Arten von Solarmodulen: Welche Unterschiede gibt es?

Die 3 Haupttypen von Solarmodulen sind monokristallin, polykristallin und Dünnschicht. Entdecken Sie die Eigenschaften und Unterschiede

Die derzeit vorhandenen und vermarkteten Solarmodule sind:

• Monokristalline Solarmodule;
• Polykristalline Solarmodule;
• Dünnschicht Solarmodule.

Sie unterscheiden sich in Eigenschaften und Leistung je nach der Art der Photovoltaikzelle, aus der sie bestehen. Aber welche sind die grundlegenden Unterschiede? Entdecken wir gemeinsam alle Merkmale, um das beste Modell für Ihre Anlage auszuwählen.

Um Entscheidungen zu vermeiden, welche den Wirkungsgrad der Solarmodule beeinträchtigen könnten, empfehle wir Ihnen, Bibliotheken und Wizards einer Photovoltaiksoftware zu  konsultieren, die Sie bei der Dimensionierung der Solarmodule unterstützen.

Was sind Solarmodule?

Ein Solarmodul besteht aus Solarzellen, die in Serie oder parallel geschaltet und auf einer gemeinsamen Tragstruktur angeordnet sind.

Photovoltaikanlagen zeichnen sich durch ihre Modularität aus, die ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten bietet. Jedes Element besteht daher aus vielen kleineren Bestandteilen:

• die elementaren elektrischen Komponenten, die die Strahlungsenergie in elektrische Energie umwandeln, sind die Solarzellen;
• Solarzellen verbinden sich miteinander zu Solarmodulen;
• mehrere in Reihe geschaltete Solarmodulen bilden die sogenannten Strings;
• der Satz von mehreren Strings, die parallel verbunden sind, um die gewünschte Leistung zu erhalten, bildet den Solargenerator.

Bestandteile von Photovoltaikanlagen

Die Solarmodule können in verschiedenen Konfigurationen miteinander verbunden werden; je nachdem, wie sie zusammengeschaltet werden, können sie ihre Intensität oder Spannung erhöhen.

Nach der Festlegung der zu installierenden Leistung ist auch die Wahl der Anzahl der Module und deren Anordnung in den Strings variabel. Die Berechnung und Dimensionierung ist ein wichtiger Prozess, da auch andere Faktorenhttps://www.accasoftware.com/en/solarius-pv wie der Wert der Sonneneinstrahlung des Standorts und der Grad der Sonnenexposition eine Rolle spielen. Dazu empfehlen wir Ihnen, eine Photovoltaik-Software zu verwenden, um alle Elemente der gesamten Anlage schnell zu berechnen und zu dimensionieren.

Wie viele Arten von Solarmodulen gibt es?

Die verschiedenen Arten von Solarmodulen werden nach der Art der Photovoltaikzellen unterschieden, aus denen die PV-Module bestehen, und sie unterscheiden sich wiederum nach dem Kristall, der sie kennzeichnet:

• monokristalline;
• polykristalline;
• und amorphe Solarzellen.

Auf der Grundlage dieser Zellen werden die 3 Haupttypen von Solarmodulen hergestellt:

• Monokristalline Solarmodule;
• Polykristalline Solarmodule;
• Dünnschicht Solarmodule.

Monokristalline Solarmodule

Monokristalline Solarmodule bestehen aus mehreren Solarzellen, die in der Regel aus 30-70 zusammengesetzten und verschweißten Photovoltaik-Zellen bestehen, die mit einer Glasscheibe vor Witterungsverhältnissen geschützt und in einem stabilen Aluminiumrahmen gefasst sind.

Bei monokristallinen Solarzellen handelt es sich um homogene Solarzellen,  die durch das Schneiden von Siliziumblöcken des Czochralski-Verfahrens gewonnen werden. Es ist ein Prozess, bei dem ein Keim in eine Siliziumschmelze getaucht wird und aus dem ein einziger Monokristall erzeugt wird, der ein Siliziumblock bildet.

Sie zeichnen sich durch eine dunkelblaue, fast schwarze Färbung aus.

Monokristalline-Solarmodule

Schließlich sind monokristalline Solarzellen gegenüber Verschattungen recht empfindlich, selbst bei teilweisen Verschattungen, funktionieren aber sehr gut, wenn die Sonnenstrahlen perfekt senkrecht auf ihre Oberfläche treffen. Es ist die teuerste Art von Solarpaneelen, aber da sie aus Zellen aus einem einzigen Kristall bestehen, der in die gleiche Richtung ausgerichtet ist, können diese die Solarenergie optimal nutzen und haben bei gleicher Oberfläche einen höheren Wirkungsgrad.

Polykristalline Solarmodule

Polykristalline Solarmodule sind ebenfalls sehr verbreitet, da sie ähnliche aber nicht identische Eigenschaften aufweisen, wie die der monokristallinen Modulen.

Sie werden aus den Abfällen, durch das Schneiden von monokristallinen Ingots hergestellt und bestehen aus polykristallinen Siliziumzellen, die aus mehreren zufällig ausgerichteten Kristallen mit chaotischer Struktur bestehen.

