Dünn, leicht und günstig: Dünnschichtmodule für Ihre Solaranlage

Dünnschichtmodule – produzieren Solarstrom sogar bei Verschattung

Dünn, leicht und günstig: Dünnschichtmodule für Ihre Solaranlage
Wie wer­den die dün­nen Schich­ten ge­fer­tigt? Die Schichten können in zwei Kategorien von Verfahren aufgebracht werden:

  • Durch Auf­dampfen,
  • duch Gas­abscheidung.

Das Aufdampfen nutzt das Kondensieren eines gasförmigen Materials an der küh­leren Oberfläche des Substrats (Träger­material von Dünn­schicht­modulen), – wie Wasserdampf am Fenster.

Die Gas­ab­schei­dung nutzt che­mische Reaktionen von Gas­ver­bindungen, die bei bestimmten Tem­pera­turen – oder durch das Hinzufügen weiterer Materialien – die gewünschte Verbindung auf dem Sub­strat abscheiden (aufdrucken).

Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen
Da auch in Dickschichtzellen das Son­nen­licht nur wenige µm tief eindringt, geht bei Fertigung von Dünnschichtmodulen, die rund 1/50 der Dicke von kristallinen So­lar­zellen besitzen, theoretisch kaum Wir­kung verloren.
Allerdings verändern Materialien in z.T. nur molekulardicken Schichten oft ihre Eigen­schaften – in der Materialforschung sind noch nicht alle Mechanismen, die dazu führen, schon vollständig verstanden.

Neben verbesserten Eigenschaften sind auch der geringere Energie- und Material­ver­brauch und die einfachere Produktion von Dünnschichtmodulen (beispielsweise entfällt das aufwendige Zurechtsägen der Wafer) wirtschaftlich interessant.

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Durch das Stromeinspeisungsgesetz von 1990 und seinen Nachfolger, das Erneuerbare-Energien-Gesetz (ab 2000) mit seinem markt­be­leben­den Wirk­hebel, der Ein­speise­vergü­tung, wurde die Solarindustrie mit hinreichenden wirtschaftlichen Res­sour­cen, gleichzeitig auch – wegen der schrittweisen Degression der Ver­gütungs­sätze und Margen – mit einer starken Motivation versehen, Solarzellen zunehmend effizienter und kostengünstiger zu gestalten.

Dabei wurde bis 2011 auch die Tech­no­logie der Dünnschichtmodule intensiv voran­getrieben. Dünnschicht-Solarzellen oder -mo­dule profitieren von den für Dünnschichttechniken im Allgemeinen geltenden Vorteilen:

  • Der geringere Einsatz von Energie, Material und Zeit bei der Produktion erbringt einen finanziellen und energetischen Vorsprung von Dünnschichtmodulen gegenüber dickschichtigen monokristallinen oder polykristallinen Silizium-Solarzellen.
  • In der Weiterverarbeitung sind Dünnschichtmodule ebenfalls interessant. Konventionelle Solarzellen sind untereinander durch Verlötung zu Photovoltaik­modulen verbunden; Dünnschichtmodule hingegen verfügen über materialinterne Verbindungen, die über die Strukturierung beim Herstellungsprozess integriert werden (für das bloße Auge sind diese Verbindungen kaum sichtbar, so dass aus Dünnschicht-Solarzellen aufgebaute Dünnschichtmodule optisch einen vergleichsweise homogenen Eindruck hervorrufen).
  • Dünnschichtmodule sind nicht an statische Untergründe wie Glas oder Aluminiumträger gebunden – dadurch werden sie leichter, was besonders die Statik älterer oder schwächerer Dächer weniger belastet; flexible Träger der Dünnschichten erlauben aber auch eine bisher noch wenig genutzte Formbarkeit.
  • Die pseudoquadratische Form gesägter Dickschicht-Wafer vermindert den Wirkungsgrad, da der vorhandene Platz nicht vollständig ausgenutzt wird. Dünnschichtmodule nutzen den Platz optimal aus.

Zahlreiche Solarunternehmen – darunter die Weltmarktführer Sharp, First Solar, auch Inventux, Masdar PV, Bosch Solar Energy und Showa Shell, Conergy, Abound Solar, Soarion, Sulfurcell, Centrosolar, QS Solar, Avancis, Best Solar, Schott Solar u.v.a. – investierten daher in die Erforschung und/oder -Produktion von Dünnschichtmodulen und erweitern z.T.

erheblich ihre entsprechenden Fertigungskapazitäten.In den Jahren 2012 haben einige dieser Unternehmen sich aus dem Solargeschäft zurückgezogen, andere haben Insolvenz anmelden oder erhebliche Umstrukturierungen bzw. Eigentümerwechsel bewältigen müssen. Betroffen davon waren auch viele große und kleine Dünnschichtmodul-Hersteller aus Deutschland, u.a.

die Berliner Unternehmen Q-Cells, Inventux und Solecture, die Würth Solar GmbH aus Baden-Württemberg oder die Sovello GmbH aus Sachsen-Anhalt. Dabei gingen viele Arbeitsplätze und viel Know-how verloren – ein Verlust, an dem die sprunghafte PV-Politik der Bundesregierung nicht schuldlos war.

Andere – wie die Calyxo GmbH – haben ihre Fertigungslinien weiterentwickelt und prosperieren mit Dünnschichtmodulen in einem schwieriger werdenden Markt weiterhin.

Zusatz 2015

Die Weiterentwicklung der Dünnschicht-Technologie und eine, wenn auch auf vergleichsweise niedrigem Niveau, stabil bleibenden Nachfrage für Schatten- und Nordlagen hat der amorphen Photovoltaik ein längeres Leben beschert als viele Analysten vermutet hatten.
Die Geschichte der Dünnschichtmodule ist – entgegen mancher (auch von uns selbst geäußerter) negativer Prognosen – nicht zu Ende geschrieben.

Zusatz 2016

Im Gegenteil: Neue, vielversprechende Materialien wie mikromorphes Silizium (µ-Si, eine Kombination aus mikroskopisch kleinen kristallinen Siliziumpartikeln und einer amorphen Siliziumschicht) haben sich jüngst auf dem Modulmarkt etabliert.

Und gängige Dünnschicht-Technologien aus Cadmium-Tellurid und CIG-Halbleitern erzielen immer höhere und konkurrenzfähigere Wirkungsgrade: Im Labor bis zu 19%, ein Wert, der bereits auf dem Niveau multikristalliner Dickschicht-Module liegt.

