Photovoltaikmodule – Machen dein Dach zur Energie-Quelle

Was ist ein Photovoltaikmodul?

Photovoltaikmodule, auch PV- oder Solarmodule genannt, sind die Hauptbestandteile einer Photovoltaikanlage. Solarmodule wandeln Sonnenenergie in elektrische Energie in um, sobald Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft. Im Kern bestehen die Module aus miteinander verschalteten Solarzellen.

Photovoltaikmodule unterscheidet man grob in kristalline Module und Dünnschichtmodule und kristalline Module wiederum in poly- und monokristalline Module. Trotz der anfänglich günstigeren Herstellung von Dünnschichtmodulen haben sich in den vergangenen Jahren die monokristallinen Solarmodule durchgesetzt. Das liegt vorrangig an dem höheren Modulwirkungsgrad und der damit besseren Flächenausnutzung, was sich gerade bei Hausdächern bemerkbar macht.

Die Funktion eines Photovoltaikmoduls einfach erklärt

Ein Photovoltaikmodul besteht aus vielen Solarzellen, die Sonnenlicht in Strom umwandeln. Jede Solarzelle hat drei Schichten: eine negativ-dotierte Schicht (mit Elektronenüberschuss), eine Grenzschicht und eine p-dotierte Schicht (mit Elektronenmangel).

Wenn Sonnenlicht auf die Zelle trifft, lösen Lichtteilchen (Photonen) Elektronen in der Siliziumschicht. Die Elektronen bewegen sich durch die Grenzschicht, was einen Stromfluss erzeugt. Dieser Vorgang, der photovoltaische Effekt, ist die Grundlage der Stromerzeugung im Modul.

Verschiedene Arten der Photovoltaikmodule

Es gibt verschiedene Arten von Solarmodulen, die jeweils für unterschiedliche Anwendungen und Anforderungen geeignet sind. Trotz ihrer sehr unterschiedlichen Optik, ist der Aufbau der verschiedenen Arten der Photovoltaikmodule sehr änlich.

1. Standard-Solarmodule: Diese sind die am häufigsten verbauten Module. Sie bestehen aus Solarzellen, die in zwei Folien eingelaminiert und mit einer Glasscheibe geschützt werden. Sie zeichnen sich durch ihre hohe Effizienz und Langlebigkeit aus.
2. Flexible Solarmodule: Eine innovative Form der Photovoltaik-Technologie. Im Gegensatz zu traditionellen, starren Modulen bestehen sie aus biegsamen Materialien, die eine Installation auf gebogenen Dächern, Fahrzeugen oder sogar Campingausrüstungen ermöglichen. Diese Flexibilität erweitert die Einsatzmöglichkeiten erheblich.
3. Solardachziegel: Diese Module bieten eine ästhetische Lösung, da sie optisch ansprechend sind und sich nahtlos in das Dach integrieren lassen. Sie kombinieren die Funktionalität von Solarmodulen mit einem eleganten Design, ideal für Projekte, bei denen das Aussehen des Daches wichtig ist.

Jede dieser Modularten bietet verschiedene Vorteile und eignet sich für unterschiedliche Anwendungen, je nach den individuellen Anforderungen und Gegebenheiten.

Deine persönliche Energiewende beginnt jetzt!

Egal ob Strom, Wärme oder Mobiliät, unser enerix Partner in deiner Nähe findet genau das richtige Angebot für dich.

Jetzt Beratung vereinbaren

Standard-Photovoltaikmodule

Standard-Photovoltaikmodule unterscheiden sich optisch nur wenig, meist in Größe und Form. Einige Module haben einen silbernen Rahmen und schwarze Folie, in die die Zellen eingebettet sind, während andere komplett schwarz sind, mit schwarzem Rahmen und schwarzer Folie. Bei genauerem Hinsehen erkennt man jedoch weitere Unterschiede: Es gibt Glas-Folien-Module und Glas-Glas-Module, wobei letztere eine zusätzliche Glasschicht auf der Rückseite bieten, was sie robuster und langlebiger macht. Zudem gibt es Vollzellen-Module, bei denen die Zellen ganz sind, und Halbzellen-Module, bei denen die Zellen geteilt sind, was die Effizienz erhöht und das Modul weniger anfällig für Ausfälle macht. Diese Unterschiede beeinflussen die Leistung und Haltbarkeit der Module, sind jedoch oft nur bei näherer Betrachtung sichtbar.

Standard Glas-Folienmodule

Standard Glas-Folienmodule sind die aktuell am häufigsten verbauten Module. Die Modulmaße sind bei nahezu allen Herstellern Standard, nur beim Aufbau und bei den Leistungen unterscheiden sich die Produkte. Bisher hatten Standardmodule 60 Vollzellen und Maße von 1 m x 1,7 m. Seit ein paar Jahren
geht jedoch die Entwicklung zu Modulen mit Halbzellen. Heutige Standardmodule haben 120 Halbzellen, Maße von circa 1,1 m x 1,75 m und Modulleistungen von 380 bis 420 Wp. Die Zellen liegen wettergeschützt in einem Glas-Folien-Laminat.

