Solarmodule

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Solarmodule sind das Herzstück jeder PV-Anlage und der Schlüssel zu nachhaltiger Energiegewinnung. In einer Zeit, in der der Übergang zu erneuerbaren Energien immer dringlicher wird, bieten Solarmodule eine saubere, zuverlässige und wirtschaftliche Möglichkeit, Strom zu erzeugen.

Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, dich umfassend über die verschiedenen Arten von Solarmodulen und deren Vorteile zu informieren, damit du die beste Wahl für deine individuellen Bedürfnisse treffen kannst.

1. Wie funktionieren Solarmodule?
2. Wirkungsgrad und Leistung von Solarmodulen
3. Welche Arten von Solarmodulen gibt es?
4. Aufbau von Solarmodulen
5. Wie groß sind Solarmodule?

Wie funktionieren Solarmodule?

Solarmodule bestehen aus zahlreichen Solarzellen, die aus Halbleitermaterialien, meist Silizium, gefertigt sind. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, wird die Energie der Photonen in elektrische Energie umgewandelt. Dieser Prozess wird als photovoltaischer Effekt bezeichnet. Hier sind die grundlegenden Schritte im Detail:

• Absorption von Sonnenlicht: Die Photonen im Sonnenlicht treffen auf die Oberfläche der Solarzellen.
• Elektronenbewegung: Die Energie der Photonen regt die Elektronen im Halbleitermaterial an, wodurch sie sich bewegen, und Elektronenlöcher erzeugen.
• Stromerzeugung: Diese Bewegung der Elektronen und Löcher erzeugt einen elektrischen Strom, der durch die im Solarmodul integrierten elektrischen Leiter gesammelt wird.
• Stromfluss: Der erzeugte Gleichstrom (DC) wird durch einen Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt, der dann im Haushalt genutzt oder ins Stromnetz eingespeist werden kann.

Wirkungsgrad und Leistung von Solarmodulen

Der Wirkungsgrad einer Solarzelle gibt an, wie viel Prozent der auf die Zelle fallenden Sonnenenergie in Strom umgewandelt wird. Hohe Wirkungsgrade sind besonders bei begrenztem Platzangebot entscheidend, da sie eine effizientere Nutzung der verfügbaren Fläche ermöglichen. Der theoretisch maximale Wirkungsgrad, auch bekannt als Shockley-Queisser-Grenze, liegt für einzelne Halbleitermaterialien bei etwa 30 bis 40 Prozent. Praktisch erreichen Solarmodule eher einen Wirkungsgrad von 22%.

Faktoren, die den Wirkungsgrad beeinflussen:

Temperaturen über 25°C reduzieren die Effizienz von Solarzellen, da der Temperaturkoeffizient Pmax die Leistungsminderung pro Grad Temperaturanstieg bestimmt. Zudem beeinflusst die Art der Solarzelle, wie monokristallin oder polykristallin, den erreichbaren Wirkungsgrad erheblich. Innovative Technologien wie PERC (Passivated Emitter Rear Cell), die das Lichtspektrum besser nutzen, können den Wirkungsgrad zusätzlich steigern.

Welche Arten von Solarmodulen gibt es?

Bei der Wahl der richtigen Solarmodule für deine Photovoltaikanlage gibt es verschiedene Technologien, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Die drei Haupttechnologien sind monokristalline, polykristalline und Dünnschicht-Solarmodule. Jede Technologie bietet unterschiedliche Eigenschaften, die je nach Anwendung und spezifischen Anforderungen variieren können.

Monokristalline Solarmodule

Monokristalline Solarmodule werden aus einem einzelnen, hochreinen Siliziumkristall gefertigt. Dieser Herstellungsprozess führt zu einer homogenen Zellstruktur mit einer dunkelblauen bis schwarzen Färbung. Monokristalline Module zeichnen sich durch ihren hohen Wirkungsgrad aus, der bis zu 22% erreichen kann. Dies macht sie besonders platzsparend und ideal für Installationen, bei denen eine hohe Energieausbeute auf begrenztem Raum erforderlich ist, wie etwa auf Hausdächern in städtischen Gebieten.

Zudem sind monokristalline Module bekannt für ihre lange Lebensdauer und ästhetische Erscheinung, was sie zu einer bevorzugten Wahl für Anwendungen macht, bei denen das Design eine Rolle spielt.

Polykristalline Solarmodule

Polykristalline Solarmodule, auch als multikristalline Module bekannt, bestehen aus mehreren Siliziumkristallen. Der Herstellungsprozess ist weniger aufwändig und kostengünstiger als bei monokristallinen Modulen, was zu einer charakteristischen bläulichen Färbung mit sichtbaren Kristallstrukturen führt.

Polykristalline Module bieten Effizienzwerte zwischen 15% und 17%. Obwohl sie eine geringere Effizienz als monokristalline Module aufweisen, sind sie preislich attraktiver und eignen sich gut für großflächige Installationen, bei denen der Platz keine Einschränkung darstellt. Solarparks und landwirtschaftliche Gebäude profitieren besonders von den geringeren Anschaffungskosten dieser Module.

