Solarpanel: Das PV-Aushängeschild im Check – Funktion, Arten, Voraussetzungen und Kosten im Überblick

Die Funktionen von Solarpanels

Panele. Sie sind der Inbegriff des PV-Stroms, sie zieren unsere Dächer und sind vielerorts zum Statement für erneuerbare Energien geworden. Doch wo genau liegen die Unterschiede? Was sollten Sie bei der Auswahl eines Solarpanels beachten? Welche Paneele punkten mit einem hohen Wirkungsgrad und wie viel Strom erzeugen sie überhaupt? Natürlich ist auch der Preis der PV-Module ein interessanter Punkt, bei dem wir für Sie Licht ins Dunkle bringen.

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Wie funktioniert ein Solarpanel?

Zunächst wollen wir den Begriff selbst einmal unter die Pupe nehmen, denn häufig herrscht Uneinigkeit: Heißt es nun Solarpanel oder Solarzelle? Diese Frage ist schnell beantwortet. Das Solarpanel ist das komplette Modul, das als Einheit auf das Dach montiert wird.

Die Panele selbst bestehen aus vielen kleinen Solarzellen. So bilden viele Solarzellen ein Solarpanel und viele Solarpaneele eine Photovoltaikanlage – natürlich zuzüglich dem entsprechenden Wechselrichter, der Verkabelung und des Stromspeichers.

Mit einem Solar Panel wird die Sonne zu Strom

Die Grundfunktion eines Solarpanels besteht darin, die auftreffenden Sonnenstrahlen in Strom zu verwandeln. Doch wie macht ein Solarpanel das überhaupt? Es nutzt dazu den sogenannten photovoltaischen Effekt. Dieser wandelt die Kraft der Sonne in Elektrizität um. Durch den Einfall des Sonnenlichts auf die Solarzelle beginnen die Elektronen in der Zelle damit, sich zu bewegen. In den Zellen kommt dazu ein Halbleitermaterial, meist Silizium, zum Einsatz.

Durch die Wechselwirkung in der Zelle werden die Elektronen also freigesetzt und der Strom fließt. Da die Solarmodule die Sonnenenergie zunächst nur in Gleichstrom verwandeln können, brauchen wir zusätzlich einen Wechselrichter. Dieser macht aus dem Gleichstrom dann Wechselstrom, den wir wunderbar und umweltschonend im Haushalt einsetzen können. Damit die so produzierte Strommenge ausreichend ist, um im besten Fall das ganze Haus mit Energie zu versorgen, werden mehrere Solarpanels miteinander verbunden.

Die Grundfunktion eines Solarpanels ist es die Energie der Sonne in Strom umzuwandeln

Reihenschaltung oder Parallelschaltung?

Bei der Verbindung der PV-Paneele bei Solaranlagen unterscheiden wir zwischen der Reihenschaltung und der Parallelschaltung. Erstere sieht vor, dass die Module immer so hintereinander geschaltet werden, dass Plus auf Minus gesteckt wird. Das bedeutet, der Strom fließt durch alle Module, die in der Serie geschaltet sind. Die elektrische Teilspannung aller Komponenten im System addiert sich schließlich zur Gesamtspannung.

Im Vergleich dazu werden bei der Parallelschaltung gleichnamige Pole verbunden. Das bedeutet Plus auf Plus oder Minus auf Minus. Diese Reihen werden dann übrigens als Strings bezeichnet. Der Vorteil der Parallelschaltung ist, dass die Verluste bei Verschattung oder Verschmutzung einzelner Module insgesamt geringer ausfallen. Auch bei technischen Defekten, die womöglich dazu führen, dass ein Modul in der Reihe nicht mehr die volle Leistung produzieren kann, sind die gesamten Ertragseinbußen niedriger. In einer Parallelschaltung ergibt die Summe der Teilstromstärken die Gesamtstromstärke.

Welche Solarzellen gibt es?

Grundsätzlich unterscheiden wir zunächst zwischen kristallinen PV-Modulen und Dünnschicht-Modulen. Zu den kristallinen Siliziumpaneelen zählen monokristalline und polykristalline Solarzellen. Sie werden in unterschiedlichen Verfahren hergestellt und weisen daher auch verschiedene Vor- und Nachteile auf. Schauen wir uns die einzelnen Solarzellen darum einmal genauer an.

Die unterschiedlichen Arten von Solarzellen: Monokristallin, Polykristallin und Dünnschicht Solarmodule

  • Monokristalline Solarmodule

Monokristalline Solarmodule sind die Premiumklasse des Photovoltaik. Und das hat vor allem einen Grund: der hohe Wirkungsgrad. Dieser gibt Aufschluss darüber, wie effizient eine Solarzelle arbeitet. Sie misst dazu das Verhältnis von abgegebener elektrischer Energie zur Lichtenergie. Und das fällt bei monokristallinen Solarpanels eben besonders gut aus. Der Wirkungsgrad liegt bei optimalen Bedingungen bei bis zu 22 %. Damit führen sie die Effizienzskala der PV-Module an.

Ein weiterer Vorteil der monokristallinen Module ist die lange Lebensdauer. Sie beträgt gewöhnlich um die 25 bis 30 Jahre. Die Solarpanele sind außerdem platzsparend und wenig störanfällig. Man erkennt sie meist an ihrer schwarzen Farbe. Der Nachteil: Sie kosten mehr als die Alternativen und sind relativ schwer.

