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Solarmodul: Wirkungsgrad und Solarzellen

Solarmodul: Wirkungsgrad und Solarzellen

Jens, Heimwerker & Informatiker, Hamburg

Ratgeber verfasst von:

Jens, Heimwerker & Informatiker, Hamburg

73 Ratgeber

Solarmodule haben die Aufgabe, Sonnenenergie aufzunehmen und in elektrische Energie umzuwandeln. Wie viel des aufgenommenen Lichts in nutzbaren Strom umgewandelt werden kann, wird mit dem Wirkungsgrad ausgedrückt. In der Praxis hängt dieser von den Solarzellen, der Ausrichtung, der Fläche und der Sonneneinstrahlung ab.

Wichtige Eigenschaften

  • Art der Zelle
  • Ausrichtung
  • Neigung
  • Fläche in m²
Zu den Solarmodulen

Rechenformel

Um den Wirkungsgrad zu erhalten, muss die maximale elektrische Energie am Ausgang des Solarmoduls (in Watt Peak; Wp) durch die absorbierte solare Strahlungsenergie geteilt werden.

Der Wirkungsgrad wird in Prozent (%) ausgedrückt und stellt den Anteil der Sonnenenergie dar, der in Strom umgewandelt wird. Je höher er ist, desto effizienter arbeitet das Solarmodul.

Wirkungsgrad und Fläche eines PV-Moduls

Stellen Sie sich vor, Sie haben die Wahl zwischen Modul A und Modul B, wobei Modul B bei gleicher Fläche einen höheren Wirkungsgrad besitzt. Modul B erzeugt also mehr Strom. Bei gleicher Leistung benötigt Modul A also mehr Fläche, um die gleiche Menge an Energie zu erzeugen wie Modul B. Wenn Sie eine Photovoltaikanlage installieren möchten, aber nur wenig Platz zur Verfügung haben, beispielsweise weil Ihr Dach recht klein ist, oder Sie Geräte mit hohem Stromverbrauch in Ihrem Wohnmobil versorgen möchten, sollten Sie Solarmodule mit hohem Wirkungsgrad wählen. Diese sind allerdings teurer. Wenn Sie nicht besonders viel Energie benötigen und genug Platz haben, reichen Solarmodule mit niedrigerem Wirkungsgrad vollkommen aus. Sie sind günstiger.

PV-Module weisen unterschiedliche Technologien auf. Bei manchen übersteigt der Wirkungsgrad 60 %. Leider wurden die meisten dieser Technologien nur für ganz besondere Nutzungen entwickelt, wie die Raumfahrt, und sind im Moment aufgrund ihres hohen Preises nicht der breiten Öffentlichkeit zugänglich. Im Handel erhältliche Solarmodule werden mit Silizium gefertigt. Ihr Wirkungsgrad hängt davon ab, wie der Siliziumkristall hergestellt wurde und kann bis zu 25 % erreichen. Es werden drei aus Silizium bestehende Zellen unterschieden.

Amorphes Silizium

Diese Solarzellen erzeugen bis zu 60 Wp/m², haben also einen Wirkungsgrad von ungefähr 6 % bei voller Sonneneinstrahlung. Ihre Herstellung ist recht günstig. Zellen aus amorphem Silizium werden oft für kleine Geräte wie Uhren oder Taschenrechner verwendet. Sie können auch auf weichen Untergründen verwendet werden, was ihr Einsatzgebiet erweitert.

Monokristallines Silizium

Dieser Zelltyp kann bis zu 150 Wp/m² erzeugen, was einem Wirkungsgrad von 16 bis 24 % entspricht. Solche Solarzellen bestehen aus einem einzigen Stück Silizium, das in dünne Scheiben geschnitten wird. Sie besitzen eine einheitliche blaue Farbe. Durch ihren aufwendigen Herstellungsprozess sind sie sehr teuer. Ihr Wirkungsgrad sinkt bei geringer Sonneneinstrahlung oder diffusem Licht.

Polykristallines Silizium

Diese Modelle besitzen einen Wirkungsgrad von ungefähr 15 % und können bis zu 100 Wp/m² produzieren. Beim Erstarren des geschmolzenen Siliziums entstehen Kristalle, was die bläulichen Farbnuancen der Solarzellen erklärt. Sie haben auch bei geringer Einstrahlung und diffusem Licht einen guten Wirkungsgrad.

Die Art der Installation ihrer Solarmodule ist äußerst wichtig. Je nach Ausrichtung und Neigung können sie bis zu 30 % ihres Wirkungsgrads verlieren. Werden Fehler bei der Installation gemacht, erzeugen Solarmodule, die in der Theorie sehr leistungsstark sind, nicht so viel Strom wie gewünscht. Am besten sollten Ihre Solarmodule nach Süden zeigen, damit es mittags zu einer Spitzenproduktion kommt.

Ein Modul, das nach Südosten oder Südwesten ausgerichtet ist, verliert 4 bis 5 % seines Wirkungsgrads. Nach Osten oder Westen gerichtet, kann dieser Verlust bis zu 20 % betragen. Im Idealfall sollte ein Solarmodul um 30 bis 35° zur Horizontalebene geneigt sein. Der Wirkungsgrad eines PV-Moduls sinkt um 10 %, wenn es flach liegt und um 30 %, wenn es vertikal angebracht wurde. Wählen Sie den Installationsort Ihrer Solarmodule daher sorgfältig aus, damit Sie von ihrer maximalen Leistung profitieren können. Und vergessen Sie nicht, sie von Zeit zu Zeit zu reinigen.

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Jens, Heimwerker & Informatiker, Hamburg

Seit meiner Kindheit haben mich Handwerk und Technik interessiert. Ich war schon immer fasziniert vom Heimwerken und von Holzarbeiten. Mit dem Kauf meiner Wohnung hatte ich plötzlich eine lebensgroße Spielwiese. Auf dem Programm standen elektrische Installationen, natürlich unter Beachtung der Normen, neue Wände zu ziehen, aber auch die Deko. Mit der Ankunft unseres kleinen Sohnes fing ich an, Möbel für ihn und später auch für uns zu bauen! Aus Platzgründen habe ich zwar keine feste Werkstatt, aber ich habe bereits eine Menge Wissen angesammelt, das ich gerne mit Ihnen teile.

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