Solarmodule

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Worauf muss ich bei den Solarmodulen achten?photovoltaik-solarmodule_bild1

Solarmodule bestehen aus mehreren Strängen in Reihe geschalteter Solarzellen (meist 48 oder 60), die in der Anschlussdose auf der Modulrückseite zusammengeführt sind. Bypassdioden sorgen dafür, dass verschattete oder beschädigte Zellstränge überbrückt werden, um die übrigen angeschlossenen Module in der Erzeugung nicht zu behindern.

Jede Solarzelle erzeugt eine Spannung von ca. 0,5 V, die nahezu unabhängig von der Bestrahlungsstärke ist. Die Stromstärke hingegen steigt mit zunehmendem Lichteinfall. Die Energie des Lichts – oder physikalisch – der elektromagnetischen Wellen wird innerhalb der Zelle absorbiert und ist Auslöser für die Elektronenbewegung innerhalb der Zelle.

Die Zellen bestehen aus zwei unterschiedlich dotierten Halbleitermaterialien, die durch Energiezufuhr leitend werden. Durch die Dotierung der Halbleiter wird ein Elektronenüberschuss  (p-Dotierung) oder –mangel (n-Dotierung)  hergestellt. An der Grenzschicht zwischen den beiden Halbleitern bildet sich ein inneres elektrisches Feld aus.

Die Anregung der Elektronen durch äußere Energiezufuhr (Licht) setzt diese frei. Durch das elektrische Feld erfolgt ein Ladungsausgleich. Legt man nun Metallkontakte an die beiden Schichten an und schließt einen Verbraucher an, fließt Gleichstrom. Das gängigste Ausgangsmaterial für die Zellherstellung ist Silizium, welches als Sand ausreichend verfügbar ist.

Die Wahl der Ausgangsstoffe und Herstellverfahren führt zu Zellen aus verschiedenen Kristallarten: monokristallin, polykristallin und amorph. In der Praxis ergeben sich Unterschiede in Bezug auf Aussehen, Haltbarkeit und Wirkungsgrad. Monokristalline Zellen sind gleichmäßig schwarz und haben mit über 16% den höchsten Wirkungsgrad.

Bei polykristallinen Zellen ist der Wirkungsgrad etwas geringer als der der monokristallinen, die Kristallübergänge sind sichtbar und ihre Erscheinung ist blau. In Abhängigkeit von Einstrahlung und Sichtwinkel schimmern die Zellen. Amorphe Zellen haben mit 5 – 10% den geringsten Wirkungsgrad und sind gleichmäßig dunkelbraun bis schwarz.

Tabelle1: Arten von Siliziumzellen
Zellart Wirkungsgrad Aussehen
Monokristallin 15 – 22% Gleichmäßig schwarz
Polykristallin 14 – 18% Bläulich schimmernd
Amorph 5 – 10% Gleichmäßig dunkelbraun bis schwarz

Die Module werden als Laminate oder mit Rahmen gefertigt. Der Rahmen sorgt für einen Schutz der Modulkanten beim Transport und vor Witterung – insbesondere Hagel. Laminate haben Vorteile bei flach geneigter Montage, da Wasser und damit Schmutz vollständig abfließen kann.