Diese ungeordnetere Struktur führt zu einer etwas schlechteren Leistung insbesondere, wenn sie senkrecht von der Sonne getroffen werden. Diese Unvollkommenheit ist jedoch auch ihre Besonderheit: Sie nutzen das Sonnenlicht den ganzen Tag über besser aus.

Auch diese Art von Solarmodul ist, wie die vorherige, besonders empfindlich gegenüber Verschattungen, auch teilweise Verschattung, welche zu plötzlichen oder vorübergehenden Ertragseinbußen auf der gesamten Anlage führen können.

Ihre typische Färbung ist schillerndes Blau.

Polykristalline-Solarmodule

Dünnschicht Solarmodule

Solarmodule mit Dünnschichtzellen werden aus amorphem Silizium oder Cadmiumtellurid hergestellt und haben keine kristalline Struktur.

Sie bestehen aus einer Glasschicht oder Kunststoffoberflächen, auf die eine sehr dünne Siliziumschicht gleichmäßig aufgetragen ist. Optisch stellen sie sich nicht als quadratische Zellen dar, sondern erscheinen als eine Platte von einheitlich dunkler Farbe.

Dünnschicht-Solarmodule

Sie zeichnen sich durch ihre Vielseitigkeit aus: Sie werden in verschiedenen Kontexten der architektonischen Integration, der Stadtmöblierung oder der strukturellen Elemente von Gebäuden eingesetzt.

Zu den Vorteilen der Dünnschicht gehört, dass sie auch bei diffusem Licht oder hohen Temperaturen gut funktionieren. Außerdem sind Dünnschicht-Solarmodule die kostengünstigsten auf dem Markt, obwohl ihre Energieausbeute geringer ist.

Was sind die Unterschiede zwischen monokristallinen, polykristallinen und Dünnschicht-Solarmodulen?

Der Hauptunterschied zwischen Solarmodulen ist der Wirkungsgrad, d. h. das Verhältnis von erzeugter Energie zur belegten Fläche.

Genauer gesagt sind die effizientesten Solarmodule diejenigen, die weniger Fläche benötigen, um die gleiche Energiemenge unter den gleichen Einstrahlungs-, Temperatur- und anderen äußeren Betriebsbedingungen zu erzeugen.

Unter den genannten Arten:

• Monokristalline Solarmodule haben einen höheren Wirkungsgrad, der zwischen 15 und 20 % liegt, und benötigen für die Erzeugung von 1 kWp Strom etwa 6 m²;
• Polykristalline Solarmodule haben einen geringeren Wirkungsgrad und benötigen eine größere Fläche: für die Erzeugung von 1 kWp Strom benötigen sie etwa 8 m²;
• Dünnschicht-Solarmodulen haben einen Wirkungsgrad von etwa 6 % und benötigen eine Fläche von 11÷13 m², um 1 kWp zu erzeugen.

Wirkungsgrad der Solarmodule

Unter Berücksichtigung der Effizienz bei verschiedenen Temperaturbedingungen stellt sich heraus, dass:

• Monokristalline Solarmodule bei niedrigen Temperaturen leistungsfähiger sind und bei geringerer Sonnenintensität einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline Module haben;
• Polykristalline Solarmodule mehr bei hohen Temperaturen produzieren, da sie die Wärme besser bewältigen;
• Dünnschicht-Solarmodulen einen geringeren Wirkungsgrad benötigen, aber haben den Vorteil, dass sie bei hohen Temperaturen oder diffusem Licht besser funktionieren.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied betrifft den Preis:

• Solarmodule aus monokristallinem Silizium sind kostenaufwendiger;
• Polykristalline Silizium-Solarmodule sind kostengünstiger als monokristalline Solarmodule;
• Dünnschicht-Solarmodule sind derzeit die wirtschaftlich wettbewerbsfähigsten.

Etwas zu extrinsischen Merkmalen:

• monokristalline Solarmodule sind schwarz und haben eine geordnete Struktur;
• polykristalline Solarmodule sind schillernd blau und haben eine ungeordnete Struktur;
• Dünnschicht-Solarmodule haben eine fehlende Struktur in Bezug auf die Zellen, aus denen sie bestehen, aber im Vergleich zu traditionelleren Technologien sind sie sehr vielseitig einsetzbar.

Typologien von Solarmodulen

Solarmodule können auch auf der Grundlage bestimmter elektrischer Eigenschaften miteinander verglichen werden:

1. Spitzenleistung;
2. Spannung mit maximaler Leistung;
3. Strom mit maximaler Leistung;
4. Kurzschlussstrom;
5. Leerlaufspannung;
6. maximale Systemspannung: die maximale Spannung, der dieses Modul ausgesetzt werden kann;
7. Temperaturkoeffizienten, Verluste die im Solarmodul je nach Temperaturschwankungen auftreten können.

Diese Werte müssen bei der Auswahl des Wechselrichters, der an die Solarmodule angeschlossen werden soll, berücksichtigt werden. Damit das System ordnungsgemäß funktioniert, müssen elektrische Nachweise zwischen dem Wechselrichter und den angeschlossenen Modulen durchgeführt werden. Dazu empfehlen wir Ihnen kostenlos, eine Photovoltaik-Planungssoftware auszuprobieren, mit der Sie die für die Dimensionierung erforderlichen elektrischen Prüfungen, korrekt durchführen können.