Glas-Glas-Module

Glas-Glas-Module besitzen die gleichen Modulleistungen und unterscheiden sich von den Standardmodulen nur darin, dass auf der Rückseite des Moduls statt einer Folie ein weiteres Glas
verbaut wird. Die Zelle wird dadurch noch besser geschützt und das erhöht die Lebensdauer des Photovoltaikmoduls. Glas-GlasModule haben besonders hohe Produkt- und Leistungsgarantien.

Halbzellenmodule

Halbzellenmodule bringen gegenüber den anderen beiden Modultypen die höchsten Modulleistungen. Dabei werden die bisherigen Ganzzellen mittig geteilt. Statt mit 60 Vollzellen werden bei diesen Modulen 120 Halbzellen in zwei parallel verschaltete „Zwillingshälften“ aufgeteilt. Durch diese besondere Art der Verschaltung können nochmals höhere Leistungen erreicht werden. Halbzellen- und Glas-Glas-Module sind gegenüber Standard-GlasFolien-Modulen etwas teurer.

Farbige Solarmodule

Farbige Solarmodule bieten eine ästhetische Alternative zu klassischen Standardmodulen. Sie sind in verschiedenen Farben erhältlich und fügen sich harmonisch in die Dachgestaltung ein, wodurch sie weniger auffallen. Diese Module sind ideal für Gebäude, bei denen das Design eine wichtige Rolle spielt. Allerdings haben farbige Solarmodule meist eine geringfügig niedrigere Leistung und sind etwas teurer als herkömmliche Module. Dennoch bieten sie eine perfekte Lösung für alle, die Funktionalität und Design verbinden möchten.

Solardachziegel

Solardachziegel kombinieren Funktionalität und Ästhetik. Sie ersetzen herkömmliche Dachziegel und erzeugen gleichzeitig Strom aus Sonnenenergie. Diese Lösung ist ideal für Häuser, bei denen Wert auf Design gelegt wird, da die Ziegel sich nahtlos ins Dach einfügen. Solardachziegel sind wetterfest, langlebig und bieten eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Dächern. Zwar sind sie teurer als Standard-Solarmodule, doch überzeugen sie durch ihre unauffällige Integration und die Verbindung von Energiegewinnung und Eleganz.

Worauf sollte man beim Kauf von Solarmodulen achten?

Nur auf den ersten Blick gleicht ein Modul dem anderen und selbst als Fachmann ist es nicht einfach bei der Menge an Modulherstellern das richtige Produkt auszuwählen. Module müssen allen Witterungen trotzen und das über einen möglichst langen Zeitraum. Von über 30 Grad im Sommer oder minus 15 Grad mit riesigen Schneemengen im Winter. 

Deshalb ist man gut beraten gerade an dieser Komponente nicht zu sparen, weil eine Reparatur dann schnell mal aufwendig und teuer werden kann und ein Fehler ist nicht immer schnell auffindbar. Bei der Wahl muss man neben der Modulleistung auf weitere wichtige Details achten.

Bereit für den Einstieg in die Photovoltaik?

Entdecke unseren umfassenden Leitfaden für deine Solaranlage!

Jetzt kostenfrei bestellen

FAQs – Photovoltaikmodule

Welche Module sind besser poly- oder monokristalline Module?

Der wesentliche Unterschied zwischen poly- und monokristallinen Photovoltaikmodulen ist der verwendete Zelltyp bzw. der optische Unterschied der beiden Zelltypen. Vom Aufbau sind beide Modultypen identisch. Anders als die vorherrschende Meinung stimmt es nicht, dass monokristalline Module mehr Ertrag liefern. Richtig ist, dass es durch die höhere Leistungsdichte Monomodule mit höheren Leistungen bei gleicher Modulgröße gibt, womit man letztlich auf gleicher Fläche mehr Ertrag erwirtschaftet kann. Bei direktem Vergleich, leistungsgleicher Module, erwirtschaften beide Modultypen den identischen Jahresertrag. 

Beide Modultypen sind qualitativ vergleichbar und eine Entscheidung für das ein oder andere Modul kann man nach Kriterien entscheiden. Hat man beispielsweise nur eine sehr begrenzte Dachfläche, die man maximal nutzen möchte, sollte man sich für ein Monomodul entscheiden. Ist die Dachfläche mehr als ausreichend groß und steht die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund kann man auch ein leistungsschwächeres und günstigeres Polymodul nutzen.

