Photovoltaik

Eine kurze Einführung in den Wirkungsgrad von Solarmodule

PV Dach
Dach mit Photovoltaik-Anlage, Foto: Andreas Kühl
Dach mit Photovoltaik-Anlage, Foto: Andreas Kühl
Dach mit Photovoltaik-Anlage, Foto: Andreas Kühl

Gastbeitrag von Charlie Davison

Solarenergie ist im Inbegriff, eine rentable Alternative zu fossilen Brennstoffen, und damit eine Lösung für die globale Energiekrise zu werden. Daher ist die Effizienz, und damit der Wirkungsgrad der Solaranlagen, zunehmend einer kritischen Prüfung unterlegen.

Potentielle Investoren in Solarinstallationen müssen sowohl von der finanziellen Machbarkeit Ihrer Investition als auch der offensichtlichen Vorteile für die Umwelt überzeugt werden.

Deshalb zählt jegliche Verbesserung der Effizienz, da Solarenergie in vielen Fällen noch immer eine teurere Option als die Versorgung durch traditionelle Energieformen darstellt. Je effizienter die Solaranlage, umso mehr Energie wird erzeugt, je mehr Strom erzeugt wird, umso mehr Geld kann bei der Stromrechnung gespart werden.

Also was bedeutet „Wirkungsgrad“, und welche Faktoren beeinflussen ihn?

Was heisst „Wirkungsgrad“ eigentlich?

Als Wirkungsgrad bezeichnet man den Prozentsatz des Sonnenlichts, das in brauchbare Elektrizität umgewandelt wird. Dies wiederum beinhaltet die relative Effizienz der einzelnen Solarzellen und der Solarmodule, die aus vielen einzelnen Solarzellen bestehen. Einzelne Solarzellen können einen Wirkungsgrad von ca. 40% erreichen, Solarmodule erreichen diese Effizienz aber nicht.

Der Wirkungsgrad des Solarmoduls als ganzes ist niedriger als der der Solarzellen wegen äußerer Faktoren wie z.B. der Tatsache, dass das Glas, das die Zellen schützt, Sonnenlicht reflektiert, und auch wegen der Zwischenräume zwischen den Zellen.

Wirkungsgrade steigen

Typischerweise operieren Solarmodule bei einem Wirkungsgrad von 11-15%. Diese Zahl steigt jedoch kontinuierlich im Zuge von stetigem Technologiefortschritt. Vor wenigen Jahren noch war ein Wirkungsgrad von 20% ein bahnbrechender Erfolg. Anlagen die diesen Wirkungsgrad erreichen, wurden damals nur von Herstellern  am oberen Ende des Preisspektrums hergestellt, sind jetzt aber weitgehend  verfügbar. Erst vor kurzem wurde diese Zahl mit der Vorstellung der SunPower X-Serie Solarmodule in den Schatten gestellt – diese erreichen einen Wirkungsgrad von 21,5%.

Faktoren, die die Energieproduktion beeinflussen

Der Wirkungsgrad der Solarmodule ist nicht der einzige Aspekt der bei der Energieproduktion durch Solarmodule in Betracht gezogen werden muss. Die folgenden Faktoren beeinflussen alle die Energieabgabe:

Die Ausrichtung der Solaranlage:

In der nördlichen Hemisphere ist die Südseite des Daches am besten für die Erzeugung von Solarenergie geeignet.

Winkel des Daches:

Der Winkel des Daches beeinflusst die Effizienz, da er die Anzahl der Stunden beeinflusst, die die Solarmodule der Sonne ausgesetzt sind.

Klima:

Verschiedene Solarmodule funktionieren optimal bei verschiedenen Temperaturen; die meisten zeigen bessere Leistung in kühlerem Klima.

Schatten:

Solaranlagen funktionieren nicht gut wenn sie im Schatten liegen. Selbst wenn nur ein Modul an einem schattigen Punkt angebracht ist, kann dies die Leistung der ganzen Anlage negativ beeinträchtigen.

Was sind die Vorteile des höheren Wirkungsgrades?

Steigende Wirkungsgrade sind für potentielle Investoren aus mehreren Gründen von Vorteil, was den Gedanken in Solarenergie zu investieren, deutlich schmackhafter machen kann.

Wesentlich ist, dass bei erhöhtem Wirkungsgrad die negativen Faktoren, die oben aufgezählt wurden, weniger ins Gewicht fallen. Infolgedessen wird die Installation einer Solaranlage auch für diejenigen zur Option, die bisher ihre Zweifel auf Grund von Schatten, Klima, Dachwinkel und Dachorientierung hatten.

Es wird mehr Strom erzeugt

Durch effizientere Solarmodule wird mehr Strom erzeugt, ungeachtet von Klima, Dachfläche, Ausrichtung oder anderen Faktoren.

Es wird weniger Dachfläche benötigt

Für viele ist eine zu geringe Dachfläche ein Hauptpunkt, sich gegen eine Installation zu entscheiden. Durch erhöhte Wirksamkeit benötigt man weniger Solarmodule, um die benötigte Energie zu produzieren.

Es fallen weniger Kosten an, und Installation geht schneller vonstatten

Kosten- und Zeitaufwand sinken ebenfalls, da weniger Module benötigt werden.

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Über den Autor

Andreas Kühl

Ich bin Energieblogger aus Leidenschaft mit einem großen Faible für Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Mit energynet.de betreibe ich einen der bekanntesten und einflussreichsten Energieblogs im deutschsprachigen Raum. Innovationen für die Energiewende in Technologien und Geschäftsmodellen sind meine aktuellen Schwerpunktthemen.

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