlage haben kann.

Dies liegt daran, dass Solarpanele in sogenannten Strings geschalten sind. Dies bedeutet, dass bei der Reihenschaltung 8 bis 23 PV Module mit demselben Solarkabel verbunden werden. Dadurch sind die Verkabelung und Montage um einiges einfacher und billiger, als wenn jedes PV Modul einzeln geschalten werden müsste, wie bei der Parallelschaltung.

Der Nachteil der Reihenschaltung ist nun aber, dass es bereits genügt, wenn ein einziges Solarpanel im Schatten liegt, damit die Leistung des gesamten Strings beeinflusst wird. Alle anderen PV Module des Strings müssen sich nun nämlich nach dem leistungsschwächsten orientieren, wodurch es zu einem starken Verlust kommt.

Genau hier kommen Smarte Module ins Spiel, die dieses Problem beheben. Die neueste Variante sind Smarte Module mit integrierten MAXIM-Optimierern. Alternativ können an Solarpanelen auch externe Moduloptimierer installiert werden, wodurch eine Einzelüberwachung ermöglicht wird. Dadurch können nämlich über Computer oder Smartphone die einzelnen Erträge der PV Module kontrolliert werden.

Spezialmodule

Um das optische Bild einer Solaranlage zu verbessern, bieten einige Hersteller außerdem Solarpanele mit schwarzem Rahmen (black frame) oder komplett in Schwarz (full black) an.

Ein weiteres Spezialmodul ist das sogenannte bifaciale Module, welches über seine Rückseite auch indirektes Licht nutzen kann, wodurch der Wirkungsgrad erhöht wird. Eine Sonderform bildet hier das sogenannte Glas-Glas-Modul, welches z. B. bei Solar Carports oder Terrassenüberdachungen zum Einsatz kommt.

Für Gebiete mit starker Witterung, wie zum Beispiel alpine Regionen mit hohen Schneelasten und starken Windstärken, gibt es zudem speziell robust gebaute Modulvarianten. Diese erhöhte Widerstandsfähigkeit wird durch stabilere Rahmen und ein verstärktes Frontglas erreicht.

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