Was ist ein Photovoltaikmodul?

Ein Photovoltaikmodul, auch als Solarmodul bezeichnet, ist eine Baueinheit, die aus mehreren Solarzellen besteht. Diese Zellen wandeln Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Die elektrische Energie kann dann entweder genutzt werden, um elektrische Geräte direkt zu betreiben, oder in einem Energiespeicher gespeichert werden.

Wie ist ein Photovoltaikmodul aufgebaut?

Ein PV-Modul besteht aus mehreren Solarzellen, die auf einem Trägermaterial angebracht sind. Die Vorderseite ist durch eine Glasscheibe geschützt, während die Rückseite mit wetterfesten Kunststofffolien abgedeckt ist (Glas-Folie-Module). Das Modul ist in einen stabilen Rahmen aus Aluminium oder Edelstahl eingefasst. Der Aufbau eines Solarmoduls gewährleistet den Schutz der empfindlichen Solarzellen vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Staub. Die transparente Glasscheibe auf der Vorderseite lässt das Sonnenlicht ungehindert eindringen, während die wetterfesten Kunststofffolien auf der Rückseite eine zuverlässige Abdichtung bieten.

Neben den Glas-Folie-Modulen gibt es auch sogenannte Glas-Glas-Module, die sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite eine transparente Glasscheibe haben. Beide Modultypen haben ihre Vor- und Nachteile und werden je nach Anforderungen und Einsatzgebieten ausgewählt. Glas-Glas-Module sind beständiger gegen äußere Wettereinflüsse wie z. B. Hagel und haben ein besseres Brandschutzverhalten. Glas-Folie-Module sind oft leichter und flexibler, was ihre Installation in bestimmten Umgebungen erleichtert.

Wie funktioniert ein Photovoltaikmodul?

Die Funktionsweise eines PV-Moduls basiert auf dem sogenannten photovoltaischen Effekt. Dabei wird Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umgewandelt. Die Solarzellen innerhalb des Moduls bestehen aus einem Halbleitermaterial, typischerweise Silizium. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, absorbieren die Solarzellen die Photonen des Sonnenlichts. Dadurch werden Elektronen in den Solarzellen angeregt und lösen sich von ihren Atomen. Diese freien Elektronen können sich nun durch das Halbleitermaterial bewegen und bilden einen elektrischen Stromfluss. Die Solarzellen sind mit elektrischen Anschlüssen verbunden, die den erzeugten Strom aus den Zellen herausleiten, sodass dieser genutzt werden kann, um elektrische Geräte zu betreiben oder in einem Energiespeicher gespeichert werden.

Welche Arten von Photovoltaikmodulen gibt es?

1. Monokristalline Solarmodule bestehen aus monokristallinen Solarzellen, das bedeutet sie werden aus einem einzigen Siliziumkristall hergestellt. Sie zeichnen sich durch eine hohe Effizienz und eine gleichmäßige, dunkle Farbe aus. Monokristalline PV-Module sind in der Regel teurer als andere Arten, bieten jedoch eine höhere Leistung pro Fläche.
2. Polykristalline Solarmodule bestehen aus polykristallinen Solarzellen, die aus verschiedenartigen Siliziumkristallen hergestellt werden. Sie haben eine bläuliche Farbe und weisen einen geringeren Wirkungsgrad und somit eine niedrigere Effizienz als monokristalline Photovoltaikmodule auf. Polykristalline Module sind oft preiswerter als monokristalline Module, da sie einfacher in der Herstellung sind.
3. Dünnschicht-Solarmodule bestehen aus einer dünnen Schicht lichtabsorbierenden Materials, wie amorphem Silizium, Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS) oder Cadmiumtellurid (CdTe). Dünnschicht-Solarmodule sind leichter, flexibler und günstiger als kristalline Module, haben jedoch eine niedrigere Effizienz und eine geringere Lebensdauer.
4. Bifaziale Solarmodule können Licht sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite der Module einfangen und umwandeln. Sie nutzen sowohl direktes Sonnenlicht als auch reflektiertes Licht von Oberflächen. Dies kann zu einem höheren Ertrag führen, insbesondere in Umgebungen mit stark reflektierenden Oberflächen. Auf einem klassischen Schrägdach lohnt sich der Einsatz von bifazialen Solarmodulen nur selten, da diese in der Regel eine dunkle Oberfläche haben. Außerdem ist der Abstand zur Dacheindeckung zu gering, um die reflektierten Sonnenstrahlen effektiv nutzen zu können. Der Mehrertrag der bifazialen Module liegt hier deshalb nur bei 1 bis 2%.
5. Solarmodule mit TOPCon Technologie (Tunnel Oxide Passivated Contacts) verwenden eine dünnere Passivierungsschicht und eine dickere Schicht aus kristallinem Silizium. Durch diese innovative Technologie kann Korrosion verringert, die Lebensdauer erhöht und die Leistung verbessert werden. Äußerlich sind TOPCon-Zellen nicht von herkömmlichen Solarzellen zu unterscheiden, bieten jedoch eine höhere Effizienz und einen größeren Ertrag.

Fazit:

Photovoltaikmodule ermöglichen die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie durch den photovoltaischen Effekt. Sie bestehen aus Solarzellen, die in einem stabilen Rahmen angeordnet sind. Das Sonnenlicht trifft auf die Solarzellen, wodurch elektrischer Strom erzeugt wird. Dieser Strom kann zur direkten Nutzung oder Speicherung verwendet werden.

Für PV-Dachanlagen empfehlen wir derzeit monokristalline Solarmodule, da diese den höchsten Wirkungsgrad aufweisen und auf der begrenzten Fläche eines Daches somit den größten Ertrag erzielen. Wenn Sie Interesse an einer PV-Anlage mit Speicher haben, wenden Sie sich an die Fröschl Elektro GmbH. Wir helfen Ihnen gerne bei der Planung und Umsetzung Ihrer individuellen Anforderungen und zeigen Ihnen, wie Sie von den zahlreichen Vorteilen profitieren können. Hier gelangen Sie direkt zum Anfrageformular:

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