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Dünnschichtmodule werden – mehr als dickschichtige monokristalline oder polykristalline Solarzellen – nicht allein aus Silizium, sondern auch aus alternativen Materialien gefertigt; eine größere Variabilität der Herstellungstechniken bewirkt auch eine größere Vielfalt der technischen Designs.

Hubble-Teleskop:Dünnschichtmodule (rechts)

© NASA

Z.B. lässt sich die Tandem-Solarzelle, eine zweischichtige Kombination von Materialien, die in ihren unterschiedlichen Lagen unterschiedliche Bereiche des Lichtspektrums auffangen und zur Solarstromproduktion nutzen, allein in der Produktion von Dünnschichtmodulen realisieren.

Neben amorphem (nichtkristallinem) Sili­zium werden für Dünnschicht-Solarzellen auch mikrokristallines Silizium, Gallium-Arsenid, Cadmiumtellurid, Kupfer-In­dium-(Gallium)-Schwefel-Selen-Verbindungen oder Kupfer-Zink-Zinnsulfid verwendet.
Zu den Nachteilen dieser Materialien gehört:

  • Sie sind nicht nur – abhängig von den jeweiligen Weltmarktpreisen – zum Teil recht kostspielig, sondern sie sind vor allem teilweise auch giftig bis hochgiftig (Tellur, Selen, Arsen, Schwefel), – dies zieht erhöhte Sicherheitsmaßnahmen bei Transport und Verarbeitung sowohl der Rohmaterialien also auch der fertigen Dünnschichtmodule nach sich.
  • Inwieweit solche Stoffe zudem unter Betriebsbedingungen von Dünnschichtmodulen (über zwanzigjähriger Gebrauch, Beanspruchung durch hohe Betriebstemperaturen, welchselnde Wetterlagen mit Winterkälte, Hagel, Regen-Outwash etc.) freigesetzt werden können, ist zur Zeit noch nicht abschließend geklärt.
  • Dünnschichtmodule auf der Basis von CIS- oder CIGS-Solarzellen (aus Kupfer-Indium-Selen/Schwefel bzw. Kupfer-Indium-Gallium-Selen/Schwefel) sind unempfindlich gegen lichtinduzierte Degradation, gelten jedoch unter feuchtwarmen Bedingungen als instabil – sie bedürfen besonders wirkungsvoller und auch unter Dauerbetrieb robuster Versiegelung gegen Feuchtigkeit.

Obwohl die Wirkungsgrade spezieller Bauformen von Dünnschicht-Solarzellen in Laborversuchen wie z.B. bei der Tandem-Zelle Rekordhöhen über 40% erreichen, sind industriell wirtschaftlich herstellbare Dünnschicht-Systeme von solchen Zahlen (noch) weit entfernt.

Gemessen an herkömmlichen kristallinen PV-Systemen liegen Dünnschicht-Solarzellen rund 50 – 80% unter deren Wirkung, nämlich bei durchschnittlichen 12-19% Wirkungsgrad gegenüber 16-19% bei polykristallinen, 18-23% bei monokristallinen Dickschicht-Systemen (Stand 2016).

Hieraus ergibt sich die folgende Faustregel:

Dünnschichtmodule bedürfen einer 1,2- bis 1,4fachen Fläche von Dickschichtmodulen, um dieselbe Menge Solarstrom zu erzeugen.

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Besonders geeignet hingegen sind Dünnschichtmodule – genügend Platz vorausgesetzt – bei teilweiser Verschattung oder in Schwachlichtlagen (z.B. Nordhang).

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Ob der Einsatz von Dünnschichtsolarzellen sich lohnt, hängt also von der individuellen Situation des Daches ab. Am besten lässt sich dies im Gespräch mit Ihrem Solarteur ermitteln.

Zur individuellen Berechnung

Источник: https://photovoltaiksolarstrom.com/photovoltaiklexikon/duennschichtmodule/

Dünnschichtmodule: Einsatz, Nutzen, Vor- und Nachteile

Dünn, leicht und günstig: Dünnschichtmodule für Ihre Solaranlage

Spätestens seit Greta Thunbergs „Friday’s for Future“-Bewegung ist das Thema Klimawandel auch für Bauherrn so aktuell wie nie. Nachhaltigkeit hat oberste Priorität. Häuser sollen ökologisch sein und vor allem mit erneuerbaren Energien ausgestattet werden. Das erklärt auch den Boom auf Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen).

Eine PV-Anlage wandelt das Licht der Sonne in Strom um. Das Material, aus dem die Module hergestellt werden, nimmt großen Einfluss auf ihre Leistung. Ebenso die Herstellungsweise. Neuerdings entscheiden sich immer mehr Bauherren bei der Ausrüstung Ihrer PV-Anlage für Dünnschichtmodule.

Die sind allerdings nicht für jede Solaranlage geeignet.

Ob sich Dünnschichtmodule für Ihre PV-Anlage in Frage kommen, hängt vor allem von der Platzierung der Kollektoren ab. Unser PV-Modul-Vergleich zeigt, wie sich zwei gängige Photovoltaik-Module in Material, Fertigung, Leistung und Preis unterscheiden.

Welche Photovoltaikanlage lohnt sich wirklich?

In der Regel kann nahezu jeder Einfamilienhaus-Besitzer Photovoltaik zur Stromerzeugung nutzen. Die Frage ist nur, wie man die höchste Effizienz aus der Sonnenenergie ziehen kann. Deshalb sollte jeder Bauherr folgende Faktoren vorab klären:

  • die Größe des Dachs,
  • die Beschaffenheit (Befestigungsfrage),
  • sowie dessen Verschattung
  • und die Nutzung – nur Eigenbedarf oder auch in ein Netz einspeisen?

Welche PV-Anlage ist die richtige für Ihr Dach?

Bei der Wahl einer PV-Anlage stehen Bauherren vor einem großen Angebot an verschiedenen Solarzellen-Typen, auch Module genannt. Aber Vorsicht, nicht jede Solar-Anlage passt auf jedes Dach. Und nicht jede Grundstückslage bringt einen optimalen Wirkungsgrad und eine hohe Effizienz.

Es gilt: je größer die Fläche, desto mehr Module können installiert werden. Andererseits waren die Module noch nie so effizient und ermöglichen mittlerweile auch bei kleineren Dachflächen eine große Energiegewinnung.

Um die belegbare Dachfläche zu bestimmen, muss die Größe und die Form des Daches mit allen möglichen Verschattungen und Störflächen berücksichtigt werden, etwa Schornstein und Antennen oder Satellitenschüsseln.

In Deutschland haben sich zwei Solaranlagensysteme durchgesetzt: Dick- und Dünnschichtmodule. Beide Modul-Arten weisen unterschiedliche Stärken und Schwächen auf.