• Monomodule bzw. Monozellen haben eine höhere Lichtausbeute bei Schwachlicht als Polymodule.
• Monokristalline Zellen haben dadurch gegenüber polykristalliner Zellen eine etwas höhere Leistung bei gleicher Zellgröße.
• Optisch unterscheiden sich die Zellen heute nur noch gering. Polyzellen wirken eher blau, Monomodule dagegen schwarz oder dunkelbau. Bei älteren Zellen war der Unterschied wesentlich größer. Monomodule erkannte man durch die stark abgerundeten Ecken und Polyzellen durch die marmorierte Zellstruktur.
• Durch die günstigere Produktion kristalliner Zellen sind die Module etwas günstiger.
• Der Temperaturkoeffizent ist bei Polymodulen geringer als bei Monomodulen. Polymodule verlieren deshalb weniger Leistung als Monomodule bei steigenden Modultemperaturen.

Was bedeutet die Leistungsgarantie bei Photovoltaikmodulen?

Üblicherweise bieten Hersteller von Modulen neben der Produktgarantie eine Leistungsgarantie. Diese Garantie besagt, dass das Modul nach einer Lebensdauer von 10 Jahren mindestens noch 90 Prozent, nach einer Lebensdauer von 25 Jahren mindestens noch 80 Prozent der anfänglichen Leistung liefern muss. Diese Leistungsgarantien sind freiwillige Leistungen der Hersteller und variieren im Detail von Hersteller zu Hersteller.
Sie gilt grundsätzlich nur dann, wenn die Leistungsminderung auf eine Degradation der Solarmodule zurückzuführen ist. Leisten die Solarmodule beispielsweise wegen Beschädigungen oder Verschmutzungen weniger, ist das kein Fall für die Garantie.

Tipp:

Papier ist geduldig und es ist aufwendig eine Leistungsminderung nachzuweisen. Achten Sie deshalb auf die Qualität der Produkte. Ein vermeintlich billiges Modul kann sich im Nachgang als sehr teuer herausstellen. Qualitätsprodukte liefern hingegen auch nach 25 Jahren weit mehr als die garantierten 80 Prozent.

Warum sinkt die Leistung eines PV-Moduls bei höheren Temperaturen?

Die Photoltaikzelle besteht wie der Speicher im PC aus einer Halbleitertechnik, deren Leitfähigkeit mit zunehmender Temperatur schlechter wird. Das ist auch der Grund, warum Computer und Laptops mit einem Lüfter gekühlt werden. Bei den PV-Modulen wird diese Eigenschaft mit dem Temperaturkoeffizienten angeben. 

Dieser liegt bei ca. 0,4 Prozent pro einem Grad. Die Nominalleistung der Module wird bei 25 Grad Umgebungstemperatur und bei 1.000 Watt Sonneneinstrahlung gemessen. Steigt die Temperatur um beispielsweise 10 Grad sinkt die Modulleistung um 4 Prozent, das sind bei einem 280 Watt-Modul 11,2 Watt. Die Temperatur steigt aber in der Regel wenn die Sonne scheint. Das heißt, die Leistung steigt im gleichen Verhältnis durch die höhere Einstrahlung. Scheint die Sonne an einem kühlen Frühlingstag mal richtig intensiv, dann wird die Leistung auch mal überschritten.  

Wir groß und wie schwer sind Module?

Typische 120-zellige Halbzellen-Glas-Glas-Module haben ein Maß von 1,1 m x 1,75 m x 30 mm Stärke und wiegen ca. 25 kg. Dieses Modulmaß hat sich in den vergangenen Jahren durchgesetzt und wird nahezu von jedem Modulhersteller mit mono- oder polykristallinen Zellen hergestellt. Verschiedene Hersteller bieten noch weitere Maße an, die Leistung der Module ist proportional der Fläche.

Besonderheit Glas-Glas Module:

Einzelne Hersteller, wie beispielsweise der Hersteller Solarwatt produzieren statt der typischen Glas-Folien-Module, Glas-Glas-Module, die eine noch höhere Lebenserwartung besitzen. Diese Module sind ca. 15 Prozent schwerer.

Halten Photovoltaikmodule auch Hagel stand?

Photovoltaikmodule sind in der Regel robust und für verschiedene Wetterbedingungen ausgelegt. Hochwertige Module werden auf Hagelbeständigkeit getestet, oft mit Hagelkörnern von bis zu 25 mm Durchmesser, die mit 80 km/h auf die Oberfläche treffen. Solche Tests entsprechen den Standards wie IEC 61215. Schäden können jedoch bei extremem Hagel oder minderwertigen Modulen auftreten. Eine Versicherung für Sturmschäden bietet zusätzlichen Schutz. Regelmäßige Wartung sichert die Lebensdauer.

Wie oft muss man Solarmodule reinigen?

Die Reinigung von Solarmodulen ist in der Regel selten erforderlich, da Regen Schmutz wie Staub oder Pollen weitgehend entfernt. In staubigen Regionen, bei starken Verschmutzungen durch Vogelkot oder bei langen Trockenperioden kann eine Reinigung sinnvoll sein, um den Ertrag zu maximieren. Eine Überprüfung der Module alle 1-2 Jahre ist ratsam. Reinigung sollte schonend mit weichem Wasser und ohne aggressive Chemikalien erfolgen, um die Oberfläche nicht zu beschädigen.