So finden Sie das richtige Solarmodul

Kurz gesagt, sollten Sie für die Wahl Ihrer Solarmodule über Folgendes Bescheid wissen:

• amorphes Silizium: 1 m² = ca. 60 Wp, funktioniert bei diffusem Licht,

• polykristallines Silizium: 1 m² = ca. 100 Wp, geringerer Wirkungsgrad bei diffusem Licht,

• monokristallines Silizium: 1 m² = ca. 200 Wp, geringerer Wirkungsgrad bei diffusem Licht,

• die vorgesehene Fläche muss zur Größe der Module passen; die Größe eines Solarmoduls hängt wiederum von seiner Technologie und Watt-Peak-Zahl (Wp) ab*.

• die Leistung in kWh pro Jahr, die Sie benötigen;

• die Sonneneinstrahlung in Ihrer Region.

• die für Ihre Anlage vorgesehene Fläche in m²;

*1 kWp (Kilowatt Peak, also 1000 Wp) erzeugt in Deutschland ungefähr 1000 kWh pro Jahr.

Aufbau eines Solarmoduls

Solarmodule bestehen aus vielen zusammengesetzten Solarzellen. Diese produzieren einzeln etwa 0,5 Volt. Nebeneinander oder parallel eingebaut, sind sie in der Lage, eine Spannung von ungefähr zehn Volt und eine Stromstärke von einigen Ampere aufzubauen.

Auf den Zellen befindet sich ein Metallgitter (Frontkontakt), unter den Zellen ein Rückseitenkontakt. Diese Elemente ermöglichen es, den Strom, der durch die Sonneneinstrahlung in den Zellen erzeugt wird, zu sammeln.

Eine durchsichtige Scheibe, die oft aus gehärtetem Glas besteht, deckt das Ganze ab, ohne dass Sonneneinstrahlung verloren geht. Die verschiedenen Komponenten des Moduls werden durch einen Rahmen gegen Stöße geschützt. Dieser ermöglicht es auch, das Modul mit einem Gestell fest auf einem Dach oder im Boden zu verankern. Selbst bei starkem Wind darf sich das Modul nicht bewegen.

Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterialien, wie sie auch in Computern zu finden sind. Der Kern einer Solarzelle besteht aus einem sogenannten p-n-Übergang. Auf der einen Seite weist die Struktur des Materials einen Elektronenmangel auf. Sie wird als p-dotiert bezeichnet. Auf der anderen Seite herrscht ein Elektronenüberschuss (n-dotiert).

Die Vereinigung der beiden Seiten führt zu einem permanenten elektrischen Feld. Die Energie in den Photonen des Lichts regt die Elektronen im Siliziumkristall an. Sind diese Ladungsträger ausreichend angeregt, entkoppeln sie sich von der Anziehungskraft der Atome und werden vom elektrischen Feld, das durch den p-n-Übergang entstanden ist, verschoben.

Dieses Phänomen wird als Photoeffekt bezeichnet und erzeugt Strom von einigen Milliampere.

Die Leistung eines Solarmoduls wird in Watt Peak (Wp) ausgedrückt. Dabei handelt es sich um die von einem Solarmodul gelieferte Spitzenleistung bei 25 °C unter einer Einstrahlung, die der Sonneneinstrahlung gleicht, und einer Leistung von 1000 W pro m².

Dieser Standardwert ermöglicht es, die verschiedenen Photovoltaikmodule miteinander zu vergleichen. Je höher der Peakwert ist, desto mehr Strom wird von einem Modul erzeugt. Zudem ermöglicht er eine Schätzung der jährlichen Stromerzeugung einer Photovoltaikanlage in einer gegebenen Region. Mit einem Solarmodul mit 1 kWp können Sie in Deutschland durchschnittlich 1000 kWh Strom erzeugen. Je nach Region und Höhenlage kann der Wert etwas über oder unter 1000 kWh liegen.

Photovoltaikmodule funktionieren mit verschiedenen Technologien, die sich in Preis und Wirkungsgrad unterscheiden. Je größer der Wirkungsgrad eines Moduls, desto besser ist die Watt-Peak-Zahl und desto höher ist die jährliche Stromproduktion. Die ausgefeiltesten Technologien kommen jedoch nur in der Wissenschaft zur Anwendung.

Photovoltaikmodule: 3 Arten

Amorphes Silizium

Ein Quadratmeter (1 m²) dieser Module erzeugt etwa 60 Wp und besitzt somit einen Wirkungsgrad von etwa 6 %. Sie sind recht günstig und funktionieren selbst bei diffusem Licht. Sie können zudem auch auf weichen Untergründen verwendet und somit mobil eingesetzt werden.