Unterschied zwischen Dickschicht- und Dünnschichtmodulen

Beim Dünnschichtmodul besteht der das Sonnenlicht absorbierende Halbleiter vorwiegend aus polykristallinem Silizium, also aus dünnen Schichten Cadmium-Tellurid (CdTe), Kupferkies (CIS) oder aus Kupfer, Indium und Gallium.

Das Material wird für die Herstellung hauchdünn auf das Trägermaterial wie Glas, Kunststoff oder Metall aufgedampft.

Diese Form der Verarbeitung ermöglicht es, dass die PV-Anlage mikroskopisch dünn ist und nur ein geringes Gewicht aufweist.

Völlig anders werden hingegen Dickschichtmodule hergestellt. Hier wird das Modul aus kristallinem Silizium, einem deutlich massiveren Material gefertigt. Man verwendet hier entweder mono- oder polykristalline Zellen.

Diese Modul-Art werden aus besonders hochwertigen Einkristallen verarbeitet, die dann zu homogenen Flächen werden.

Schon die unterschiedliche Art der Herstellung hat zur Folge, dass die kompakteren Dickschichtmodule deutlich mehr Leistung entwickeln als Dünnschichtmodule.

So funktionieren Dickschichtmodule

Die kristallinen Solarzellen sind der Marktführer bei den Solarmodulen. 2020 betrug der Marktanteil in Deutschland über 90 Prozent. Sie haben eine robuste Konstruktion (Rahmen) und deshalb eine sehr gute Haltbarkeit. Der Wirkungsgrad bei Dickschichtmodulen mit geringem Flächenbedarf liegt zwischen 15 bis 22 Prozent, die Lebensdauer zwischen 20 und 40 Jahren.

Die Dachausrichtung und die baulichen Gegebenheiten Ihres Hauses spielen für diese PV-Anlagen eine wichtige Rolle.

Allgemein gilt: Ein Satteldach beispielsweise, mit einer Ausrichtung nach Süden, Westen oder Osten sowie einer Neigung von 30-45 Grad ist perfekt für Dickschichtmodule geeignet. Ost/Westdächer sind, wenn auf Eigenverbrauch optimiert, sogar besser nutzbar als Süddächer.

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Denn Dickschichtmodule sind temperaturempfindlich. Bei hohen Temperaturen verlieren sie an Leistung: bei einer Temperaturerhöhung um 10 Grad zwischen 7-13 Watt pro Modul.

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Auf den Dächern werden fast ausschließlich Dickschichtmodule montiert, da die verfügbare Fläche oft beschränkt ist. Dickschichtmodule sind dank ihres höheren Wirkungsgrades im Vorteil. Beim Wirkungsgrad wird der Anteil der eingespeisten Sonnenenergie, der auch wirklich in elektrische Energie umgewandelt wird, gemessen.
Um beispielsweise jährlich 4.000 kWh Solarstrom zu ernten, benötigen:

  • Dickschichtmodule eine Fläche von 25 m²
  • Dünnschichtmodule eine Fläche über 30 m²

Allerdings verfügen Dickschichtmodule über ein nur geringes Schwachlichtverhalten. Sie können ihre volle Leistungs- und Ertragskraft also nur bei optimalen Bedingungen entfalten. In Deutschland beträgt nun aber der Anteil von diffusem Licht an der Gesamteinstrahlung mehr als 50 Prozent. Das können Dünnschichtmodule weitaus besser ausnutzen.

So funktionieren Dünnschichtmodule

Dünnschichtmodule eignen sich vor allem für PV-Anlagen, die großflächig geplant werden und für Anlagen, die durch bauliche Vorgaben nicht exakt Richtung Sonne ausgerichtet werden müssen. Durch ihr geringes Gewicht können sie auch an untypischen Unterkonstruktionen angebracht werden, beispielsweise an Fassaden von Einfamilienhäusern.

Ein großer Vorteil der Dünnschicht-PV-Module ist ihr geringes Gewicht. Dickschichtmodule hingegen sind durch den Rahmen im Schnitt rund fünf Kilogramm schwerer.

Der Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen verbessert sich dank Neuentwicklungen immer mehr, ist aber im Vergleich zu kristallinen Dickschichtmodulen noch geringer und liegt bei nur 9 bis 16,5 Prozent.

Um den gleichen Ertrag, sprich hohen Wirkungsgrad der Dickschichtmodule zu erreichen, muss eine größere Fläche an Dünnschichtmodulen eingesetzt werden. Was die Kostenersparnis der preiswerteren, amorphen Module wieder ausgleichen würde.

Dennoch, die Technik der Dünnschichtmodule wird ausgefeilter. Ihr größter Vorteil ist, dass sie sich besonders für große und flache Flächen eignen. Sie sind auch nicht so temperaturempfindlich und erbringen daher einen konstanteren Solarertrag. Bei einer Temperaturerhöhung um 10 Grad verlieren Dünnschicht-Module nur 1,5 – 5 Watt pro Modul.

Ganz klar spielen Dünnschichtmodule ihre Stärken in Spezialanwendungen aus, wie auf Eigenheim-Hausfassaden oder bei Anlagen auf Freiflächen, Scheunen oder Garagendächern.

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Der größte Vorteil der Dünnschichtmodule gegenüber Dickschichtmodulen: Sie behalten ihre Leistung bei diffusen und schwachen Lichtverhältnissen, Nebel, oder einer teilweisen Verschattung bei.

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Sogar bei Temperaturveränderungen an sehr heißen Tagen im Sommer oder sehr kalten Tagen im Winter können sie einen konstanten Solarertrag leisten.

Rechnet sich eine PV-Anlage mit Dünnschichtmodulen?

Noch sind Dünnschichtmodule in Bezug auf den Leistungsverlust über die Nutzungsdauer (Degradation) den Dickschichtmodulen unterlegen, da sie weniger alterungsbeständig sind und somit eine kürzere Lebensdauer haben – im Schnitt zwischen 15 und 20 Jahren. Den Anfangsverlust berechnen die Hersteller bei der Angabe der Nennleistung mit ein. Dickschichtmodule haben geringere Ertragseinbußen über die Laufzeit.

Hier ist aber unbedingt auch an die Amortisation einer PV-Anlage zu denken. Wer in eine Solarstromanlage investiert, will auch wissen, wann er damit Gewinn macht.

Denn auch wenn die Anlage mit ihrer Inbetriebnahme sofort ökologischen Sonnenstrom erzeugt und damit herkömmlich erzeugten Strom und daraus resultierende Stromkosten spart, dauert es Jahre, bis die Solarerträge die anfängliche Investition gedeckt haben. Die Zeitspanne bis zur Amortisation einer Photovoltaik-Anlage ist die Amortisationszeit.

