PV-module

Der Markt für grüne Energie hat in den vergangenen Jahren ein explosives Wachstum gezeigt, und die Nutzung der Sonnenenergie ist eine der umweltfreundlichsten Arten der Energiegewinnung für Eigenheimbesitzer und Unternehmen. Immer mehr Unternehmen erkennen die Vorteile und steigen auf eine eigene Energieversorgung mit Solarmodulen um.

Sonnenenergie als nachhaltige Investition

Die rasante technische Weiterentwicklung in der Solarbranche sorgt für eine immer höhere Effizienz und Leistung von Solarmodulen. So wird es für Konsumenten und Unternehmen immer attraktiver, selbst Energie zu gewinnen.

Wie funktionieren Solarmodule?

Eine Photovoltaik- oder PV-Anlage wandelt Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Die Solarzellen bestehen aus Halbleitern (zum Beispiel Silizium), die das Sonnenlicht absorbieren und dabei elektrischen Strom erzeugen. Sobald das Modul vom Sonnenlicht beschienen wird, fließt ein elektrischer Gleichstrom zwischen der positiven Schicht an der Oberfläche und der negativen Schicht an der Rückseite.

Geschlossen wird der Stromkreis über entsprechende Sammelschienen. Die Stärke des durch diesen Stromkreis fließenden Stroms (in Ampere) und die in Volt gemessene Spannung der Solarzelle (die sich aus dem elektrischen Feld in der Zelle ergibt) bestimmen zusammen die von ihr abgegebene Leistung, die in Watt angegeben wird. Der Strom fließt über sogenannte Sammelschienen zum Wechselrichter.

Wie funktionieren die Sammelschienen von Solarmodulen?

Die Zellen im Solarmodul sind über dünne Kupfer- oder Aluminiumstreifen, die sogenannten Sammelschienen, elektrisch miteinander verbunden. Der von den einzelnen Solarzellen durch das Auffangen von Sonnenlicht erzeugte Gleichstrom wird über diese Schienen gesammelt und zum Wechselrichter transportiert, der ihn in nutzbaren Wechselstrom umrichtet.

Die maximale Stromstärke, die gefahrlos durch die Sammelschiene fließen darf, ist abhängig vom Querschnitt der Schiene. In Solarmodulen sind die Sammelschienen in der Regel flache Streifen, die die Wärme aufgrund des günstigen Verhältnisses zwischen Oberfläche und Dicke sehr effizient ableiten können.

In Solarmodulen werden die Sammelschienen miteinander verschweißt. Sammelschienen sind jedoch nicht nur in Solarzellen, sondern häufig auch in Schaltgeräten und auf Leiterplatten zu finden. In Solarmodulen sind sie in der Regel parallel zum Modul in Bahnen verlegt. Durch dieses Netzwerk an kleineren und größeren Abzweigungen kann der Strom optimal abgeleitet und eine maximale Leistung erreicht werden.

Hybride und autonome PV-Anlagen im Vergleich

Hybridsysteme (also Anlagen, die Strom mit dem öffentlichen Elektrizitätsnetz austauschen können) sorgen dafür, dass Sie als Verbraucher niemals ohne elektrischen Strom dastehen. Sobald Ihre Solaranlage mehr elektrischen Strom erzeugt, als Sie selbst verbrauchen, wird diese überschüssige Energie in das lokale Elektrizitätsnetz eingespeist. Wenn Sie hingegen mehr Strom verbrauchen, als Ihre Solarmodule erzeugen, wird die Lücke durch Strom aus dem öffentlichen Elektrizitätsnetz geschlossen.

Eine autonome PV-Anlage hingegen ist nicht an das öffentliche Netz angeschlossen. Stattdessen wird der überschüssige Solarstrom dazu verwendet, eine lokale Solarbatterie aufzuladen. Wenn die Geräte in Ihrem Haushalt mehr Strom verbrauchen, als Ihre Solarmodule erzeugen, wird die in den Batterien gespeicherte Energie genutzt.

Autonome Systeme werden vor allem in Gebieten genutzt, in denen ein Anschluss an das Elektrizitätsnetz nicht möglich ist. Sie sind durchweg teurer als netzgekoppelte Anlagen, da die Preise für Solarbatterien noch relativ hoch sind.

Speichersysteme für Sonnenenergie

Solarbatterien speichern den Teil der gewonnenen elektrischen Energie, der nicht sofort verbraucht werden kann. Die gespeicherte Energie kann dann zum Beispiel in den Abendstunden genutzt werden, wenn die Solarmodule keinen Strom mehr abgeben. Speichersysteme für Sonnenenergie können sowohl von hybriden Anlagen als auch von autonomen Systemen genutzt werden.

Die Kosten für ein solches Speichersystem sind nicht unerheblich, aber dank des technischen Fortschritts werden die Batterien immer effizienter, und durch Skalierungseffekte werden die Preise in den kommenden Jahren sinken.

Arten von Solarmodulen

Grob gesagt gibt es zwei Arten von Solarmodulen, nämlich monokristalline und polykristalline. Monokristalline Solarmodule haben ein deutlich attraktiveres Erscheinungsbild als polykristalline. Aufgrund des etwas anderen Herstellungsprozesses sind die Kristalle im Modul alle gleich ausgerichtet. Bei einem polykristallinen Modul hingegen sind die Kristalle alle unterschiedlich ausgerichtet, wodurch sie weniger ordentlich aussehen und einen blauen Schein abgeben.

Monokristalline Solarmodule sind aufgrund des höheren Ertrags und des attraktiveren Aussehens in den letzten Jahren immer mehr zum Standard geworden. Polykristalline Module werden inzwischen kaum noch verkauft.

