Wie funktioniert ein Photovoltaik-Modul? Aufbau, Technik und Funktion einfach erklärt

Kurz erklärt: So funktioniert ein PV-Modul

Ein Photovoltaik-Modul wandelt Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um – und das ganz ohne bewegliche Teile oder Verbrennung. Das Herzstück dieser Technologie ist der sogenannte photovoltaische Effekt, ein physikalisches Phänomen, das bereits 1839 entdeckt wurde.

Das Prinzip lässt sich einfach erklären: Wenn Sonnenlicht auf eine Solarzelle trifft, treffen winzige Lichtteilchen (Photonen) auf das Halbleitermaterial Silizium. Dabei setzen sie Elektronen in Bewegung – und genau diese Bewegung ist elektrischer Strom.

Damit dieser Prozess funktioniert, besteht jede Solarzelle aus zwei unterschiedlich behandelten Siliziumschichten:

• Die n-dotierte Schicht (oben) hat einen Überschuss an Elektronen
• Die p-dotierte Schicht (unten) hat einen Mangel an Elektronen

Dieses künstlich erzeugte Ungleichgewicht ist entscheidend. Sobald Licht auf die Zelle fällt, wollen die Elektronen das Ungleichgewicht ausgleichen und wandern von der negativen zur positiven Schicht. Verbindet man beide Schichten über einen äußeren Stromkreis, fließt nutzbarer Gleichstrom.

Wichtig zu wissen: Photovoltaik unterscheidet sich grundlegend von Solarthermie. Während PV-Module Strom erzeugen, nutzen Solarthermie-Anlagen die Sonnenwärme zur Erwärmung von Wasser. Beide Technologien nutzen die Sonne, liefern aber völlig unterschiedliche Energieformen.

Die Leistung eines PV-Moduls hängt von mehreren Faktoren ab: der Lichtintensität, der Temperatur und möglicher Verschattung. Moderne Technologien wie Half-Cut-Zellen und Bypass-Dioden sorgen dafür, dass auch bei teilweiser Verschattung noch möglichst viel Strom erzeugt wird.

Der photovoltaische Effekt – das Grundprinzip der Stromerzeugung

Der photovoltaische Effekt bildet das Herzstück jeder Solaranlage und beschreibt die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Dieser physikalische Prozess findet in den Solarzellen statt, die hauptsächlich aus Silizium bestehen – einem Halbleitermaterial mit besonderen Eigenschaften.

Silizium wird für den Einsatz in Solarzellen speziell präpariert, sodass es auf einfallendes Licht reagieren kann. Dabei kommen zwei unterschiedlich behandelte Siliziumschichten zum Einsatz: eine positiv dotierte Schicht (p-Schicht) und eine negativ dotierte Schicht (n-Schicht). Durch diese unterschiedliche Dotierung entsteht an der Grenzfläche zwischen beiden Schichten ein elektrisches Feld.

Wenn Sonnenlicht auf die Solarzelle trifft, werden die Lichtteilchen (Photonen) vom Silizium absorbiert. Die Energie der Photonen regt Elektronen im Material an und löst sie aus ihrer festen Position. Diese freigesetzten Elektronen können sich nun bewegen. Das elektrische Feld an der Grenzschicht sorgt dafür, dass die Elektronenbewegung in eine bestimmte Richtung gelenkt wird – es entsteht ein gerichteter Stromfluss, den wir als elektrische Energie nutzen können.

Die Solarzelle arbeitet dabei nach einem einfachen Prinzip: Je mehr Licht auf die Zelle trifft, desto mehr Elektronen werden angeregt und desto mehr Strom kann erzeugt werden. Allerdings spielt auch die Temperatur eine Rolle. Höhere Temperaturen verschieben den optimalen Arbeitspunkt der Zelle in einen ungünstigeren Bereich, weshalb Solarzellen an kühleren, sonnigen Tagen oft effizienter arbeiten als bei extremer Hitze.