Eine übliche Photovoltaik-Anlage, die komplett aus Eigenmitteln finanziert worden ist, hat durchschnittlich eine Amortisationszeit zwischen 10 und 14 Jahren. Eine per Kredit finanzierte Anlage verlängert die Amortisationszeit je nach Kreditvertrag.

Vorteile und Nachteile von Dickschichtmodulen:

  • hoher Wirkungsgrad
  • geringer Flächenbedarf
  • robuste Konstruktion
  • sehr gute Haltbarkeit
  • geringer Ertragseinbußen über die Laufzeit
  • höherer Materialaufwand bei Herstellung
  • höheres Gewicht
  • temperaturempfindlich
  • höherer Preis
  • mäßiges Schwachlichtverhalten

Vorteile und Nachteile von Dünnschichtmodulen:

  • günstiger Preis
  • geringer Materialaufwand, kürzere Energierücklaufzeit
  • geringeres Gewicht, besseres Aussehen
  • temperaturbeständig
  • weniger schmutzanfällig
  • niedriger Wirkungsgrad
  • höherer Flächenbedarf
  • starke Anfangsdegradation
  • kürzere Lebensdauer
  • komplizierte Montage
  • weniger stabil

Was kostet eine PV-Anlage?

Die Anschaffungskosten einer Photovoltaik-Anlage sind in den letzten Jahren deutlich gesunken. Kleine Photovoltaik Anlagen mit weniger Leistung sind etwas teurer als größere Anlagen mit mehr Leistung.

Beispiel:

Ein Vier-Personen-Haushalt verbraucht jährlich rund 4.000 Kilowattstunden Strom. Hierfür wäre eine 5-Kilowatt-PV-Anlage empfehlenswert. Das entspricht etwa 40 Quadratmeter Solarmodule auf dem Dach. Der Durchschnittspreis liegt bei ca. 1.500 Euro pro Kilowattpeak (kWp). Der Preis einer 5-kW-Anlage kostet Sie etwa 7.500 Euro (ohne Montage).

  • Dickschichtmodule kosten gegenwärtig 750 bis 1.600 Euro pro kW/Jahr;
  • Dünnschichtmodule 500 bis 1.200 Euro pro kW/Jahr (3. Quartal 2020, schlüsselfertig installiert).

E-Mobilität und Photovoltaik beflügeln sich gegenseitig. In Zukunft könnte das E-Auto auch als Stromspeicher wichtig werden. (Foto: Senec)

Eigenverbrauch oder/und Einspeisung ins Netz – was rentiert sich?

Die Konzepte zum Eigenverbrauch des Sonnenstroms sind ausgefeilt – mit Speicher, Wärmepumpe oder Elektroauto. Perfekt fürs Portemonnaie und Klima. Besonders weil selbst erzeugter Solarstrom günstiger als Strom vom Energieversorger ist. Deshalb rät die Verbraucherzentrale, selbsterzeugten Strom selbst zu nutzen.

Es ist zwar eine Besonderheit von PV-Anlagen, dass der erzeugte Strom auch durch Einspeisung von Strom ins Netz mit Einnahmen durch Einspeisevergütungen erzielt werden kann, sich das aber nicht mehr rentiert. Die Höhe der Vergütung reduziert sich von Jahr zu Jahr.

Deshalb lohnt es sich eher, den Solarstrom selbst zu nutzen als ihn ins Netz einzuspeisen, weil der Eigenstrom billiger ist als der aus dem Netz.

FAZIT

Dünn- und Dickschichtmodule verfügen über unterschiedliche Stärken und Schwächen. Dünnschichtmodule werden mehr und mehr aufgrund ihrer ästhetischen Optik an Hausfassaden auch für Eigenheim-Besitzer interessant, besonders, wenn diese keine direkte Sonneneinstrahlung haben.

Zusammenfassend sollten Sie also unbedingt klären, welche Kriterien Ihre Solaranlage erfüllen soll: Wie groß kann die Anlage werden? Wie viel Strom muss sie erzeugen? Wie viel darf sie kosten? Dabei sollten Sie nicht nur Ihren aktuellen Stromverbrauch berücksichtigen, sondern auch gleich überlegen, ob Sie den selbst produzierten Strom in Zukunft vielleicht auch für Wärmeanwendungen (Warmwasser, Wärmepumpe) oder die Ladung eines Elektroautos nutzen möchten.

Wenn Sie wissen, was Sie brauchen, empfiehlt es sich, mehrere Kostenvoranschläge von Fachbetrieben einzuholen.

Источник: https://www.zuhause3.de/finanzen-und-energie/duennschichtmodule-definition-erklaerung

Photovoltaik-Module im Vergleich

Dünn, leicht und günstig: Dünnschichtmodule für Ihre Solaranlage

Als Herz einer Photovoltaik-Anlage wandeln die Solarmodule, kurz: Module genannt, das Licht der Sonne in Strom um. Das Material, aus dem die Module gemacht sind, nimmt großen Einfluss auf ihre Leistung. Ebenso die Herstellungsweise. Unser PV-Modul-Vergleich zeigt, wie sich die vier gängigen Photovoltaik-Module in Material, Fertigung, Leistung und Preis unterscheiden.

Photovoltaik-Module im Vergleich © scanrail, fotolia.com

Was ist ein Solarmodul?

Die kleinste Einheit einer Photovoltaik-Anlage, die die Lichtenergie der Sonne in elektrische Energie (Elektrizität, elektrischen Strom) umwandelt, ist die Solarzelle.

Solarzellen Auau

Praktisch kommen einzelne Solarzellen eher selten zum Einsatz, meist verbindet man sie zu Gruppen: sogenannten Solarmodulen oder Solarpanels. Von denen wiederum bildet eine größere Anzahl das Herz der Photovoltaik-Anlage.

Das Modul ist demnach eine Art Gehäuse, also sowohl eine mechanische Befestigungsmöglichkeit als auch ein Schutzsystem für die Solarzellen.

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So ein Modul besteht beispielsweise aus einem Profil aus dem Leichtmetall Aluminium, das sich mit passendem Material auf dem Dach befestigen lässt, und einer lichtdurchlässigen Glasscheibe als Abdeckung. Neben den Solarzellen beherbergt das Solarmodul auch elektrische Anschlüsse.