Dünnschicht-Solarmodule

Dünnschicht-Solarmodule sind eine weitere Technologie, die sich durch ihre flexible und leichte Bauweise auszeichnet. Diese Module bestehen aus dünnen Schichten von Photovoltaikmaterialien, die auf ein Trägermaterial aufgebracht werden. Materialien wie Cadmiumtellurid (CdTe), Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) oder amorphes Silizium kommen dabei zum Einsatz. Dünnschichtmodule bieten in der Regel niedrigere Wirkungsgrade, die zwischen 10% und 12% liegen.

Aufbau von Solarmodulen

Abgesehen von den drei Haupttypen unterscheiden sich Photovoltaikmodule durch ihr Erscheinungsbild, die verwendeten Materialien oder ihre spezielle Bauweise:

Glas-Glas-Module

Glas-Glas-Module bestehen aus zwei Glasscheiben, die die Solarzellen umschließen. Diese Bauweise bietet einen besonders hohen Schutz vor Umwelteinflüssen und mechanischen Belastungen. Glas-Glas-Module sind ideal für Projekte, bei denen eine gute Langlebigkeit empfohlen wird und eine hohe mechanische Belastbarkeit gefragt sind, wie z.B. in Gebieten mit extremen Wetterbedingungen.

Die Vorteile von Glas-Glas-Modulen im Überblick:

• Längere Lebensdauer: Durch die beidseitige Verglasung sind die Module besonders widerstandsfähig und langlebig.
• Höhere Energieeffizienz: Glas-Glas-Module weisen eine geringere Degradation auf, was zu einer stabilen Leistung über die gesamte Lebensdauer führt.
• Verbesserter Brandschutz: Die Glas-Glas-Konstruktion bietet einen besseren Schutz vor Feuer.

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Glas-Folie-Module

Glas-Folie-Module bestehen aus einer Glasscheibe auf der Vorderseite und einer Kunststofffolie auf der Rückseite. Diese Bauweise ist weit verbreitet und bietet ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Glas-Folie-Module sind perfekt für Standardanwendungen, bei denen ein gutes Verhältnis zwischen Kosten und Leistung gefragt ist.

Die Vorteile von Glas-Folie-Modulen im Überblick:

• Leichtgewicht: Durch die Folie auf der Rückseite sind diese Module leichter als Glas-Glas-Module.
• Kosteneffizient: In der Regel günstiger in der Anschaffung als Glas-Glas-Module.
• Flexibel einsetzbar: Geeignet für eine Vielzahl von Anwendungen, vom Einfamilienhaus bis zur großen Solarpark-Anlage.

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Full-Black-Module

Full-Black-Module zeichnen sich durch ihre einheitlich schwarze Optik aus, die sowohl das Solarmodul als auch den Rahmen und die Rückseitenfolie umfasst. Diese Module sind besonders ästhetisch ansprechend und eignen sich für Anlagen, bei denen neben der Funktion auch das Erscheinungsbild eine Rolle spielt, wie z.B. bei Wohnhäusern und Bürogebäuden.

Die Vorteile von Full-Black-Modulen im Überblick:

• Ästhetik: Durch das elegante, einheitliche Schwarz fügen sich diese Module besonders gut in moderne Gebäude ein.
• Hohe Effizienz: Trotz ihres ansprechenden Designs bieten Full-Black-Module eine hohe Leistungsfähigkeit.
• Hochwertige Materialien: Oftmals werden für diese Module besonders hochwertige Materialien verwendet, die eine lange Lebensdauer gewährleisten.

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Wie groß sind Solarmodule?

Solarmodule für Privathäuser dürfen nach der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBT) höchstens 2 m² groß sein. Um die Effizienz ihrer Module zu maximieren, streben die meisten Hersteller an, mit ihren Modellen so nah wie möglich an diese Grenze heranzukommen.

In der Regel haben 60-zellige Solarpanele Abmessungen von 1.767 x 1.041 x 35 mm und wiegen etwa 20 kg. Diese Standardmaße sind bei den meisten Herstellern von Modulen mit monokristallinen oder polykristallinen Zellen üblich, können aber abweichen.

Zusammengefasst lässt sich sagen:

Solarmodule sind in der Regel knapp 2 Quadratmeter groß. Um die Anzahl der benötigten PV-Module zu berechnen, kannst du deine verfügbare Dachfläche durch 2 teilen.

Was beeinflusst die Größe eines Solarmoduls?

Die Größe von Solarmodulen wird von den folgenden drei Faktoren beeinflusst:

• Anzahl der Solarzellen
• Größe der Zellen
• Anordnung der Solarzellen

Einfluss der Modulgröße auf die Installation

Die Größe eines Solarmoduls beeinflusst nicht nur die Anzahl der Module, die auf einer bestimmten Fläche installiert werden können, sondern auch die Handhabung und Installation. Größere Module können schwerer und schwieriger zu montieren sein, bieten aber gleichzeitig mehr Leistung pro Modul, was die Anzahl der erforderlichen Module verringert.

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