Aufbau eines PV-Moduls – Schichten, Materialien und Funktionen

Ein Photovoltaik-Modul ist weit mehr als nur eine Ansammlung von Solarzellen. Die einzelnen Zellen sind äußerst empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen und würden ohne entsprechenden Schutz schnell beschädigt werden. Deshalb werden sie in ein durchdachtes Schichtsystem eingebettet, das drei wesentliche Aufgaben erfüllen muss: Es lässt möglichst viel Sonnenlicht zu den Zellen durch, hält Feuchtigkeit zuverlässig fern und bietet mechanische Stabilität für jahrzehntelangen Einsatz.

Das Frontglas bildet die oberste Schicht und ist der erste Schutzschild gegen äußere Einflüsse. Es muss Hagel, Wind, Schmutz und wechselnde Witterungsbedingungen standhalten – und das bei maximaler Lichtdurchlässigkeit. Speziell gehärtetes Solarglas mit geringem Eisengehalt sorgt dafür, dass möglichst wenig Sonnenstrahlung reflektiert oder absorbiert wird.

Die Verkapselungsschicht liegt direkt über und unter den Solarzellen. Häufig kommt hier Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) zum Einsatz, ein transparenter Kunststoff, der die Zellen fixiert und vollständig abdichtet. Diese Schicht ist entscheidend für die Langlebigkeit des Moduls, denn Feuchtigkeit zählt zu den größten Feinden von Photovoltaik-Anlagen. Eindringendes Wasser fördert Korrosion an den elektrischen Kontakten und beschleunigt die Alterung der Materialien erheblich.

Die Rückseite schließt das Modul nach hinten ab. Hier gibt es zwei gängige Varianten: Bei der Glas-Folie-Bauweise besteht die Rückseite aus einer wetterfesten Kunststofffolie, während Glas-Glas-Module beidseitig mit Glas versehen sind. Letztere gelten als besonders langlebig und ermöglichen bei bifazialen Modulen zusätzlich die Nutzung von reflektiertem Licht auf der Rückseite.

Der Rahmen – meist aus eloxiertem Aluminium gefertigt – verleiht dem Modul seine Formstabilität und ermöglicht eine sichere Montage auf dem Dach oder an Gestellen. Er schützt zudem die empfindlichen Kanten des Laminats.

Die Anschlussdose auf der Modulrückseite führt die einzelnen Zellstränge elektrisch zusammen und stellt die Verbindung zum Wechselrichter her. Sie enthält außerdem wichtige Schutzbauteile wie Bypass-Dioden, die bei Teilverschattung einzelner Zellen verhindern, dass diese zu Stromverbrauchern werden und sich überhitzen.

Von der Solarzelle zum Modul – wie Strom entsteht

Der Weg vom Rohstoff zum stromerzeugenden Photovoltaik-Modul beginnt mit einem der häufigsten Elemente der Erde: Quarzsand. Dieser wird auf über 1.400 Grad Celsius erhitzt, um hochreines kristallines Silizium zu gewinnen. Das geschmolzene Silizium erstarrt zu zylindrischen Blöcken, die anschließend in hauchdünne Scheiben – sogenannte Wafer – geschnitten werden. Nach dem Polieren erhalten diese Wafer eine spezielle Antireflexionsbeschichtung, die ihnen ihre charakteristische dunkelblaue bis schwarze Farbe verleiht und dafür sorgt, dass möglichst viel Sonnenlicht absorbiert wird.

Die eigentliche Stromerzeugung basiert auf dem photovoltaischen Effekt. Damit dieser funktioniert, muss der Siliziumwafer gezielt mit Fremdatomen versetzt werden – ein Prozess, der als Dotierung bezeichnet wird. Die Oberseite der Zelle wird mit Phosphor angereichert, wodurch ein Überschuss an freien Elektronen entsteht (n-dotierte Schicht). Die Unterseite erhält eine Bor-Dotierung, die einen Elektronenmangel erzeugt (p-dotierte Schicht). An der Grenzfläche dieser beiden Schichten bildet sich ein elektrisches Feld.

Trifft nun Sonnenlicht auf die Solarzelle, löst die Energie der Photonen Elektronen aus ihrer Bindung. Das elektrische Feld an der Grenzschicht treibt diese freien Elektronen in eine bestimmte Richtung – es entsteht ein Stromfluss. Feine Leiterbahnen auf der Zelloberfläche sammeln diesen Strom und führen ihn ab.

