4 verschiedene Arten von Solarmodulen

Weltweit deckt Solarenergie 4.4 % des Energiebedarfs und hat damit einen bedeutenden positiven Einfluss auf die Umwelt. Photovoltaikanlagen gibt es in verschiedenen Ausführungen und sie erfreuen sich aufgrund ihrer Erschwinglichkeit und der Erzeugung sauberer Energie zunehmender Beliebtheit. Im Folgenden werden die verschiedenen Arten von Solarmodulen näher betrachtet und hinsichtlich Effizienz, Aussehen und Kosten verglichen.

Welche Arten von Solarmodulen gibt es?

Es gibt monokristalline, polykristalline, Mono-PERC- und Dünnschichtmodule, die je nach Bedarf unterschiedliche Zwecke und Einsatzorte erfüllen. Vergleichen Sie verschiedene Solarmodultypen und ihre Effizienz, um den spezifischen Anforderungen gerecht zu werden:

Kenngrößen	Einkristallin	Polykristalline	Mono-PERC	Dünner Film
Wirkungsgrad	Etwa 20 % oder mehr	15-17 %	5 % höher als monokristallin	Etwa 7%-10%, kann je nach Variante variieren
Aussehen	Schwarz/ Dunklere Farbe mit achteckiger oder runder Form	Blaue Farbe mit quadratischen Kanten	Schwarz und abgerundete Kanten	Abhängig von der Variante CIGS: 13-15% CdTe: 9-11% a-Si: 6-8%
Vorteile	Energieeffiziente, hitzebeständige und kostengünstigere Alternative zu PERC-Panels ohne Passivierungsschicht	Mittelklasse-Wahl in Bezug auf Kosten, Effizienz und Leistungskapazität.	Der effizienteste benötigt den geringsten Platz und die höchste Leistungskapazität	Niedrigste Installationskosten und geringes Gewicht
Nachteile	Teuer, hoher CO2-Fußabdruck und geringe Ausbeute im Herstellungsprozess	Geringe Hitzebeständigkeit, geringere Energieeffizienz und nicht für heiße Umgebungen geeignet	Die teuersten Module waren anfangs am teuersten, und einige frühere Module litten unter licht- und temperaturbedingter Degradation.	Eine kürzere Lebensdauer als kristalline Module benötigen mehr Platz und sind weniger effizient
Kosten	Hoch	Medium	Höchste	Senken

Hinweis : Die Parameter der Solarmoduloptionen können je nach Unterschieden in Qualität, Herstellungsverfahren und Marktbedingungen variieren.

Es gibt zwei Methoden zum Aufteilen der PV-Module, wie unten beschrieben:

• Generations – Diese Klassifizierung konzentriert sich auf die Effizienz und die Materialien verschiedener Arten von Solarmodulen. Sie umfasst die 1., 2. und 3. Generation.
• Kreuzungen – Hierbei handelt es sich um die Anzahl der Schichten auf Solarmodulen und umfasst Einzel- oder Mehrfachübergänge.

Die wichtigsten uns allen bekannten Paneltypen sind Mono-SI, Poly-SI, PERC und TFSC.

1. Monokristalline Solarmodule (Mono-SI) – 1^st Jan

Sie werden auch als Einkristallpaneele bezeichnet, da sie aus einem einzigen reinen Siliziumkristall hergestellt werden , der in zahlreiche Scheiben getrennt wird, was ihnen ihre tiefschwarze Farbe verleiht. Diese Reinheit trägt zu ihrer höheren Flächeneffizienz und Langlebigkeit im Vergleich zu anderen Solarmodultypen bei.

2. Polykristalline Solarmodule (Poly-SI) – 1^st Jan

Diese Paneele zeichnen sich durch ihre Form und die blau gesprenkelte Optik aus, die durch das Schmelzen von Rohsilizium zu verschiedenen Kristallen entsteht, welche anschließend in eine quadratische Form gegossen werden. Dieses Verfahren reduziert Abfall und verleiht den Paneelen eine einzigartige Form, beeinträchtigt jedoch die Energieumwandlung und die Platzeffizienz, da die Siliziumreinheit und die Verarbeitungsqualität sinken.

3. Passivierte Emitter- und Rückzellenplatten (PERC) 

Diese Paneele stellen eine Weiterentwicklung der Standard-Monokristallinzellen dar und verfügen über eine Passivierungsschicht auf der Rückseite, die die Effizienz steigert, indem sie Licht zurück in die Zelle reflektiert, die Absorption der Sonnenstrahlung verbessert und die Elektronenrekombination minimiert, wodurch der Elektronenfluss erleichtert wird.

Darüber hinaus ermöglicht es die Reflexion von Licht höherer Wellenlängen , wodurch eine Überhitzung der Metallrückseite der Zelle verhindert und die Effizienz aufrechterhalten wird. Diese Solarmodule fangen mehr Sonnenlicht auf kleinerer Fläche ein und eignen sich daher ideal für beengte Platzverhältnisse.

4. Dünnschicht-Solarzellen (TFSC) – 2^nd Jan

Sie werden hergestellt, indem Photovoltaikmaterialien wie Silizium, Cadmium oder Kupfer auf ein Substrat geschichtet werden. Dank ihrer Flexibilität und ihres geringen Gewichts sowie des geringeren Materialbedarfs sind sie einfach zu installieren. Allerdings ist ihr Wirkungsgrad im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen geringer.

