Solarmodule – Welche Arten von Solarzellen gibt es und lohnt sich die Anschaffung?
Solarmodule sind das entscheidende Bauteil einer Photovoltaikanlage. In jedem Solarpanel befinden sich miteinander verknüpfte Solarzellen, welche die Sonnenenergie sammeln und daraus Strom erzeugen.
Doch wie funktioniert so ein Solarpanel eigentlich genau und wie wird letztlich aus Sonnenlicht Strom? Um das zu verstehen, müssen wir den Aufbau einer Solarzelle genauer betrachten.
Vereinfacht gesagt, besteht eine Zelle aus zwei sehr dünnen Silizium-Halbleiterschichten, die übereinandergelegt werden. Die obere Schicht erhält ein zusätzliches Elektron, während die untere Schicht so behandelt wird, dass dort ein Elektron fehlt. Die Elektronen sind an sich unbeweglich. Wird das Solarpanel aber Sonnenlicht ausgesetzt, fangen die Elektronen in den einzelnen Zellen an sich zu bewegen und springen von der oberen Halbleiterschicht in die untere Schicht. Dabei entsteht Strom.
Es gibt verschiedene Arten von Solarmodulen. Um die jeweiligen Vor- und Nachteile – unter Berücksichtigung des vorhandenen Platzes, des gewünschten Zwecks und des Leistungsanspruchs – gegeneinander abwägen zu können, müssen wir zunächst die genauen Unterschiede kennen.
Grundsätzlich wird zwischen starren (Dickschicht) und flexiblen Solarmodulen (Dünnschicht) unterschieden.
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Polykristalline Solarzellen (Dickschichtmodul)
Polykristalline Solarzellen setzen sich aus vielen kleinen Siliziumkristallen zusammen. Nachdem das Silizium geschmolzen wurde, wird es mit Boratomen versetzt und in große Blöcke gegossen, wo es nach einiger Zeit erstarrt und anschließend in Scheiben gesägt wird. Es fallen kaum Abfälle an. Durch diese kostengünstige Herstellung richten sich die Kristalle allerdings unterschiedlich zueinander aus. An den Grenzen entstehen Stromverluste, woraus ein niedrigerer Wirkungsgrad (maximal 17%) resultiert.
Da für die Erhitzung des Siliziums weniger hohe Temperaturen vonnöten sind, ist der Energiebedarf recht gering und damit die Umweltbilanz sehr gut.
Diese Art der Solarzellen hat eine Lebensdauer von bis zu 40 Jahren. Erkennen können wir sie an der blau glitzernden und ungleichmäßigen Oberflächenstruktur.
Fazit:
Umweltfreundlichere Herstellung, Wirkungsgrad bis zu 16%, lange Lebensdauer, preisgünstig
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Monokristalline Solarzellen (Dickschichtmodul)
Monokristalline Solarzellen bestehen aus nur einem einzigen Siliziumkristall. Diese müssen aufwendig gezüchtet werden und bedürfen in der zeitintensiven Herstellung einem recht hohen Energieaufwand. Daraus resultiert neben dem weniger umweltschonenden Prozess, auch der vergleichsweise teure Preis. Da es aber keine Grenzflächen zwischen einzelnen Kristallen gibt, geht auch kein Strom verloren. Folglich weisen monokristalline Solarzellen, mit einem Wert von bis zu 20%, den höchsten Wirkungsgrad auf. Der Solarstromertrag ist also bei diesen Modulen am größten.
Sie haben eine durchschnittliche Lebensdauer von 30 Jahren. Charakteristisch ist ihre schwarze Färbung.
Fazit:
Aufwendige Herstellung, höchster Wirkungsgrad (bis zu 20%), vergleichsweise teurer Preis
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Flexible Solarmodule (Dünnschichtmodul)
Während die siliziumbasierten Dickschichtmodule auf einem Aluminium-Rahmen befestigt und mit einer Glasplatte bedeckt werden, bestehen Dünnschichtmodule aus organischen (kohlenstoffhaltigen) Kunststoffen. Sie sind recht einfach herzustellen und können in beliebigen Formen, z. B. dünne Folien, produziert werden. Das hat den Vorteil, dass man sie sehr vielseitig einsetzen kann. Ob an der Wandfassade, auf gewölbten Dächern, am Rucksack, in Elektrogeräten oder auf Zelten und Markisen. Sie können sogar zusammengefaltet oder gerollt werden und so platzsparend verstaut werden.
Auch wenn flexible Solarmodule nur einen geringen Wirkungsgrad von 5-7% vorweisen, können sie auch bei sehr großen Dach- oder Freiflächen lohnenswert sein, weil sie selbst bei ungünstigen Lichtverhältnissen Strom erzeugen. Die Lebenserwartung liegt bei rund 25 Jahren.
Fazit:
Preisgünstig, einfache Herstellung, vielseitig einsetzbar, geringerer Wirkungsgrad
Aber welches Solarpanel ist nun das richtige für mich?
Nachdem wir die Unterschiede der einzelnen Solarmodule kennengelernt haben, sollten wir uns nun anschauen welches für Ihre Gegebenheiten und Ansprüche die beste Wahl ist.
Zunächst sollten Sie sich fragen: Wie viel freie Fläche steht für die Solaranlage zur Verfügung? Bei begrenztem Platz, also beispielsweise der Dachfläche eines Einfamilienhauses, sollten Sie auf eines der Dickschichtmodule zurückgreifen.
Bei kleinerer Dachfläche empfehlen sich monokristalline Solarzellen. Sie erzielen eine höhere Nennleistung pro Fläche. Berücksichtigen Sie aber auch die Dachneigung. Kann die Solaranlage nicht direkt gen Süden ausgerichtet werden oder es herrschen teils schattige Lichtverhältnisse, kann es zu Leistungseinbußen kommen.
Ist die Dachfläche etwas größer, sind die preisgünstigeren polykristallinen Solarmodule ebenfalls eine gute Wahl, da sich die Flächenausnutzung nicht so stark auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt.
Benötigen Sie ein flexibles Modul, beispielsweise für gewölbte Flächen wie das Dach Ihres Wohnmobils oder Ihr Outdoor-Equipment, so bieten sich Dünnschichtmodule bestens an.
Lohnt sich die Investition?
Die Antwort ist ganz klar: Ja!
Die Preise für Solarmodule sind in den letzten Jahren durch optimierte Herstellungsprozesse deutlich gesunken. Als Betreiber einer Solaranlage erhalten Sie für Ihren Solarstrom außerdem eine Einspeisevergütung, die Ihnen langfristig mehr Geld einbringt, als Sie für die Anschaffung ausgeben müssen. Zudem können Sie im Normalfall die Anschaffungssumme zu 100% mit einem günstigen KfW-Darlehen finanzieren. Die gezahlte Umsatzsteuer können Sie sich erstatten lassen.
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