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Die Solarzellen im Solarmodul sind elektrisch miteinander verbunden. Diese Verbindung wird auch Verschaltung genannt. Es gibt zum Verschalten der Solarzellenmehrere Methoden:

  • Gängig ist die sogenannte Reihenschaltung (auch Serienschaltung genannt): Hierzu schaltet man die einzelnen Solarzellen in Reihe, so dass der erzeugte elektrische Strom nacheinander durch alle Solarzellen fließt, wobei sich deren Einzelspannung zu einer höheren Spannung summiert. Ein Beispiel: 72 Solarzellen mit einer Einzelspannung von einem halben Volt kommen so auf eine Ausgangsspannung von 36 Volt. Die Reihenschaltung ist insbesondere für kleinere PV-Anlagen vorteilhaft.
  • Gruppen von Solarzellen, die in Serienschaltung mit einander verbunden sind, können parallel (Parallelschaltung) geschaltet werden, so dass die Stromstärke in Summe steigt, was bei teilweise verschatteten Modulen für einen höheren durchschnittlichen Ertrag sorgt.

Die Verschaltung von Solarzellen

Auch für die Verschaltung der Solarmodule haben sich die Methoden Reihenschaltung und Parallelschaltung bewährt, häufig kombiniert man sogar beide Methoden, indem mehrere Module in Serie zu einem sogenannten String und mehrere solcher Strings parallel verschaltet werden.

4 gängige Solarmodul-Typen im Vergleich

Die Photovoltaik hat sich in den vergangenen zweieinhalb Jahrzehnten zu einer Massentechnologie gemausert, die sich stetig fortentwickelt. Ständig kommen neue PV-Module auf den Markt, die bessere Leistungen und eine höhere Lebensdauer mitbringen als ihre Vorgängermodelle. Die Leistung der PV-Module wird als ihr elektrischer Wirkungsgrad beziffert, wobei gilt:

Der elektrische Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von erzeugter beziehungsweise abgegebener elektrischer Leistung und einfallender Lichtleistung.

Wissen sollten Sie, dass der Wirkungsgrad der zum Einsatz kommenden Solarzellen etwas höher ist als der des PV-Moduls. Der Grund für den Leistungsunterschied ist der: Selbst eine hochentspiegelte, lichtdurchlässige Abdeckung reflektiert das auftreffende Sonnenlicht zum Teil, so dass es nicht im vollen Umfang zu den Solarzellen hindurchdringt.

Wirkungsgrad von Solarmodulen

4 Modultypen für PV-Dachanlagen

Der Wirkungsgrad der PV-Module wird maßgeblich davon bestimmt, aus welchem Rohstoff sie beschaffen sind und wie sie gefertigt wurden. Folgende vier PV-Modultypen für Dachanlagen sind derzeit gängig:

  1. monokristalline PV-Module
  2. polykristalline PV-Module
  3. Dünnschicht-PV-Module (auch einfach nur Dünnschichtmodule genannt)
  4. CIGS-PV-Module (auch einfach nur CIGS-Module genannt)

Polykristallin und Monokristalline Module: Das Silizium wird anders auereitet

1. Monokristalline PV-Module – Eigenschaften, Vor- und Nachteile

Monokristallinen PV-Modulen werden mit bis zu zwanzig Prozent die bislang höchsten Wirkungsgrade zugeschrieben. Sie werden in aufwendigen Verfahren aus dem Halbleitermaterial Silizium gefertigt, indem einkristalline Stäbe aus geschmolzenem Silizium (sogenannte Siliziumschmelze) gezogen werden.

Die Stäbe (Einkristalle) werden zu Scheibchen zersägt, so dass so genannte Wafer entstehen. Eine häufige Form für monokristalline Solarzellen ist ein Quadrat mit abgerundeten Ecken (auf Englisch: „square round“). Monokristalline Silizium-Solarmodule sind dunkelblau bis schwarz gefärbt und wirken optisch äußerst glatt und eben. Man beziffert ihre Lebensdauer auf gut drei Jahrzehnte.

Ein PV-Modul aus monokristallinen Solarzellen bringt je nach Format acht bis sechszehn Kilogramm auf die Waage. Damit hat es erheblich mehr Gewicht, als beispielsweise ein Dünnschicht-PV-Modul (siehe unten).

Dem hohen Wirkungsgrad der monokristallinen Module stehen vergleichsweise hohe Kosten und der hohe Energieverbrauch gegenüber, der bei der aufwendigen Züchtung der Siliziumkristalle anfällt – beides schlägt sich im hohen Preis für diesen Modultyp nieder.

2. Polykristalline PV-Module – Eigenschaften, Vor- und Nachteile

Polykristalline Solarmodule sind einfacher und günstiger als monokristalline herzustellen. Dazu wird die Siliziumschmelze in Blöcke gegossen, die dann zu Wafern gesägt werden. Beim Abkühlen bilden sich zahlreiche kleine Siliziumkristalle verschiedener Größen.

Der Siliziumanteil der polykristallinen PV-Module ist deshalb insgesamt geringer, so dass ihr Wirkungsgrad mit Werten zwischen zwölf und sechszehn Prozent kleiner ausfällt als der von monokristallinen Modulen.

Auch Verunreinigungen sowie Energieverluste, die an den Grenzschichten der einzelnen kleinen Kristalle oft auftreten, mindern den Wirkungsgrad der polykristallinen PV-Module.

Sonderform polykristalliner PV-Module

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Sogenannte quasi-monokristalline Solarmodule verwenden ebenfalls polykristallines Silizium.

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Das wird jedoch mit einem speziellen Verfahren so ausgerichtet, dass die Kristallgitter sämtlicher Siliziumkristalle die gleiche Orientierung besitzen.

Auf diese Weise haben quasi-monokristalline PV-Module einerseits fast dieselben Eigenschaften wie monokristalline, können andererseits jedoch günstiger produziert werden.

Zwischenfazit: mono- vs. polykristalline PV-Module

Gibt es Probleme mit dem Platz auf dem Solardach oder gar mit dessen Statik, sind monokristalline PV-Module wegen des höheren Wirkungsgrades die bessere Wahl – gleichwohl sie teurer sind. Haben Sie dagegen ausreichend Platz auf dem Dach und keine Statikprobleme, können Sie zu den günstigeren polykristallinen PV-Modulen greifen.