All-Black-Solarmodule sind eine monokristalline Sonderform. Bei diesen sind die Sammelschienen und der Rahmen schwarz, wodurch sie noch besser aussehen als normale monokristalline Module.

Indach-Solarmodule oder gebäudeintegrierte Photovoltaik (GIPV)

Indach-Solarmodule sind auch unter der Bezeichnung gebäudeintegrierte Photovoltaik (GIPV) bekannt. Dabei handelt es sich um Solarmodule, die mithilfe eines Rahmens in das Dach oder die Fassade eines Gebäudes integriert werden können. Der Einsatz dieser Technik, bei der die Gebäudehülle selbst elektrische Energie erzeugt, nimmt bei Neubauten immer mehr zu.

Gebäudeintegrierte Photovoltaik hat gegenüber herkömmlichen Systemen den Vorteil, dass die Anschaffungskosten dadurch kompensiert werden können, dass andere Baumaterialien und die Kosten für deren Einbau entfallen. Dies macht GIPV zu einem der am schnellsten wachsenden Segmente in der Solarbranche.

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Die von uns vertriebenen Solarmodule sind ausnahmslos monokristallin und lassen sich weiter unterteilen in:

• herkömmliche monokristalline Solarmodule
• All-Black-Solarmodule
• Indach-Solarmodule

Herkömmliche monokristalline Module werden vor allem für große gewerbliche Anlagen verwendet, während All-Black-Module aufgrund des attraktiven schwarzen Äußeren eher für private Anlagen zum Einsatz kommen.

Wie liefern bewährte Topmarken wie Jinko Solar, SolTek, Trina Solar, und Canadian Solar, damit Sie als Installationsbetrieb Ihren Kunden stets das Optimum bieten können.

Wie lässt sich der Wirkungsgrad von Solarmodulen erhöhen?

Mit geeigneten Maßnahmen lässt sich der Wirkungsgrad von Solarmodulen maximieren, um so für eine besonders niedrige Stromrechnung zu sorgen. Wichtige Faktoren für die Optimierung des Wirkungsgrads sind:

• Ort der Anlage
• Neigungswinkel
• Richtung
• Eignung des Dachs
• Größe der Solaranlage
• Wartung und Instandhaltung

Ort, Neigungswinkel und Richtung

Um eine möglichst hohe Ausbeute zu erzielen müssen die Module in einem bestimmten Neigungswinkel installiert werden, sodass sie möglichst viel Sonnenlicht einfangen können. Um eine optimale Leistung zu erzielen, ist es in Nordeuropa besonders wichtig, dass die Solarmodule zwischen 9.00 Uhr und 15.00 Uhr dem Sonnenlicht ausgesetzt sind.

Die Orientierung und der Neigungswinkel des Daches haben großen Einfluss darauf, wie viel Sonnenlicht Ihre Solarmodule einfangen können. Optimal ist es, wenn die Module genau nach Süden ausgerichtet sind, da dann der Zeitraum, in dem sie von der Sonne beschienen werden, maximal ist.

Eignung des Dachs

Bei der Anschaffung von Solarmodulen muss überprüft werden, ob das Dach stabil genug ist, um das Gewicht der Anlage tragen zu können. So besteht zum Beispiel eine gängige 5-kW-Anlage aus 16 Modulen zu je 18 kg, was einem Gesamtgewicht von 288 kg entspricht.

Moderne Dächer sind heutzutage überwiegend für die Installation von Solarmodulen geeignet, aber bei älteren Dächern, vor allem bei Schiefer- und Holzdächern, kann die Tragfähigkeit unter Umständen nicht ausreichen.

Wie viele Solarmodule brauchen Sie?

Solarzellen gibt es in verschiedensten Sorten und Maßen. Je größer die Fläche der Solaranlage, desto mehr elektrischer Strom wird erzeugt. Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie viele Module Sie benötigen, sollten Sie zunächst Ihren Energiebedarf berechnen.

Für eine 5-kW-Anlage werden etwa 16 Module mit einer Leistung von je 340 W benötigt, während für eine Gesamtleistung von 7 kW schon 22 Solarmodule nötig sind.

Die Zahl der für die Deckung Ihres Energiebedarfs benötigten Solarmodule hängt von mehreren Faktoren ab:

• dem heutigen Stromverbrauch
• dem Anteil dieses Verbrauchs, der durch Solarenergie gedeckt werden soll
• dem verfügbaren Platz auf dem Dach
• der Anzahl der Sonnenstunden am Standort

Diese Faktoren unterscheiden sich natürlich von Haus zu Haus und von Ort zu Ort. Aus diesem Grund ist es wichtig, für die Planung der Anlage einen erfahrenen Fachbetrieb hinzuzuziehen.

Der erste Schritt bei der Planung ist die Bestimmung des aktuellen Energieverbrauchs. Dazu können Sie zum Beispiel ein paar frühere Stromrechnungen heraussuchen, um festzustellen, wie viele Kilowattstunden (kWh) Ihr Haushalt pro Jahr verbraucht. Danach entscheiden Sie, wie viel Prozent dieses Verbrauchs Sie durch Sonnenenergie decken möchten.

Weiter ist zu berechnen, wie viele Solarmodule in der Praxis auf das Dach passen. Ein durchschnittliches Solarmodul nimmt ungefähr 1,44 Quadratmeter Dachfläche in Anspruch. Dabei muss ein Abstand von mindestens 30 cm zum Dachrand eingehalten werden, damit die Module dem Wind möglichst wenig Angriffsfläche bieten und das Regenwasser einwandfrei ablaufen kann.