Eine einzelne Solarzelle erzeugt nur eine geringe Spannung von etwa 0,5 bis 0,7 Volt. Deshalb werden mehrere Zellen zu einer Gitterstruktur zusammengelötet und elektrisch in Reihe geschaltet. Ein typisches Modul enthält 60 bis 72 Zellen. Diese Zellmatrix wird zwischen einer robusten Glasscheibe auf der Vorderseite und einer wetterfesten Rückwand eingebettet. Ein Aluminiumrahmen verleiht dem Ganzen mechanische Stabilität.

Drei wesentliche Faktoren bestimmen, wie viel Strom ein Modul tatsächlich liefert: Die Lichtintensität wirkt sich direkt proportional auf die Leistung aus – mehr Sonneneinstrahlung bedeutet mehr Strom. Die Temperatur hingegen hat einen gegenteiligen Effekt: Steigt die Modultemperatur, sinkt der Wirkungsgrad. Der sogenannte Temperaturkoeffizient gibt an, wie stark die Leistung pro Grad Celsius abnimmt. Verschattung einzelner Zellen kann die Leistung des gesamten Moduls erheblich reduzieren, da die Zellen in Reihe geschaltet sind.

Moderne TopCon-Module (Tunnel Oxide Passivated Contact) stellen eine Weiterentwicklung der klassischen Zelltechnologie dar. Sie nutzen eine ultradünne Tunneloxidschicht, die Rekombinationsverluste an der Zelloberfläche minimiert. Das Ergebnis sind höhere Wirkungsgrade von über 22 Prozent und ein besseres Verhalten bei hohen Temperaturen. Für Dächer mit begrenzter Fläche bieten TopCon-Module daher einen deutlichen Vorteil: Sie erzeugen auf gleicher Fläche mehr Strom und zeigen zudem eine geringere Degradation über die Lebensdauer.

Arten von PV-Modulen im Überblick

Bei der Auswahl eines Photovoltaik-Moduls stehen drei Haupttypen zur Verfügung, die sich grundlegend in ihrer Herstellung und Leistungsfähigkeit unterscheiden.

Monokristalline Module bestehen aus hochreinem Silizium, das aus einem einzigen Kristall gezogen wird. Diese Technologie erreicht den höchsten Wirkungsgrad und eignet sich besonders für Dächer mit begrenzter Fläche, da pro Quadratmeter mehr Strom erzeugt wird. Die charakteristische schwarze Oberfläche entsteht durch die gleichmäßige Kristallstruktur.

Polykristalline Module werden aus mehreren zusammengeschmolzenen Siliziumkristallen gefertigt. Sie bieten einen mittleren Wirkungsgrad bei einem attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnis. Die typische bläuliche Färbung mit sichtbaren Kristallgrenzen unterscheidet sie optisch von monokristallinen Varianten.

Dünnschichtmodule (amorphe Module) entstehen durch das Aufbringen einer hauchdünnen Siliziumschicht auf ein Glassubstrat – fast 100-mal dünner als bei polykristallinen Modulen. Obwohl ihr Wirkungsgrad geringer ausfällt, punkten sie mit niedrigen Herstellungskosten.

Neben dem Zelltyp spielen weitere Bauartunterschiede eine Rolle: Glas-Folie-Module sind leichter und günstiger, während Glas-Glas-Module mehr Robustheit und besseren Schutz bieten. Bifaziale Module können zusätzlich Licht auf der Rückseite nutzen, was sich jedoch nur bei ausreichendem Streulicht und entsprechendem Montageabstand lohnt.

Für die individuelle Modulauswahl sind das Temperaturverhalten an warmen Tagen, die Degradationsrate über die Lebensdauer sowie die Leistungsgarantie des Herstellers entscheidende Kriterien. Die Modulkosten sind seit Jahrzehnten rückläufig, sodass die Entscheidung heute stärker von den spezifischen Dachgegebenheiten, dem Stromverbrauch und dem verfügbaren Budget abhängt.

