Wie wählt man für den Kauf ein Solarmodul aus?

Wer die Wahl hat, hat die Qual. So kommt es einem vor, wenn man die Auswahlmöglichkeiten für den Kauf von Solarmodulen sieht. 

Im wesentlichen gibt es zwei verschiedene Solarzellen-Technologien auf dem Markt. Aus diesen Zellen werden Solarmodule hergestellt:

• Dünnschichtzellen (amorphe Solarmodule)
• Mono und Poly- kristallines Silizium 
  

Dünnschichtmodule

Die Dünnschichtzellen sind günstig in der Herstellung. Die Dünnschicht-Solarmodule zeichnen sich vor allem durch die schöne homogene dunkle Oberfläche aus. Die ansprechende Optik gibt insbesondere bei Solarneulingen gerne den Ausschlag für den Kauf solcher Solarmodule. Den Zellen wird nachgesagt, dass diese ein besseres Schwachlichtverhalten haben. Leider benötigen die Solarmodule einen trafolosen Wechselrichter, da sonst die Gefahr einer schnellen Degradation der Module innert ein paar Jahren besteht. Ein trafoloser Wechselrichter weist in der Regel einen besseren Wirkungsgrad auf, weil durch diese Architektur weniger Verluste auftreten. 

Ein weiteres Problem ist, dass die Module auch beim Einsatz eines für Dünnschichtmodule geeigneten Wechselrichters innerhalb der ersten Jahre stark degradieren (oft 20% in den ersten Jahren) und sich dann erst auf einer leichten Degradation pro Jahr einpendeln.

Dies relativiert natürlich die oben erwähnte positive Eigenschaft des guten Schwachlichtverhaltens sehr, da die Degradation in der Ertragsbilanz der Solaranlage überwiegt.

Entgegen den bei den Poly- und Monokristallinen Solarmodulen üblichen Leistungsgarantien verzichten viele Hersteller von Dünnschichtmodulen deshalb auf Leistungsgarantien. Dies relativiert auch den günstigen Preis der Solarmodule, denn man hat ja effektiv 20% weniger Wp in nur wenigen Jahren. Dabei sind Solaranlagen beim Kauf auf 25 Jahre ausgerichtet, dies muss man bei diesen Solarmodulen jedoch relativieren.

Die Dünnschichtmodule haben einen relativ tiefen Wirkungsgrad und es werden größere Dachflächen benötigt.

Ein weiteres Problem bei Dünnschichtmodulen sind die verwendeten Stoffe bei der Herstellung. Die Entsorgung von Cadmium-haltigen Modulen könnte in 20 Jahren teuer werden, wenn es den Hersteller dann vielleicht nicht mehr gibt. Dieses Argument wird auch gerne von Solarenergiegegnern genutzt. Effektiv hat aber die Dünnschichttechnologie einen Marktanteil bei Solaranlagen von deutlich unter 10%. Während einige die Dünnschichttechnologie schon für gestorben erklären, findet momentan in der Schweiz ein Revival dank dem geschickten Marketing eines Großkonzerns statt. 

Die Dünnschichttechnologie wird aber weiterhin interessant für Anwendungen bleiben, bei denen positive optische Eigenschaften zum Tragen kommen, zumal als Substrat auch flexible Folien verwendet werden können.

Poly- und Monokristallines Silizium

In der Herstellung ist polykristallines Silizium wesentlich teurer wie Dünnschicht (Faktor 10). Monokristallines Silizium wird aus Polykristallinem Silizium herstellt und ist damit nochmals teurer, wie polykristallines Silizium. Polykristallines Silizium hat eine etwas bläuliche Farbe, während das monokristalline Silizium schwarz ist. Die Zellen im Modul werden durch Busbars verbunden. Diese stören bei den meisten Solarmodulen etwas den optischen Eindruck, zumal diese Metallstreifen auf dem schwarzen Untergrund gut sichtbar sind. 

