Funktionsweise und Arten von Solarmodulen
Solarmodule zählen zu den wichtigsten Bestandteilen einer Photovoltaikanlage. Mithilfe einzelner Solarzellen wandeln sie Sonnenenergie in elektrischen Strom um. Erfahren Sie mehr über den Aufbau, die Funktionsweise und verschiedene Modelltypen von Solarmodulen. Wir zeigen Ihnen auch, wie die Module eingebaut werden können und was beim Kauf auf Sie zukommt.
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Aufbau eines Solarmoduls
Das Solarmodul, auch Photovoltaikmodul oder Solarpanel genannt, ist der wichtigste Bestandteil einer Photovoltaikanlage. Dabei handelt es sich um einen Verbund mehrerer Solarzellen, die das Kernstück des Moduls bilden. Jede der Zellen kann als kleine Batterie betrachtet werden, die aus Sonnenstrahlung Strom produziert.
Um eine hohe Stromausbeute zu gewährleisten, werden je nach Modell 32 bis 60 Zellen miteinander verlötet und so zu einem Solarmodul zusammengefasst. Größe und Gewicht eines herkömmlichen Solarmoduls sehen meist wie folgt aus:
- Länge: 120 bis 160 Zentimeter
- Breite: 60 bis 80 Zentimeter
- Gewicht: 15 bis 20 Kilogramm
Die Solarzellen bestehen aus einem spröden und zerbrechlichen Material. Um sie zu schützen, werden sie mit einer Rückseitenfolie und Einscheiben-Sicherheitsglas bedeckt. Zwischen Glas und Solarzellen befindet sich eine Verbundfolie. Im Anschluss werden alle Schichten laminiert. Zum Schluss erfolgt die Einfassung der Konstruktion in Aluminiumrahmen.
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Funktionsweise der Solarmodule
Damit die Energie der Sonne im Solarmodul in Strom umgewandelt werden kann, muss ein physikalischer Ladungstausch stattfinden. Vereinfacht erklärt bedeutet das: Treffen die Sonnenstrahlen auf die im Solarmodul befindlichen Solarzellen, wird Energie freigesetzt. Die angeschlossene Solarzelle wandelt die Energie in Strom um und leitet sie weiter.
Bei dem produzierten Strom handelt es sich allerdings um Gleichstrom. Damit er im Haushalt verwertet werden kann, muss der Wechselrichter ihn zunächst in Wechselstrom umwandeln. Die Solarmodule sind daher nicht der einzige Bestandteil der privaten Stromerzeugung:
Typen von Solarmodulen
Solarmodule werden anhand der verwendeten Solarzellen und der Aufbaudicke klassifiziert. Die verschiedenen Typen weisen Unterschiede in Farbe, Materialeigenschaften und Wirkungsgraden auf. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel von der Sonnenenergie tatsächlich in nutzbare Energie umgewandelt wird. Generell wird zwischen kristallinen Modulen bzw. Dickschichtmodulen und Dünnschichtmodulen unterschieden. Erstere werden wiederum in mono- und polykristalline Module unterteilt.
Dünnschichtmodule
Sogenannte Dünnschichtmodule überzeugen durch eine umweltfreundliche und einfache Herstellung. Der Halbleiter, welcher das Sonnenlicht absorbiert und in elektrischen Strom umwandelt, wird direkt auf den Träger aufgedampft. Sie sind kaum anfällig gegen Verschattung oder hohe Temperaturunterschiede. Die Oberfläche kann unterschiedlich eingefärbt werden und auf ihr ist keine Struktur zu erkennen. Besonders flexibel sind die Solarmodule, wenn ihre Trägerschicht aus Kunststoff besteht. Mit etwa 7 Prozent haben Sie den geringsten Wirkungsgrad, sind aber gleichzeitig sehr günstig.
Polykristalline Solarmodule
Die meisten Solarmodule nutzen Silizium zur Stromerzeugung. Bei Modulen mit polykristalliner Bauweise werden mehrere kleine Siliziumkristalle in einer Solarzelle genutzt. Ihr Wirkungsgrad ist mit etwa 15 Prozent höher als der von günstigen Dünnschichtmodulen, aber geringer als der von monokristallinen Modulen.