Moderne Zelltechnik: Half-Cut, Multibusbar und Bypass-Dioden

Die klassische Bauweise von Photovoltaik-Modulen verwendet sogenannte Full-Cut-Zellen – Solarzellen in voller Größe, die im Modul miteinander verschaltet werden. Moderne Module setzen jedoch zunehmend auf weiterentwickelte Technologien, die elektrische Verluste minimieren und die Leistung steigern.

Half-Cut-Zellen entstehen, indem herkömmliche Solarzellen präzise in zwei Hälften geteilt werden. Der entscheidende Vorteil: In den einzelnen Leitungswegen fließt dadurch weniger Strom. Da elektrische Verluste quadratisch mit der Stromstärke steigen, reduzieren sich die Verluste in den Leiterbahnen erheblich. Das Modul arbeitet insgesamt effizienter. Ein weiterer Pluspunkt zeigt sich bei Teilverschattung: Weil das Modul in kleinere elektrische Bereiche aufgeteilt ist, bremst ein Schatten nicht sofort einen großen Teil der Modulfläche aus. Fällt beispielsweise ein Ast auf eine Ecke des Moduls, bleibt der Rest weitgehend produktiv.

Die Multibusbar-Technik verfolgt einen ähnlichen Ansatz bei der Stromsammlung. Statt weniger breiter Sammelleiter (Busbars) kommen viele feine Leiterbahnen zum Einsatz – bei modernen Modulen oft neun oder mehr. Diese sammeln den erzeugten Strom gleichmäßiger ein und reduzieren elektrische Widerstände. Zusätzlich macht die feinere Verteilung die Stromsammlung robuster über viele Jahre Betrieb.

Bypass-Dioden erfüllen eine wichtige Schutzfunktion. Sie sind in der Anschlussdose des Moduls integriert und leiten den Strom um verschattete oder defekte Zellen herum. Ohne diese Dioden würden abgeschattete Zellen zu sogenannten Hotspots werden – sie würden sich stark erhitzen und könnten das Modul dauerhaft beschädigen. Typischerweise enthält ein Modul drei Bypass-Dioden, die jeweils einen Abschnitt der Zellen absichern.

Komponenten einer PV-Anlage – wie alles zusammenspielt

Ein Photovoltaik-Modul allein macht noch keine funktionierende Solaranlage. Erst das Zusammenspiel mehrerer Komponenten ermöglicht es, Sonnenlicht in nutzbaren Haushaltsstrom zu verwandeln und diesen effizient zu nutzen.

Die Solarmodule auf dem Dach bilden das Herzstück der Anlage. Sie fangen die Sonnenstrahlen ein und wandeln sie durch den photovoltaischen Effekt in Gleichstrom um. Doch dieser Gleichstrom kann von herkömmlichen Haushaltsgeräten nicht direkt genutzt werden.

Hier kommt der Wechselrichter ins Spiel. Er wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom mit 230 Volt um – genau die Spannung, die aus jeder Steckdose kommt. Ohne diesen Umwandlungsschritt wäre der erzeugte Solarstrom für den Haushalt unbrauchbar.

Ein Heimspeicher löst eine der größten Herausforderungen der Photovoltaik: Die Sonne scheint tagsüber am stärksten, während viele Menschen erst abends zu Hause sind und Strom benötigen. Der Speicher nimmt überschüssige Energie auf und gibt sie ab, wenn sie tatsächlich gebraucht wird.

Die Systemintelligenz koordiniert das gesamte Zusammenspiel. Sie entscheidet in Echtzeit: Wird der erzeugte Strom direkt verbraucht? Soll er in den Speicher fließen? Oder wird Überschuss ins Netz eingespeist? Diese intelligente Steuerung sorgt dafür, dass möglichst viel selbst erzeugter Strom auch selbst genutzt wird.

Ergänzend überwachen Monitoring-Systeme den Anlagenzustand kontinuierlich. Sie zeigen Erträge an, melden Störungen und helfen dabei, die Anlage über Jahre hinweg zuverlässig und wirtschaftlich zu betreiben.

Kennwerte von PV-Modulen verstehen

Wer verschiedene Photovoltaik-Module miteinander vergleichen möchte, findet im Datenblatt alle relevanten technischen Angaben. Diese Kennwerte ermöglichen einen fairen Vergleich und helfen bei der Auswahl des passenden Moduls für die eigene Anlage.