Für die Wahl der Solarzellen spielt auch die verfügbare Fläche eine RolleHINWEIS: Kristalline PV-Module in der Praxis
Kristalline Solarzellen sind weit verbreitet, denn sie punkten mit hohen und weiter steigenden Wirkungsgraden und fallenden Kosten. Und sie bringen auch unter weniger günstigen Strahlungsbedingungen effektive Leistung. Stefan Glunz, Leiter der Abteilung Entwicklung und Charakterisierung von Siliziumsolarzellen am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg schreibt kristallinen Siliziumzellen weiterhin eine dominierende Rolle zu.Photovoltaik Module: Polykristallin oder MonokristallinPV-Module mit Solarzellen auf einem Hausdach © Dr. N. Lange © fotolia.com

3. Dünnschicht-PV-Module – Eigenschaften, Vor- und Nachteile

Dünnschicht-PV-Module werden auch amorphe (flexible) Module genannt.

Zu ihrer Herstellung wird ein Trägermaterial mit einer dünnen Schicht (Dünnschicht) aus amorphem oder kristallinem Silicium bedampft beziehungsweise besprüht (alternativ Leitermaterialien: Cadmium-Tellurid/CdTe, Gallium-Arsenid/GaAs, Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid/CIGS oder Farbstoffe wie bei Grätzelzellen oder Farbstoffzellen). Weil dabei sehr viel weniger Silizium zum Einsatz kommt, als bei den mono- und polykristallinen PV-Modulen ist die Fertigung der Dünnschichtmodule besonders preisgünstig möglich – was sich auch im Verkaufspreis niederschlägt. Das ist auch ein Grund dafür, dass der Marktanteil der Dünnschicht-PV-Module stetig wächst. Aber: Der Wirkungsgrad der Dünnschicht-PV-Module bewegt sich mit sechs bis zehn Prozent auch deutlich unter dem von mono- oder polykristallinen PV-Modulen. Dafür sind flexible Dünnschichtmodule echte Leichtgewichte. Zudem liefern sie selbst bei schwachem oder diffusem Lichteinfall und vergleichsweise hohen Temperaturen noch gute und konstante Solarstromerträge. Verschattungen wirken sich bei Dünnschichtmodulen weniger kritisch aus.

Dünnschicht Module: Eventuell sinnvoll bei großer Fläche

Zwischenfazit: Dünnschicht-PV-Module vs. kristalline PV-Module

Dank ihrer geringeren Anfälligkeit bei sich verändernden Licht- und Temperaturverhältnissen, ihres geringen Gewichts und ihrer leichteren und günstigeren Fertigung sind Dünnschicht-PV-Module überall dort vorteilhaft im Einsatz, wo keine optimalen Bedingungen herrschen. Sie können demnach auch auf Dachflächen installiert werden, die nicht direkt gen Süden zeigen, oder auf flachen Solardächern. Dünnschicht-PV-Module eignen sich daher auch zum Einsatz in sehr großen Anlagen mit sehr vielen Modulen.

HINWEIS: Dünnschicht-PV-Module in der Praxis
Dort, wo viel Leistung auf wenig Fläche gefragt ist, haben es Dünnschicht-PV-Module schwerer als kristalline. Deshalb werden in Deutschland eher kristalline Siliziumpaneele verbaut, denn die erzeugen pro Quadratmeter Fläche so viel mehr Strom, dass der Preisnachteil gegenüber Dünnschicht-Modulen mehr als ausgeglichen wird. Dünnschicht-Module rechnen sich dafür eher auf großen Industrie- und Gewerbedächern oder im Freiland, denn dort herrscht kein Platzmangel. Dank Flexibilität und Leichtgewicht lassen sich Dünnschichtmodule auch eher als stromerzeugende Fenster oder Fassaden in die Gebäudehülle einbauen.

4. CIGS-PV-Module – Eigenschaften, Vor- und Nachteile

Vom US-amerikanischen Hersteller Solyndra kamen seit 2009 dünnschichtige PV-Module im Hochpreissegment: sogenannte röhrenförmige Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-PV-Module, kurz: CIGS-PV-Module.

Die Solarzellen hatten röhrenförmige Absorber aus gewickelten CIGS-Folien in Glasröhren, die optisch Solarthermie-Kollektoren ähneln und direkte wie indirekte Sonnenstrahlung von allen Seiten einfangen konnten.

Bei indirektem Licht wie reflektierendem Schnee zeigen CIGS-PV-Module Ihre Stärke

Kam zudem eine weiße Reflektor-Folie auf die Dachfläche, reflektierte auch diese noch Sonnenlicht, so dass die Leistung des CIGS-PV-Moduls steigt. Diese Reflektor-Folie wurde von den PV-Modulen allerdings teils verschattet.

Zudem konnte sie unter dem Einfluss von Wind und Wetter verschmutzen, was den Mehrertrag der Folie minderte. Aber: Praktische Tests zeigten, dass CIGS-PV-Module von Solyndra im Winter oftmals leistungsfähiger waren als kristalline PV-Module.

Der Grund: Der weiße Schnee diente den PV-Modulen als extra Reflektionsfläche für das Sonnenlicht.

Wegen ihres vergleichsweise geringen Gewichts eignen sich CIGS-Module auch für statisch nicht so belastbare Dächer wie Flachdächer. Die röhrenförmige Beschaffenheit der CIGS-PV-Module macht diese zudem weniger anfällig für Schmutz, da dieser von den Röhren abrutscht und zwischen ihnen durchfällt. Solyndra-CIGS-PV-Module kamen auf Wirkungsgrade von bis zu 15 Prozent.

Wichtig zu Wissen: Solyndra meldete im September 2011 Konkurs an. Mehr dazu steht hier (auf Deutsch) und hier (nur auf Englisch).

Fazit: CIGS-PV-Module vs. Dünnschicht-PV-Module vs. kristalline PV-Module

Der Wirkungsgrad der CIGS-PV-Module liegt deutlich über dem von Dünnschicht-PV-Modulen, kommt jedoch noch nicht ganz an den Wirkungsgrad der leistungsfähigeren kristallinen PV-Module heran.

Dafür müssen Sie – anders als bei kristallinen Modulen – bei CIGS- und Dünnschicht-PV-Modulen nur mit geringeren Leistungseinbußen bei schwachem Licht und hohen Temperaturen rechnen. Die CIGS-PV-Module spielen ihre Vorteile besonders bei Winterwetter aus.