  • Polykristalline Solarmodule

Sie sind sozusagen die preisgünstige Alternative zu den Monokristallinen. Sie verfügen, wie auch die Premium-Modelle, über eine sehr ausgereifte Technik, die bereits langjährige Praxiserfahrung mitbringt. Ebenfalls sind sie robust, langlebig und schwerer als die Dünnschicht-Module. Doch der geringere Preis und die unterschiedliche Herstellung fordern ihren Tribut – und zwar da, wo es am meisten weh tut: am Wirkungsgrad.

Der ist nämlich mit ca. 15 % wesentlich geringer als bei den monokristallinen Modulen. Das bedeutet gleichzeitig auch, dass sie eben auf dem Dach mehr Platz in Anspruch nehmen, um die gleiche Energieausbeute zu liefern wie die hochwertigere Konkurrenz.

Die polykristallinen Solarmodule sind auch optisch unterschiedlich – sie sind meist Blau und haben eine weniger gleichmäßige, fast Camouflage ähnliche Optik. Aufgrund des geringeren Wirkungsgrads sind polykristalline Solarmodule bei modernen Photovoltaikanlagen heute nur noch zweite Wahl.

  • Dünnschicht-Module

Die Dünnschicht-Solarmodule grenzen sich schon auf den ersten Blick von den kristallinen Kollegen ab – denn sie sind hauchdünn. Das bedeutet, sie weisen auch gleichzeitig ein sehr viel geringeres Gewicht auf, als poly- oder monokristalline Module. Außerdem zeigen sie sich wenig empfindlich gegenüber Temperaturen und holen bei diffusem Licht verhältnismäßig viel Energie heraus. Dünnschicht-Module bestehen aus Silizium, Cadmiumtellurid oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (oft auch CIGS genannt).

Die Herstellung ist zum Teil günstiger als es bei den kristallinen Modulen der Fall ist. Klingt gut – jedoch kommt auch hier ein Haken, den wir nicht ignorieren können. Es ist einmal mehr der Wirkungsgrad. Der liegt bei den Dünnschicht-Modulen bei 10 bis 12 %. Das bedeutet wiederum, wir brauchen eine wirklich große Dachfläche, um eine satte Energieausbeute einfahren zu können. Auch die Montage gestaltet sich bei diesen PV-Paneelen schwieriger, denn sie haben keinen Rahmen und so eben keinen festen Aufbau.

Welche Solarzellen eignen sich für welche Gegebenheiten?

Nun kennen wir verschiedene Arten von Solarpanels – aber welches Solarpanel ist wann die richtige Wahl? Kristalline Module sind empfehlenswert, wenn nicht unbegrenzt Platz auf dem Dach zur Verfügung steht und eine zuverlässige sowie langlebige Solaranlage installiert werden soll. Um dann das Optimum herausholen zu können, rechnet es sich eigentlich immer, auf eine monokristalline Lösung zu setzen. Das ist auch der Grund, warum die polykristallinen Solarmodule immer seltener eingesetzt werden. Gleiches gilt für die Photovoltaikanlagen im All Inclusive Paket von Energieversum, diese werden ausschließlich mit monokristallinen Solarmodulen installiert, um ein Höchstmaß an Effizienz und Langlebigkeit gewährleisten zu können.

Sind die Bedingungen nicht optimal, um eine PV-Anlage zu installieren – das bedeutet, wir können keine sonnenreiche Dachseite nutzen oder es ist mit einem hohen Maß an diffusem Licht zu rechnen und es steht eine sehr große Dachfläche zur Verfügung – kann es sinnvoll sein, die Installation von Dünnschicht-Modulen in Betracht zu ziehen.

Wie werden Solarmodule befestigt?

Die Montage und Installation der Solarpanels richtet sich vor allem nach den Gegebenheiten vor Ort. Es kommt darauf an, ob beispielsweise bereits ein Dach im optimalen Neigungswinkel von ca. 30 Grad für den Aufbau der PV-Anlage zur Verfügung steht oder nicht. Soll die Solaranlage zum Beispiel auf einem Flachdach installiert werden, ist eine entsprechende Aufständerung nötig, die dafür sorgt, dass die Sonnenstrahlen die Solarzellen im optimalen Winkel treffen und so das Maximum an Solarpower herausholen können.

Was kostet ein Solarpanel?

Diese Frage lässt sich natürlich nicht pauschal beantworten. Schließlich kommt es eben darauf an, welche Art von Solarmodul gewünscht ist, welche Qualität das Solarpanel hat, welcher Hersteller gewählt wird, in welcher Stückzahl eingekauft wird und natürlich, welche Leistung das Modul am Ende aufweist.

Insgesamt sind die Preise für Solaranlagen aufgrund der steten Weiterentwicklung und der hohen Nachfrage immer weiter gesunken. Auch umgerechnet auf die Leistung bzw. die produzierte Strommenge sind die Kosten geringer geworden. Grob ist bei einem polykristallinen Solarmodul mit rund 120 bis 180 Euro zu rechnen, während ein monokristallines Modul mit ungefähr 180 bis 350 Euro zu Buche schlägt. Diese Preise lassen sich aufgrund der unterschiedlichen Wirkungsgrade aber natürlich nicht 1:1 miteinander vergleichen – darum lohnt es sich, ein Angebot für eine Photovoltaikanlage im All Inclusive Paket einzuholen, um so die tatsächlichen Kosten und die Ersparnisse durch die PV-Erträge miteinander vergleichen zu können.

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