Polykristallines Silizium

Ihre Spitzenleistung liegt bei ungefähr 100 Wp pro m² bei einem Wirkungsgrad von ca. 15 %. Sie zeichnen sich optisch durch bläuliche Farbnuancen aus. Bei bewölktem Wetter sinkt ihr Wirkungsgrad.

Monokristallines Silizium

Diese Solarmodule sind aufwendiger in der Anfertigung als die oben genannten Module. Sie sind jedoch durch Spitzenwerte von ungefähr 165 Wp/m² auch um 50 % leistungsfähiger (Wirkungsgrad von 16 bis 24 %). Bei diffusem Licht sinkt ihr Wirkungsgrad allerdings.

Die Größe eines Solarmoduls ist an verschiedene Kriterien gekoppelt, die Sie bei der Wahl berücksichtigen müssen. Achten Sie darauf, dass die jeweiligen Merkmale zu den Anforderungen an Ihre Anlage passen:

• Peakleistung pro m² des Solarmoduls. Diese hängt von der ausgewählten Technologie und der spezifischen Leistung des Modells ab.

• Erzeugte Strommenge pro Jahr in kWh.

• Sonneneinstrahlung und geografische Lage. Ein Solarmodul mit einer Fläche von 1 m² erhält in Norddeutschland weniger Sonneneinstrahlung als in Süddeutschland. Im Durchschnitt liegt die Sonneneinstrahlung in Deutschland bei etwa 1000 Kilowattstunden (kWh) pro Quadratmeter.

• Vorhandene Fläche für die Installation der Photovoltaikmodule.

• Ausrichtung. Im Idealfall sollten sie nach Süden gerichtet sein und einen Winkel von 35° zur horizontalen Ebene aufweisen. Je mehr die Module von diesem Idealwert abweichen, desto weniger Strom wird bei gleicher Sonneneinstrahlung erzeugt. Ein vertikal oder horizontal befestigtes Modul liefert nie so viel Energie wie ein unter Idealbedingungen installiertes Modul.

In unserem Ratgeber "Leistung und Größe einer Solaranlage berechnen: So geht's" erfahren Sie, wie Sie die Größe Ihres PV-Moduls anhand dieser Parameter bestimmen können.

1. Bei fest installierten Modulen ist es wichtig, die Leistung anhand des verfügbaren Platzes zu bestimmen.

2. Solarmodule mit hohem Wirkungsgrad erzeugen mehr Strom pro m² und sind somit teurer – entweder, weil ihre Technologie moderner ist oder weil bei der Herstellung mehr Wert auf Details gelegt wurde.

3. Wenn Sie Solarmodule objektiv miteinander vergleichen möchten, müssen Sie die Peakleistung pro m² (Wp/m²) betrachten.

4. Rechnen Sie genau aus, wie viel Strom Sie erzeugen möchten. Berücksichtigen Sie dabei die Eigenschaften Ihrer Anlage. Unsere Rechenformel ermöglicht es Ihnen, die Jahresproduktion zu bestimmen. Hierbei gleichen Höchstwerte im Sommer schlechte Leistungswerte im Winter aus.

5. Rechnen Sie einen großen Spielraum ein, wenn Ihre Solaranlage das ganze Jahr über Geräte mit Strom versorgen soll, damit Sie immer genug Energie zur Verfügung haben.

6. Denken Sie daran, dass die Wahl des Standorts entscheidend ist. Vergewissern Sie sich, dass die Module nicht im Schatten liegen. Sie dürfen nicht durch wachsende Bäume verdeckt werden und müssen regelmäßig gereinigt werden, damit sie weiterhin optimal Strom erzeugen.

Eine PV-Anlage stellt eine große Investition dar, die sich aber im Schnitt nach 15 Jahren amortisiert. Wenn Sie sie eine staatliche Förderung bekommen, rechnet sich die Anlage sogar früher und Sie profitieren länger von kostenlosem Strom vom eigenen Dach.

Lesen Sie unseren Ratgeber Förderungen für energetische Sanierung und Modernisierung im Überblick

Weitere Informationen und Tipps rund um solare Energie finden Sie in folgenden Ratgebern:

• Ein Solarpanel installieren: So geht’s

• Leistung und Größe einer Solaranlage berechnen: So geht‘s

• So finden Sie das richtige Solarmodul für Wohnmobile, LKWs oder Boote

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