Die Lebensdauer beider Zelltypen ist im wesentlichen von der Verarbeitung der Module abhängig. Der Vorteil der monokristallinen Solarmodule ist der höhere Wirkungsgrad der Module. Möchte man möglichst viel Leistung auf einer reduzierten Dachfläche unterbringen, dann bieten sich monokristalline Solarmodule an. Polykristalline Solarmodule hingegen bieten sich an, wenn es auf ein ausgezeichnetes Preis-Leistungsverhältnis ankommt und die 15%-25% mehr Platzbedarf für die Solaranlage bei gleicher Leistung keine Rolle spielen.

Durch die Sonneneinstrahlung erwärmen sich die Solarmodule. Der Wirkungsgrad der Zellen ist temperaturabhängig. In den Datenblättern der Module ist der Leistungstemperaturkoeffizienten spezifiziert. Je negativer die Zahl, desto kleiner die Effizienz der Module bei Erwärmung. Die 2. Nachkommastelle beim Koeffizienten spielt in der Praxis keine Rolle mehr, weil der Unterschied in der Leistung dann meist weniger wie 1% beträgt. Hier fallen andere Faktoren wie z.B. der DC Kabel Querschnitt bereits gleich stark ins Gewicht (In der Praxis sind 6mm2 bei den meisten Anlagen hinreichend, allgemein sollten die Kabelverluste <1% sein).

Auch poly- und monokristalline Module degradieren über die Jahre. Die Degradation ist aber moderat. Qualitätshersteller bieten ihre Module ausschließlich mit Produkt- (mindestens 10 Jahre) und Leistungsgarantien (mindestens 25 Jahre) an. 

Die Standardgröße für Solarmodule ist mittlerweile ca. 1.6 x 1.0m2 mit einer Leistung mit 250-265Wp für polykristalline Module und 270-330Wp für monokristalline Module.

Die Hochleistungmodule von Panasonic sind mit den Massen von 1.6 x 0.8m2 etwas kleiner und bieten bei vielen Dächern eine Alternative, wenn es mit den Standardmassen knapp nicht aufgeht. Außerdem weisen die Module einen ausgezeichneten Temperaturkoeffizienten auf.

Die Module müssen auf den Wechselrichter abgestimmt werden. Der Wechselrichter hat einen DC Spannungsbereich bei dem er betrieben wird. Ist die DC Spannung zu gering, kann die Wechselspannung von 230V AC nicht erzeugt werden. Ist die DC Spannung zu hoch, kann der Wechselrichter zerstört werden. Auch muss die Leistung des Wechselrichters auf den Solarmodulgenerator abgestimmt werden. Dabei spielt die Ausrichtung und der Standort des Generators eine Rolle. Z.B. kann ein Wechselrichter für ein Norddach oder Ost-West Dach kleiner Dimensioniert werden wie für ein Süddach mit gleichem Wp.

Es dürfen in einem String nur jeweils Module mit gleicher Ausrichtung ohne Verschattung durch andere Objekte (z.B. Baum, Kamin) verschaltet werden. Die meisten Dächer in der Schweiz haben Schatten von umliegenden Gebäuden, Hügeln, Bäumen, Fahnenmast, etc. 

Besonders zu erwähnen sind hier das Solaredge System, welches wir auch mit unseren grösseren Komplettsolaranlagen anbieten. Hier ist in jedem Modul ein Leistungsoptimierer verbaut oder dem Modul vorgeschaltet. Hier können die Solarmodule verschattet sein oder eine unterschiedliche Ausrichtung haben. Die Leistungsoptimierer passen die Spannung (U) jedes Moduls im String nach seine momentanen Leistung an. So bleibt der Strom (I) im String für alle Module der gleiche, lediglich die Spannung ist unterschiedlich und somit auch die Leistung (P = U x I).

Die Wechselrichter Hersteller bieten Tools mit denen man die Dimensionierung vornehmen kann. Die Tools berechnen dann auch gleich den zu erwartenden Ertrag. Die Werte sind aber nur als Richtwerte zu betrachten. Man sollte die Angaben der einzelnen Hersteller nicht unbedingt 1:1 vergleichen. Ein Hersteller ist halt etwas konservativer in der Schätzung, der andere etwas optimistischer.

Wer sich eine Solaranlage kaufen möchte, tut gut daran den Fachmann zu fragen! Gerne beraten wir Sie unverbindlich!