Dafür sind sie allerdings die bislang teuersten PV-Module im Vergleich, was die folgende Tabelle gut veranschaulicht:

Monokristalline, polykristalline, Dünnschicht- und CIGS-PV-Module im Vergleich

ZelltypVorteileNachteile
polykristalline Solarmodule
  • preiswerte Fertigung
  • lang erprobte Technik
  • lange Lebensdauer
  • sehr geringe Störanfälligkeit
  • gegenüber monokristalliner Technologie geringerer Wirkungsgrad (12 – 16 %)
  • entsprechend höherer Flächenbedarf (6-7m2/kWp)
  • Einbußen bei diffusem Licht und hohen Temperaturen
  • höheres Gewicht pro Quadratmeter
monokristalline Solarmodule
  • hoher Wirkungsgrad (14 – 20 %)
  • geringerer Flächenbedarf(5-6 m2/kWp )
  • unterschiedliche Farben möglich
  • lang erprobte Technik
  • sehr geringe Störanfälligkeit
  • teure Fertigung
  • höheres Gewicht pro Quadratmeter
  • Einbußen bei diffusem Licht und hohen Temperaturen
Dünnschicht-Module
  • preiswerte Herstellung
  • geringer Rohstofedarf
  • temperaturbeständig
  • flexibles Trägermaterial
  • geringer Wirkungsgrad (6 – 10 %)
  • teilweise in schwerer Glas/Glas Sandwichtechnologie
  • hohe Anfangsdegradation
CIGS-Solarmodule
  • mittlerer Wirkungsgrad (12 – 15 %)
  • kaum Einbußen bei diffusem Licht und hohen Temperaturen
  • niedriges Gewicht
  • geringe Störanfälligkeit
  • teure Fertigung
  • keine Langzeiterfahrung

Источник: https://www.solaranlage-ratgeber.de/photovoltaik/photovoltaik-technik/photovoltaik-module-im-vergleich

Solarmodule

Dünn, leicht und günstig: Dünnschichtmodule für Ihre Solaranlage

Die Solarmodule lassen sich in Dünnschichtmodule sowie kristalline Module unterscheiden. Diese wiederum gibt es in der monokristallinen und der polykristallinen Ausfertigung.

All diese Solarmodulvarianten weisen differente Wirkungsgrade und Lebensdauern auf und unterscheiden sich hinsichtlich der Solarmodulgröße wie auch des Preises, so dass eine diesbezügliche Gegenüberstellung sinnvoll erscheint:

SolarmodulartWirkungsgradLebensdauerKostenBenötigte Fläche
für 1 kWp
Monokristalline Solarmodule11 bis 20 %bis 30 Jahreca. 0,70 €/Wp6 bis 9m²
Polykristalline Solarmodule7 bis 18%bis 30 Jahreca. 0,65 €/Wp7 – 10m²
(ca. +10 % gegenüber monokristallin)
Dünnschicht Solarmodule6 bis 8%bis 20 Jahreca. 0,75 €/Wp10-15m²
(ca. +50 % gegenüber monokristallin)

Diese drei genannten Solarmodularten sind die häufigsten in Deutschland verwendeten Produkte.

Daneben gibt es noch organische Solarmodule, welche zwar mit einem Wirkungsgrad von rund 8 % und einem Preis von 1 € / Wp überzeugen, dafür jedoch eine durchschnittliche Lebensdauer von fünf Jahren haben und deshalb nicht konkurrenzfähig sind.

Solarmodule mit Galliumarsenid weisen zwar mit 30 % den höchsten Wirkungsgrad auf, sind jedoch mit 1.000 € / Wp unerschwinglich.

Einzig Solarmodule mit Cadmiumtellurid, welche hinsichtlich des Preises, der Lebensdauer und des Wirkungsgrads an Dünnschicht Solarmodule angelehnt sind, können eine echte Alternative darstellen.

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Betrachtet man sich obige Tabelle, so kommt man zu der Auffassung, dass es hinsichtlich der Amortisationszeit Diskrepanzen bei den verschiedenen Solarmodularten geben muss. Diese zu vergegenwärtigen, ist ein zentrales Element der Photovoltaik Planungsphase, um eine fundierte Entscheidung für oder wider die einzelnen Solarmodularten zu fällen:

[/attention]MonokristallinPolykristallinDünnschicht
Vorhandene Dachfläche100 m²100 m²100 m²
Installierbare kWp12 kWp11 kWp6 kWp
Anschaffungspreise Solarmodule8.400 €7.150 €4.500 €
Investitionskosten gesamt10.500 €8.950 €5.650 €
Erzielbare Einspeisevergütung pro Jahrca. 1.400 €ca. 1.300 €ca. 700 €
Amortisationszeitca. 7,5 Jahreca. 7 Jahreca. 6,5 Jahre

Tatsächlich ist es also so, dass sich die differenten Anschaffungskosten der unterschiedlichen Solarmodule gegen die damit erzielbaren Einspeisevergütungen aufheben und eine annähernd gleiche Amortisationszeit erreicht wird.

Deshalb sollte man zur Entscheidung, welche Solarmodulart am besten geeignet ist, die eigenen Dachgegebenheiten heranziehen und die Vor- und Nachteile der verschiedenen Solarmodule miteinander in einen Vergleich setzen.

Einsatzgebiete der verschiedenen Solarmodule

Je nach Art der Solarzellen werden Solarmodule für unterschiedliche Einsatzzwecke genutzt, so dass stets das Optimum aus den Solarzellen herausgeholt werden kann. Monokristalline Module werden besonders gerne bei Dachflächen eingesetzt, die nur eine geringe Fläche für die Installation einer PV Anlage zur Verfügung stellen.

Aufgrund des vergleichsweise hohen Wirkungsgrads kann trotz geringer Dachfläche ein ansehnlicher Solarertrag erzielt werden. Polykristalline Module dagegen eignen sich besonders gut für sehr große Dachflächen. Sie haben zwar einen geringeren Wirkungsgrad, sind jedoch auch in der Anschaffung etwas günstiger.

Gerade, wenn große Flächen mit ihnen ausgestattet werden sollen, gleichen die günstigeren Anschaffungskosten den geringeren Ertrag wieder aus.

Dünnschichtmodule sind sehr leicht und sie zeichnen sich durch eine hohe Flexibilität aus. Das ist einer der Gründe, warum diese Solarzellen gerne auf beweglichen Materialien angebracht werden.

Durch die extrem schmale Gestaltung lassen sich Dünnschichtmodule auch auf Bereichen anbringen, auf denen andernfalls aufgrund statischer Probleme die PV Installation nicht möglich wäre.

Vorteile der verschiedenen Solarmodule

Monokristalline Solarmodule zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad zwischen 14 und 18 Prozent haben, was aktuell einer der besten Werte für Solarmodule ist, die sich genauso Otto-Normal-Verbraucher leisten kann. Auch die Lebensdauer ist mit 30 Jahren recht hoch, zumal viele Hersteller eine Garantie über zehn Jahre gewähren.

