Was ist ein Solarmodul?

Solarmodule sind technische Bauteile von Photovoltaikanlagen, die Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandeln. Sie werden auch als Solarpanels oder Photovoltaikmodule bezeichnet. Sie werden in einem wetterfesten Rahmen aus Aluminium, Glas und Kunststoff eingebettet. In der Regel besteht ein Solarmodul aus 60 elektrisch miteinander verschalteten Solarzellen. Ein Modul hat eine durchschnittliche Leistung von 300 – 400 Watt.

Aufbau eines Solarpanels

• Die Frontglasscheibe besteht meist aus gehärtetem Glas, das die Solarzellen vor Umwelteinflüssen schützt.
• Darunter liegen mehrere Kunststoffschichten, die meist aus EVA-Folie (EVA = Ethylen-Vinylacetat) bestehen. Diese Schichten betten die Solarzellen ein und schützen diese vor Feuchtigkeit und äusseren Belastungen.
• Jedes Solarmodul besteht aus vielen kleinen Solarzellen. Sie werden aus Silizium hergestellt und sind dafür verantwortlich, dass das Sonnenlicht in Strom umgewandelt wird.
• Auf der Rückseite des Moduls gibt es eine eigene Rückseitenfolie, die zusätzlichen Schutz bietet.
• Bei sogenannten Glas-Glas-Modulen gibt es statt der Folie eine zweite Glasscheibe. Beide Varianten sorgen für Stabilität und Isolierung.
• In der Anschlussdose mit Bypass-Dioden (Verschattungsbrücken) werden die elektrischen Anschlüsse zusammengeführt. Oft haben diese auch Steckverbindungen für die Verkabelung.
• Ein Aluminiumrahmen gibt dem Modul mechanische Stabilität und erleichtert die Montage.

Solarmodule in der Photovoltaikanlage

Die einzelnen Solarmodule werden in einer Photovoltaikanlage zusammengeschaltet. Der von den Modulen erzeugte Gleichstrom wird durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Dieser Strom kann dann direkt im Haushalt genutzt oder ins Stromnetz eingespeist werden. Falls ein Batteriespeicher vorhanden ist, kann damit auch überschüssiger Strom für später gespeichert werden.

Funktionsweise von Solarmodulen

Trifft Sonnenlicht auf eine Solarzelle, dann werden die Elektronen darin durch die Solarlichtenergie angeregt und bewegen sich so von einer Siliziumschicht in die andere. Diese Umwandlung von Licht in Strom basiert auf dem sogenannten photovoltaischen Effekt. Durch die Bewegung der Elektronen entsteht elektrische Spannung. Über metallische Kontakte an der Ober- und Unterseite der Zelle werden die Elektronen in einen externen Stromkreis geleitet. Dadurch entsteht ein Gleichstrom, der weiterverwendet wird.

Arten von Solarmodulen

Es gibt drei verschiedene Arten von Solarmodulen, die sich durch ihre Solarzellen unterscheiden: monokristalline Module, polykristalline Module und Dünnschichtmodule.

Monokristalline Module

Für monokristalline Solarmodule werden monokristalline Solarzellen genutzt, die aus Siliziumkristallen bestehen. Diese Art der Solarmodule ist besonders leistungsstark und hat einen besonders hohen Wirkungsgrad (das Verhältnis von erzeugter elektrischer Energie zur einfallenden Lichtenergie) von 20 bis 30 Prozent. Sie sind mit rund 20 Jahren auch sehr lange haltbar. Um diese guten Werte zu erreichen, ist das Herstellungsverfahren sehr aufwändig und komplex, was diese Modulart relativ teuer macht.

Polykristalline Module

Diese Solarmodule bestehen, wie der Name schon sagt, aus polykristallinen Solarzellen. Das sind blaue Solarzellen, die aus mehreren Siliziumkristallen bestehen. Optisch sind sie durch eine kristalline Oberflächenstruktur erkennbar. Der Wirkungsgrad liegt bei 15 bis 20 Prozent und ist damit etwas geringer als bei monokristallinen Modulen. Dafür sind polykristalline Module aber auch günstiger und haben sich über die Jahre sehr gut bewährt.

Dünnschichtmodule

Dünnschichtmodule sind die dritte Art der Solarmodule. Sie bestehen aus nicht-kristallinen Solarzellen und sind mit höchstens einem Mikrometer sehr dünne Module. Sie sind sehr leicht und auch kostengünstig in der Herstellung. Im Vergleich zu mono- und polykristallinen Modulen haben sie einen relativ geringen Wirkungsgrad von fünf bis sieben Prozent. Dünnschichtmodule sind ausserdem nicht ganz so robust und so auch schwieriger in der Montage.

Welche Module genutzt werden, hängt von der zur Verfügung stehenden Fläche und dem Einsatzort ab. Für Dächer von Wohnhäusern ist der Einsatz von monokristallinen oder polykristallinen Modulen üblich, da sie sehr robust sind. Auch die Lebensdauer ist bei beiden Modularten ähnlich hoch. Vor allem, wenn diese Module auf einer grossen Dachfläche angebracht werden, macht der geringere Wirkungsgrad von polykristallinen Modulen kaum einen Unterschied. Dünnschichtmodule kommen bei Privathäusern hingegen weniger zum Einsatz.

Fazit: Es gibt für alle Bedürfnisse die passenden Solarmodule

Solarmodule ermöglichen die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom. Das ist technisch zwar komplex, in der Anwendung sind sie aber einfach. Hat man die Funktionsweise einmal verstanden, kann man diese bei der Wahl von passenden Solarmodulen berücksichtigen. Dennoch sollte man dabei ein paar Dinge beachten. Eine Technikerin oder ein Techniker von SunTechnics macht dafür eine Analyse der Gegebenheiten vor Ort. Neben den Bedürfnissen werden dabei auch Anschaffungskosten, Wirkungsgrad und Lebensdauer berücksichtigt.