Monokristalline Solarmodule
Monokristalline Solarzellen sind die teuerste Variante. Sie besitzen mit etwa 19 Prozent allerdings auch den höchsten Wirkungsgrad. Die Oberfläche ist dunkelblau bis schwarz und es ist keine Kristallstruktur zu erkennen. Da die Module aus einem sogenannten Einkristall aus Silizium gefertigt werden, sind sie besonders hochwertig.
Montage von Solarmodulen
Bei der Dachinstallation von Solarmodulen gibt es zwei Möglichkeiten:
Montage auf dem Dach: Hier werden die Module durch ein Schienensystem auf dem Dach befestigt. Sie können entweder flach am Dach anliegen oder aufgeständert werden, um den Neigungswinkel anzupassen.
Montage im Dach: Bei der Indach-Variante werden die Solarmodule bündig und rahmenlos in das Dach eingelassen. Sie ersetzen dadurch einen Teil der Dacheindeckung. Die nachträgliche Installation einer Indach-Solaranlage ist sehr aufwendig, weswegen diese Variante eher im Neubau gewählt wird. Eine Alternative dazu stellen spezielle Solardachziegel dar, in die kleine Solarmodule eingesetzt werden.
Neben der Installation auf dem Dach können die Module auch an der Fassade angebracht werden. Dazu werden entweder einzelne Solarmodule fest in die Hauswand integriert oder zu einer kompletten Solarfassade zusammengefasst.
Preise & Kosten von Solarmodulen
Die steigende Preisentwicklung von Solarmodulen hat in den vergangenen beiden Jahren zu höheren Anschaffungskosten von Solaranlagen geführt. Je nach Art und Leistungsstärke der Solarmodule unterscheiden sich die Preise dabei stark. Aktuell sollten Sie etwa 230 bis 530 Euro pro kWp einkalkulieren. Dabei ist zu beachten, dass Dünnschichtmodule zwar günstig sind, Sie aber für die gleiche Leistung eine deutlich höhere Fläche benötigen als bei kristallinen Modulen. In jedem Fall lohnt sich der Vergleich verschiedener Solarmodule vor dem Kauf, um das beste Preis-Leistungs-Verhältnis zu ermitteln. Insgesamt machen die Kosten für die Solarmodule etwa 25 Prozent der Gesamtkosten einer Solaranlage aus.
Solarmodule verschiedener Hersteller kaufen
Welche die besten Solarmodule für Sie sind, hängt immer von den individuellen Standortbedingungen der Photovoltaikanlage ab. Die Art und das Material der passenden Module sind unter anderem von der Dachausrichtung, der verschattungsfreien Fläche und Ihrem Strombedarf abhängig.
Fachfirmen für Solaranlagen finden
Lassen Sie sich daher ausführlich durch eine Fachfirma beraten. Nur so erhalten Sie eine auf Ihr Dach und Ihre individuellen Gegebenheiten abgestimmte Photovoltaikanlage. Füllen Sie dazu gerne unseren Online-Fragebogen aus. Anhand Ihrer Angaben können wir Ihnen kostenfrei und unverbindlich* bis zu drei Fachfirmen aus Ihrer Region empfehlen.
Häufig gestellte Fragen
Bei den Solarmodulen handelt es sich um die meist dunkelblauen bis schwarzen Platten, die auf dem Hausdach oder an der Fassade angebracht werden. Die Solarzellen sind das Kraftwerk einer Solaranlage, denn hier geschieht die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom. Sie bestehen aus Siliziumkristallen und Halbleitern. Mehrere aneinander gereihte Solarzellen bilden ein Solarmodul.
Die Abkürzung kWp steht für Kilowatt Peak und beschreibt die optimale Leistung von Solarmodulen während eines Tests im Labor. Da die Bedingungen in einem Labor anders sind als in der Realität, lässt sich aus dem kWp nicht direkt darauf schließen, wie viel Ertrag eine Photovoltaikanlage erreichen kann.
Ja, allerdings handelt es sich dabei nicht um vollständig durchsichtige, sondern lediglich um lichtdurchlässige Solarmodule. Sie sind damit nur semitransparent. Die höchste Lichtdurchlässigkeit lässt sich mit Dünnschicht-Zellen erreichen, aber auch mono- und polykristalline Zellen können eingebaut werden. Transparente Solarmodule kosten deutlich mehr als die Standardvariante.