Polykristalline Solarmodule lassen sich an der kristallinen Struktur erkennen. Sie kommen in den allermeisten Fällen zum Einsatz, da sie preiswerter, als monokristalline Solarzellen sind. Dafür muss hier jedoch mit einem etwas geringeren Wirkungsgrad gerechnet werden.

Dies liegt daran, dass weniger reines Silizium für die Herstellung verwendet wird. Die Lebenserwartung ist mit 30 Jahren aber ebenfalls recht lang. Dünnschichtmodule, auch als kristalline Dünnschichtmodule bekannt, zeichnen sich durch ihre flache Form aus.

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Sie weisen eine Silizium-Schicht auf, die gerade einmal zwei Mikrometer dünn ist. Dadurch wird deutlich weniger Silizium für die Herstellung benötigt, was ebenso dazu führt, dass die Dünnschichtmodule preislich sehr interessant sind. Derzeit können die Leistungsgrade, die bei etwa acht Prozent liegen, jedoch noch nicht überzeugen.

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Weiterhin versucht die Solarindustrie neue Module und Solarzellen zu entwickeln. Organische Solarzellen beispielsweise werden zunehmend entwickelt. Bisher ist jedoch noch keine Möglichkeit gefunden, um diese mit einer akzeptablen Lebensdauer auszustatten, so dass sich die Massenproduktion bis dato nicht lohnt.

Auch bandgezogene Solarzellen, Cadmium-Tellurid-Module oder GaAs-Halbleiter-Solarzellen werden erforscht, sind aber für den breiten Markt bisher noch nicht zugänglich.

Fazit zu polykristallinen Solarzellen

Polykristalline Solarzellen weisen einen extrem hohen Marktanteil auf. Sie machen etwa 50 Prozent aller verbauten Solarmodule aus. Grund dafür sind die geringeren Kosten, die durch eine vereinfachte Herstellung gewährleistet werden. So gibt es folgende Vorteile, die eindeutig für die polykristalline Solarzelle sprechen:

  • wenige Abfallprodukte durch quadratische Form der Solarzellen
  • durch die geringeren Abfälle eine positive Umweltbilanz
  • vereinfachtes Herstellungsverfahren
  • kostengünstigere Halbleiter, da Silizium auch mit kleinen Verunreinigungen genutzt werden kann
  • einfachere Herstellung sorgt für geringeren Energieverbrauch während selbiger

Allerdings stehen diesen Vorteilen auch einige Nachteile gegenüber, die nicht außer Acht gelassen werden sollten:

  • es wird weniger reines Silizium verwendet
  • dadurch entstehen Kristallstrukturen, die das Licht brechen
  • dies führt zu einem verringerten Leistungsgrad von derzeit etwa 15 Prozent

Allerdings stellt sich aufgrund des geringeren Leistungsgrads die Frage, wieso die polykristallinen Solarzellen dennoch so begehrt sind. Diese Frage ist recht leicht zu beantworten.

Polykristalline Solarzellen werden nämlich besonders häufig auf sehr großen Dächern verwendet. Dort kommt es nicht ganz so sehr auf die Leistungen des einzelnen Solarmoduls an, da die Fläche ausreichend groß ist.

Die polykristallinen Solarzellen können dabei kostengünstig von vielen namhaften Herstellern bezogen werden.

Fazit zu monokristallinen Solarzellen

Bis zu maximal 20 Prozent, je nach Hersteller und Gegebenheiten, kann der Wirkungsgrad betragen. Das liegt vor allen Dingen an dem hochreinen Silizium, das für die Herstellung verwendet wird.

Letztendlich ist bei monokristallinen Solarmodulen noch damit zu rechnen, dass sie ihren Wirkungsgrad verringern, wenn nur diffuses Licht herrscht oder sie nicht optimal nach Süden ausgerichtet sind.

Auch ist zu berücksichtigen, dass ihre Herstellung aufwändig und teuer ist und viel Energie verbraucht.

Die Umweltbilanz ist für diese Solarzellen entsprechend weniger positiv, die höheren Wirkungsgrade gleichen aber vieles wieder aus.

Fazit zu Dünnschichtmodulen

Über viele Jahre hinweg war der deutsche Photovoltaikmarkt von zwei Solarzellen geprägt: Der monokristallinen und der polykristallinen Solarzelle. Seit einigen Jahren kommt jedoch eine neue Technik auf, die der Dünnschichtmodule. Sie zeichnen sich durch eine extrem geringe Dicke und ein ebenso geringes Gewicht aus. Das führt zu Vorteilen, darunter etwa:

  • geringerer Verbrauch von Halbleitern bei der Herstellung
  • stark automatisierte Herstellungsprozesse, so dass große Mengen Dünnschichtmodule in kürzester Zeit hergestellt werden können
  • stark verringerte Anschaffungspreise
  • geringes Gewicht, so dass Dünnschichtmodule auch für PV Anlagen auf älteren oder weniger belastbaren Dächern installiert werden können
  • vergleichsweise geringer Leistungsverlust bei diffusem Licht und Verschattungen
  • vergleichsweise geringer Leistungsverlust bei hohen Temperaturen
  • hohe Flexibilität der Dünnschichtmodule
  • erhältlich auch in unkonventionellen Abmessungen
  • hohe Ästhetik, unter anderem durch verschiedene Farbgebungen, wie Schwarz, ein dunkles Grün oder ein bräunlicher Ton

Neben den oben genannten Vorteilen der Dünnschichtmodule ist auch der Umweltgedanke zu nennen, dem diese Module gerecht werden. Durch den geringen Ressourcenverbrauch, sowie vergleichsweise wenig Energie, die für die Herstellung aufgebracht werden muss, kann der Umweltgedanke schon durch das Herstellungsverfahren berücksichtigt werden.

Es gibt jedoch auch einige Nachteile. Diese sind beispielsweise im Wirkungsgrad zu sehen, der bei Dünnschichtmodulen bei allerhöchstens zehn Prozent liegt und damit deutlich hinter den übrigen Solarzellen zurück bleibt.

Damit braucht man fast die doppelte Dachfläche, um mit Dünnschichtmodulen den gleichen Ertrag, wie mit kristallinen Solarzellen zu erreichen.

Weiterhin sind Dünnschichtmodule in aller Regel rahmenlos gefertigt, was zwar die höhere Flexibilität zulässt und auch eine positive Wirkung auf die Reinigung von Verschmutzungen hat, jedoch genauso einen Nachteil bietet: Durch die fehlende Rahmenkonstruktion sind Dünnschichtmodule nicht ganz so stabil, so dass die Montage etwas schwerer fallen kann.

Источник: https://www.rechnerphotovoltaik.de/photovoltaik/technik/solarmodule

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