A. Amorphe Silizium-Solarzellen (A-Si): Diese Zellen mit ihrem dreischichtigen Aufbau und dem geringeren Wirkungsgrad sind für Anwendungen mit niedrigem Stromverbrauch, wie z. B. Taschenrechner, kostengünstig. Amorphe Silizium-Solarzellen mit einer Dicke von nur 1 Millimeter benötigen nur einen Bruchteil der Dicke herkömmlicher Zellen, was zu geringeren Produktionskosten führt.

B. Cadmiumtellurid-Solarzellen (CdTe): Diese Module bieten niedrige Produktionskosten, eine kurze Energierückgewinnungszeit und benötigen nur minimal Wasser für die Herstellung. Aufgrund der Toxizität von Cadmium bestehen jedoch Bedenken, und das Recycling verteuert die Produktion zusätzlich.

C. Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS): Diese Solarzellen bestehen aus einer dünnen Schicht aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen, die auf einem Trägermaterial aufgebracht ist. Sie bieten eine höhere Effizienz als andere Dünnschichtzellen, weisen jedoch eine geringere Gesamteffizienz als kristalline Silizium-Solarzellen auf.

Sie können sich auch die häufigsten Probleme mit Solarmodulen und deren Lösungen ansehen.

Wenn wir über die Kategorisierung nach Generation sprechen, sind sie wie folgt.

• 1st Generation wird hauptsächlich in konventionellen Aufbauten verwendet und umfasst die traditionellen Aufbauten aus monokristallinem oder polykristallinem Silizium.
• 2. Generation umfasst verschiedene Arten von Dünnschicht-Solarzellen, die üblicherweise für Kraftwerke und die Integration in Gebäude oder kleine PV-Systeme verwendet werden.
• 3rd Generation umfasst eine Vielzahl von Dünnschichttechnologien, die sich noch in der Forschungs- oder Entwicklungsphase befinden. Einige davon nutzen organische oder anorganische Substanzen (CdTe) zur Stromerzeugung.

Da wir Gen 1, 2 und CdTe von Gen 3 abgedeckt haben, wollen wir mehr über die weniger bekannten Panels der 3. Generation lesen.

5. Biohybride Solarzelle

Ein Expertenteam der Vanderbilt University hat biohybride Solarzellen entwickelt, die sich noch in der Forschungsphase befinden . Sie nutzen das Photosystem I und wenden den natürlichen Prozess der Photosynthese an.

Die meisten in dieser Zelle verwendeten Materialien sind die gleichen wie die herkömmlichen, die mit mehreren Schichten des Photosystems 1 kombiniert werden. Dies erhöht die Umwandlungseffizienz und macht sie bis zu 1000 Mal effektiver als Paneele der 1. Generation.

6. Konzentrierte PV-Zellen (CVP und HCVP)

Sie funktionieren ähnlich wie herkömmliche Systeme, erreichen aber einen Wirkungsgrad von bis zu 41 %. Konzentrierte Photovoltaikzellen scheinen die nächstbeste Lösung zu sein, müssen aber im optimalen Winkel zur Sonne ausgerichtet sein. Außerdem benötigen sie Solartracker, um ihren vollen Wirkungsgrad zu erzielen.

Querverweis: Übersicht über konzentrierte Photovoltaikzellen (CPV)

Kapazität verschiedener Arten von Solarmodulen

Bevor wir die Kapazität der verschiedenen Typen besprechen, werfen wir einen Blick auf die Solarenergiekapazität des letzten Jahrzehnts.

Solarmodule können anhand ihrer Leistungskapazität kategorisiert werden.

1. Höchste Leistungskapazität

• Monokristalline Module: Sie verfügen über die höchste Leistung und Leistungskapazität aufgrund ihrer höheren Effizienz pro Quadratmeter, die typischerweise zwischen 300 bis 320 Watt.
• PERC-Panels: Sie haben ein ähnliche Leistungsabgabe zu monokristallinen Modulen, da es sich im Wesentlichen um modifizierte Versionen derselben Materialien und Herstellungsverfahren handelt.

2. Mittlere Leistungskapazität

• Polykristalline Panels: Ihre Leistungsabgabe mit einem typischen 60-Zellen-Panel reicht von 240 bis 300 Watt, Dadurch ist es für die meisten elektrischen Haushaltssysteme geeignet.

3. Niedrigste Leistungskapazität

• Dünnschicht-Panels: Diese werden meist in großen Kraftwerken eingesetzt und haben geringere Leistungskapazität als kristalline Module aufgrund ihrer dünneren Bauweise, weniger Halbleiterkomponenten und dem Fehlen von reinem Silizium.

Siehe auch: Die 20 größten Solarmodulhersteller der Welt

Kosten verschiedener Solarmodultypen

Der durchschnittliche Preis für eine 6-kW-Anlage, inklusive Materialkosten, liegt zwischen 6,000 und 9,000 US-Dollar . Installations- und Arbeitskosten können den Gesamtpreis jedoch um 2.50 bis 3.50 US-Dollar pro Watt erhöhen. Nachfolgend finden Sie eine ungefähre Aufschlüsselung der Solarmodultypen nach Kosten pro Watt:

Hinweis : Die Kosten für Solarmodule variieren je nach Qualität und Marktbedingungen.

Welcher Solarmodultyp eignet sich am besten für den Heimgebrauch?

Die Auswahl des passenden Solarmoduls richtet sich nach den individuellen Anforderungen und berücksichtigt Faktoren wie Platzangebot und Budget. Für Häuser mit wenig Platz eignen sich kleinere Systeme wie monokristalline Module, die zwar hocheffizient, aber auch teurer sind. Größere Räume hingegen bieten sich mit größeren polykristallinen Modulen an, da diese kostengünstiger sind. Weitere Informationen zum Thema Solarenergie finden Sie in der entsprechenden Kategorie.