Nennleistung in Wattpeak (Wp) und Kilowattpeak (kWp)

Die Leistungsangabe in Wattpeak beschreibt die maximale Leistung, die ein Modul unter idealen Bedingungen erzeugen kann. Ein Modul mit 400 Wp liefert also unter optimalen Voraussetzungen 400 Watt elektrische Leistung. Für größere Anlagen wird die Gesamtleistung in Kilowattpeak angegeben – zehn Module mit je 400 Wp ergeben zusammen eine Anlage mit 4 kWp.

Standard Test Conditions (STC)

Damit die Leistungsangaben verschiedener Hersteller vergleichbar sind, werden alle Module unter identischen Laborbedingungen getestet. Diese STC umfassen eine Einstrahlung von 1.000 Watt pro Quadratmeter, eine Zelltemperatur von 25 Grad Celsius und ein definiertes Lichtspektrum. Im realen Betrieb weichen die Bedingungen davon ab, weshalb die tatsächliche Leistung variiert.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der eingestrahlten Sonnenenergie tatsächlich in elektrischen Strom umgewandelt wird. Moderne monokristalline Module erreichen Wirkungsgrade von über 20 Prozent. Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet mehr Leistung auf gleicher Fläche.

Elektrische Kenngrößen

Die Leerlaufspannung (Voc) beschreibt die Spannung bei offenem Stromkreis, während Vmpp die Spannung am optimalen Arbeitspunkt angibt. Diese Werte sind für die korrekte Auslegung des Wechselrichters wichtig.

Temperaturkoeffizient und Degradation

Der Temperaturkoeffizient zeigt, wie stark die Modulleistung bei steigenden Temperaturen sinkt – typischerweise um etwa 0,3 bis 0,5 Prozent pro Grad über 25 Grad Celsius. Die Degradation beschreibt den natürlichen Leistungsrückgang über die Lebensdauer, der bei hochwertigen Modulen nach 25 Jahren meist unter 20 Prozent liegt.

Faktoren, die die Stromerzeugung beeinflussen

Die Stromproduktion eines Photovoltaik-Moduls ist keineswegs konstant, sondern unterliegt verschiedenen Einflüssen, die den Ertrag erheblich steigern oder mindern können. Zwei Hauptfaktoren spielen dabei eine entscheidende Rolle.

Sonneneinstrahlung und Wetterbedingungen

Der wichtigste Einflussfaktor ist die verfügbare Lichtmenge. An einem wolkenlosen Sommertag erreicht ein Modul seine maximale Leistung, während bei bewölktem Himmel deutlich weniger Photonen auf die Solarzellen treffen. Auch die Jahreszeit spielt eine Rolle: Im Winter steht die Sonne tiefer und die Tage sind kürzer, was die Stromerzeugung reduziert. Selbst bei diffusem Licht produzieren moderne Module noch Strom – allerdings mit geringerer Effizienz als bei direkter Sonneneinstrahlung.

Temperatur der Module

Entgegen der verbreiteten Annahme arbeiten Solarmodule bei Hitze nicht besser. Tatsächlich sinkt der Wirkungsgrad mit steigender Temperatur. Die Nennleistung eines Moduls wird unter Standardtestbedingungen bei 25 Grad Celsius gemessen. Steigt die Modultemperatur darüber – was an heißen Sommertagen schnell passiert – nimmt die elektrische Spannung ab und damit auch die Gesamtleistung. Eine gute Hinterlüftung der Module bei der Installation kann diesem Effekt entgegenwirken.

Weitere Faktoren wie Verschattung durch Bäume oder Nachbargebäude, Verschmutzung der Moduloberfläche sowie der Neigungswinkel und die Ausrichtung der Anlage beeinflussen ebenfalls, wie viel Strom ein Photovoltaik-Modul tatsächlich erzeugt.

Glas-Glas vs. Glas-Folie – Bauarten im Vergleich

Bei der Konstruktion von Photovoltaik-Modulen haben sich zwei grundlegende Bauarten etabliert, die sich in einem entscheidenden Punkt unterscheiden: der Gestaltung der Modulrückseite.

