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Wie beeinflusst die Solarzelle den Ertrag Ihrer Solaranlage?
Das Wichtigste in Kürze
- In den Solarzellen wird die Sonnenenergie in Strom umgewandelt.
- Die Leistungsstärke der Solarzellen unterscheidet sich in Abhängigkeit vom gewählten Siliziumkristall.
- Es werden Solarzellen mit monokristallinen und polykristallinen Siliziumkristalle sowie Dünnschichtmodule unterschieden.
Mit einer Solaranlage haben Sie die Möglichkeit, Strom für den Eigenbedarf umweltfreundlich und kostengünstig zu produzieren. Um den erwünschten Ertrag zu erwirtschaften, ist es wichtig, die passenden Solarzellen auszuwählen. Wir erklären Ihnen, wovon die Leistung abhängt und wie Sie in drei Schritten das passende Solarmodul auswählen.
Funktionsweise von Solarzellen
Die Leistungsstärke einer Solaranlage wird maßgeblich von den gewählten Solarzellen beeinflusst, denn hier findet die eigentliche Stromgewinnung statt. Eine einzelne Solarzelle hat dabei eine sehr geringe Leistung, deswegen werden für Photovoltaikanlagen mehrere Zellen miteinander gekoppelt. Viele Solarzellen in einer Reihe geschaltet ergeben dann das Solarmodul.
Um die Funktionsweise einer Solarzelle zu erklären, sind ein paar Physikkenntnisse notwendig: Die Solarzelle besteht aus einem Siliziumkristall und einem Halbleiter. Wenn die Sonne auf die Solarzelle trifft, werden dadurch positive und negative Ladungen ausgelöst, welche sich in Form von Wärme bemerkbar machen. Die Ladung kann nur entstehen, weil sich auch der Halbleiter in der Solarzelle befindet. Dieser besteht meistens aus Silizium, da andere Metalle aufgrund Ihrer Beschaffenheit keinen elektrischen Strom transportieren können.
Wodurch wird der Wirkungsgrad von Solarzellen beeinflusst?
Der Wirkungsgrad von Solarzellen hängt mit den verwendeten Siliziumkristallen zusammen. Zunächst ist wichtig, dass der Kristall rein ist, also möglichst wenig Fremdatome enthält. Das bedeutet, je reiner das Silizium, desto besser auch die Leitfähigkeit und umso höher wiederum der Wirkungsgrad. Genau genommen gibt es jedoch keine reinen Siliziumkristalle, weswegen selten der Reinheitsgrad bei Solarzellen angegeben wird.
Stattdessen werden die Solarmodule in Abhängigkeit des verwendeten Siliziumkristalls in unterschiedliche Arten unterteilt. Mit der Größe des Siliziumkristalls im Modul, steigt auch der Wirkungsgrad der Solarzelle an. Unterschieden wird zwischen monokristallinen Modulen, polykristallinen Modulen und Dünnschichtmodulen:
Unterscheidung der Solarmodule
Diese einfachen kristallinen Module bestehen aus einem großen Kristall, wodurch der Energieverlust verringert und der Wirkungsgrad hochgehalten wird. Bei der Herstellung von monokristallinen Zellen wird ein zylinderförmiger Einkristall aus Silizium in dünne Scheiben zersägt. Aus diesen werden wiederum Quadrate in verschiedenen Größen geschnitten. Allerdings ist die Herstellungskosten ziemlich kostenintensiv, was an dem hohen Energieaufwand für die Produktion großer Kristalle liegt.
Polykristalline Module werden aus vielen kleinen Siliziumkristallen zu einem Kristallblock zusammengesetzt, der auch in Scheiben geschnitten wird. Beim Abkühlungsprozess entsteht jedoch keine einheitliche Siliziumfläche, sondern sogenannte Kristallite. An den Grenzflächen der kleinen Kristalle treten Stromverluste auf, wodurch sich der Wirkungsgrad des Solarmoduls verringert.
Bei Dünnschichtmodulen wird das Silizium zu einer amorphen Masse geschmolzen und als dünne Schicht auf die Solarzelle aufgedampft. Hierbei spricht man von amorphen Solarzellen oder Dünnschichtzellen, die durch eine ungeordnete und nichtkristalline Struktur gekennzeichnet sind. Bei der Herstellung wird gasförmiges Silan (Silizium-Wasserstoff-Verbindung) auf einen Trägerstoff aufgedampft. Dadurch erhalten amorphe Solarzellen ihre rötlich-braune oder schwarze Farbe. Diese Modulart weist den niedrigsten Wirkungsgrad auf, dafür ist sie bei diffusem Licht oder Streulicht effizienter und aufgrund des wenigen Materialbedarfs viel günstiger in der Anschaffung.
In 3 Schritten die passende Solarzelle auswählen
Nicht immer ist es notwendig, das teuerste Modul mit den leistungsstärksten Solarzellen zu kaufen. Doch genauso wenig sollten Sie an der falschen Stelle sparen. Wir erklären Ihnen in drei einfachen Schritten, wie Sie das passende Modul mit geeigneter Solarzelle auswählen:
1. Leistungsbedarf bestimmen
Damit Sie mit der Solaranlage Ihren Strombedarf abdecken können, sollten Sie die Anlage auf Ihren persönlichen Bedarf anpassen. Schauen Sie dazu am besten auf Ihre Stromabrechnung vom letzten Jahr. Für ein Einfamilienhaus mit vier Personen wird eine Anlagenleistung von durchschnittlich 4.000 bis 4.500 kWh empfohlen.
2. Verfügbare Montagefläche überprüfen
Um den gewünschten Ertrag mit Ihrer Anlage zu erwirtschaften, müssen Sie auch überprüfen, wie viel Montagefläche Sie auf dem Dach für die Solarmodule zur Verfügung haben. Achten Sie darauf, dass die Dachfläche frei von Verschattungen und Dachgauben oder -fenstern sein muss. Die verschiedenen Modularten benötigen:
- Dünnschichtmodule: etwa 15 m² Fläche pro kWp
- Polykristalline Module: etwa 9 m² Fläche pro kWp
- Monokristalline Module: etwa 7 m² Fläche pro kWp
3. Leistung und Montagefläche aufeinander abstimmen
Haben Sie Ihren Strombedarf und die verfügbare Montagefläche bestimmt, wissen Sie, welches Solarmodul am geeignetsten für Sie wäre. Im Idealfall sprechen Sie sich mit einer Fachfirma ab. Diese kann Ihnen genau ausrechnen, welches Potenzial in Ihrem Dach steckt und mit welchem Solarstromertrag Sie rechnen können.
Solaranlage mit Fachfirma planen
Eine Solaranlage ist meist eine kostspielige Investition. Mit der passenden Fachfirma an Ihrer Seite minimieren Sie das Risiko für Fehlentscheidungen und können sich auch über aktuelle Fördermöglichkeiten für Photovoltaikanlagen informieren. Aroundhome hilft Ihnen bei der Suche nach der passenden Firma für Ihr Projekt. Füllen Sie dazu einfach unseren Online-Fragebogen aus und Sie erhalten kostenlos und unverbindlich* bis zu drei Angebote von Solarteuren aus Ihrer Umgebung.
