PV-Solarmodule / Solarpanele / Solarzellen namhafter Hersteller bis 460 Wp Leistung

Photovoltaik-Solarmodule, auch bekannt als Solarpanele oder Solarzellen, sind eine umweltfreundliche und effiziente Methode zur Erzeugung von sauberer Energie. Durch die Nutzung der Sonnenstrahlung wandeln PV-Solarmodule Licht direkt in elektrische Energie um. Diese Technologie bietet eine nachhaltige Lösung zur Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und zur Verringerung der CO₂-Emissionen. PV-Solarmodule können auf Dächern von Häusern, Unternehmen und öffentlichen Gebäuden installiert werden und ermöglichen eine kostengünstige Stromerzeugung über einen langen Zeitraum. Sie sind wartungsarm, langlebig und sind je nach Bedarf in verschiedenen Größen und Leistungsstufen erhältlich. 
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Wie funktioniert Photovoltaik?

Photovoltaik ist eine Technologie, die aus Sonnenstrahlung Strom erzeugt. Licht wird auch Photonen genannt, daher der Name Photovoltaik. Um die Sonnenstrahlen in Strom umzuwandeln, werden Solarzellen benötigt. Solarzellen sind die kleinsten Bauteile und gleichzeitig das Herzstück einer Photovoltaik Anlage. Als Material für eine Solarzelle wird ein leitfähiges Halbleitermaterial benötigt. Die meisten Solarzellen bestehen daher aus Silizium (Quarzsand). Halbleiter zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass sie durch die Zufuhr von Energie eine erhöhte Leitfähigkeit besitzen. Bei der Photovoltaik wird diese Energie durch Licht zugeführt.

Die Funktionsweise einer Solarzelle ist denkbar einfach: Fällt Sonnenlicht auf die Solarzelle, werden die Elektronen in der Zelle angeregt und in Bewegung versetzt. Diese Eigenschaft ist typisch für das Material Silizium. Im Inneren der Zelle kommt es dann zu einer Wechselwirkung zwischen dem Halbleitermaterial und dem einfallenden Sonnenlicht. Dabei werden elektrische Ladungsträger, sogenannte Elektronen, freigesetzt. Durch diese Bewegung entsteht ein elektrischer Strom, der über die seitlichen Metallkontakte der Solarzellen abgeführt wird. Auf diesem Weg wird der erzeugte Strom über ein normales Stromkabel ins Haus transportiert und so nutzbar gemacht.
 

Wie ist eine Solarzelle aufgebaut?

Eine Silizium-Solarzelle besteht grundsätzlich aus drei Schichten. Zwei unterschiedlich dotierte Siliziumschichten bilden den Hauptbestandteil. Die Schichten sind dabei wie folgt aufgebaut:
 
  • p-dotierte Schicht: Hier ist etwas Bor eingemischt, dadurch fehlen Elektronen und diese Schicht wird elektrisch positiv geladen.
  • n-dotierte Schicht: In diese Schicht wird Phosphor eingemischt. Dadurch werden Elektronen frei. Deswegen ist diese negativ geladen.

Die Lage zwischen den beiden Schichten nennt man Grenzschicht. Die Grenzschicht können freigesetzte Ladungsträger mithilfe von Sonnenlicht passieren. Durch die Bewegung dieser Ladungsträger entsteht im Kern der Solarzelle ein elektrisches Feld. Das elektrische Feld nennt man aufgrund der Dotierung der einzelnen Schichten auch p-n-Übergang.
 

Die Hauptarten von Solarmodulen

Den Solarzellen kommt in einer Photovoltaikanlage eine große Bedeutung zu. Sie gehören nicht nur zu den wichtigsten Komponenten der Anlage, sondern bestimmen je nach Qualität maßgeblich die Investitionskosten der PV-Anlage. Außerdem sind sie dafür verantwortlich, wie viel Strom überhaupt erzeugt werden kann. Auf dem Markt gibt es zwei Arten von Solarzellen, die sowohl für den privaten als auch für den gewerblichen Bereich von großer Bedeutung sind:

Monokristalline Solarzelle
Monokristalline Solarzellen bestehen aus monokristallinem Silizium. Daher kommt auch der Name dieser Solarzellen. Bei der Herstellung werden einkristalline Stäbe aus flüssigem Silizium gezogen. Anschließend werden die Stäbe in dünnere Stäbe zersägt. Diese dünnen Stäbe werden auch Wafer genannt. Dann gibt es noch die polykristallinen Zellen. Dieser Zelltyp hat im Vergleich zu den monokristallinen Zellen einen geringeren Siliziumanteil. Mit einem Wirkungsgrad von ca. 20 Prozent sind monokristalline Zellen daher bei direkter Sonneneinstrahlung die effektivsten Solarzellen. Für Wohngebäude, aber auch für kleinere gewerbliche Anlagen, zum Beispiel auf Flachdächern, sind diese Solarmodule ideal. Sie sind nicht nur langlebig und besonders robust, sondern auch ästhetisch ansprechend und fügen sich so unauffällig und harmonisch in das Stadtbild ein.

Polykristalline Solarzelle
Polykristalline Solarzellen bestehen im Vergleich zu monokristallinen Zellen aus weniger reinem Silizium. Bei der Herstellung polykristalliner Zellen wird zunächst ein Siliziumblock gegossen. Wenn dieser abkühlt und das flüssige Silizium erstarrt, entstehen Kristallstrukturen unterschiedlicher Größe. Anschließend werden dünne Scheiben aus dem Block geschnitten. Jede dieser Scheiben stellt eine eigene polykristalline Solarzelle dar.

Die Herstellung kompletter Solarmodule ist bei diesem Zelltyp weniger aufwendig. Es entstehen durch die quadratische Form der Zellen geringe Abfälle und es wird für die Produktion weniger Energie benötigt. Aus diesen Gründen sind polykristalline Zellen preiswerter und für die Umweltbilanz der gesamten Photovoltaikanlage besser. Das Preis-Leistungs-Verhältnis dieser Solarzellen ist daher meistens besonders gut. Allerdings ist der erzielte Wirkungsgrad mit rund 15 Prozent deutlich geringer als bei den monokristallinen Solarzellen. Der geringere Wirkungsgrad liegt vor allem daran, dass weniger reines Silizium bei der Herstellung verwendet wird. Dieses PV-Modul ist in verschiedenen Ausführungen, Größen und Farben erhältlich. Es eignet sich sowohl für größere Anlagen als auch für netzunabhängige und netzgekoppelte Anwendungen sowie für Wohngebäude.
 

Wo liegt bei Solarzellen der Wirkungsgrad?

Der Wirkungsgrad der Photovoltaik hängt von den Solarzellen ab. Er variiert je nach Technologie und Qualität der Zellen. Im Durchschnitt liegt der Wirkungsgrad von Solarzellen zwischen 10 und 25 %, wobei auch Hochleistungszellen mit einem Wirkungsgrad von bis zu 40 % auf dem Markt sind.
 

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