Glas-Folie-Module repräsentieren die traditionelle und nach wie vor weit verbreitete Bauweise. Hier schützt auf der Vorderseite gehärtetes Solarglas die Zellen vor Witterungseinflüssen, während die Rückseite mit einer robusten Kunststofffolie abgedeckt wird. Diese Konstruktion hat sich über Jahrzehnte bewährt und bietet ein gutes Verhältnis von Schutzwirkung zu Gewicht. Die Module sind vergleichsweise leicht, was die Handhabung bei der Installation erleichtert und geringere Anforderungen an die Dachstatik stellt.

Glas-Glas-Module setzen hingegen auf beidseitigen Glasschutz. Die Solarzellen werden zwischen zwei Glasscheiben eingebettet, was einen symmetrischen Aufbau ergibt. Diese Konstruktion bringt mehrere Vorteile mit sich: Der doppelte Glasschutz verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit von beiden Seiten und bietet einen verbesserten Schutz gegen UV-Strahlung. Die mechanische Stabilität ist deutlich höher, was die Module widerstandsfähiger gegen Hagel, Schneelasten und andere äußere Einwirkungen macht.

Der Nachteil der Glas-Glas-Bauweise liegt im höheren Gewicht durch die zusätzliche Glasschicht. Dies muss bei der Planung der Unterkonstruktion und der statischen Berechnung berücksichtigt werden. Dafür profitieren Anlagenbetreiber von einer besseren Langzeitstabilität – Glas-Glas-Module zeigen typischerweise eine geringere Degradation über die Lebensdauer und werden häufig mit längeren Garantiezeiträumen angeboten.

Monofazial vs. bifazial – welche Module wann sinnvoll sind

Bei der Frage, wie ein Photovoltaik-Modul funktioniert, spielt auch die Bauweise eine entscheidende Rolle. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen monofazialen und bifazialen Modulen – zwei Konzepte mit unterschiedlichen Stärken.

Monofaziale Module sind die klassische Variante: Sie erzeugen Strom ausschließlich über ihre Vorderseite. Die Rückseite ist mit einer undurchsichtigen Folie oder Platte versehen und trägt nicht zur Energiegewinnung bei. Diese Bauweise ist weit verbreitet, erprobt und für die meisten Anwendungen völlig ausreichend.

Bifaziale Module gehen einen Schritt weiter. Sie besitzen auf beiden Seiten aktive Solarzellen und können dadurch auch Streulicht nutzen, das von unten auf die Modulrückseite trifft. Der entscheidende Faktor hierbei ist der sogenannte Albedo-Effekt – also die Reflexionsfähigkeit des Untergrunds. Helle Flächen wie weißer Kies, Schnee oder heller Beton reflektieren deutlich mehr Sonnenlicht als dunkle Untergründe wie Bitumen oder Erde.

Damit bifaziale Module ihr Potenzial entfalten können, müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein: ausreichend Abstand zwischen Modul und Untergrund sowie eine möglichst helle, reflektierende Fläche darunter. Ideale Einsatzorte sind daher Flachdächer mit heller Bekiesung, Freiflächen mit hellem Untergrund oder Agri-PV-Anlagen, bei denen die Module aufgeständert über landwirtschaftlichen Flächen montiert werden.

Monofaziale Module bleiben hingegen die bessere Wahl, wenn die Rückseite ohnehin verdeckt ist – etwa bei klassischen Schrägdach-Installationen oder über dunklen Untergründen, die kaum Licht reflektieren.

Die Mehrkosten für bifaziale Module können sich durch Mehrerträge von etwa 5 bis 30 Prozent rechnen – abhängig von den Standortbedingungen. Die Entscheidung sollte daher immer die konkrete Montagesituation, den Untergrund und das verfügbare Budget berücksichtigen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen PV-Modul und Solarmodul?

Die Begriffe PV-Modul und Solarmodul werden synonym verwendet. Beide bezeichnen Module, die Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom umwandeln. Der Begriff Photovoltaik leitet sich vom griechischen Wort für Licht (phos) und der Einheit für elektrische Spannung (Volt) ab.

Was bedeuten Wp und kWp?

Wp steht für Watt peak und beschreibt die Nennleistung eines einzelnen Moduls unter standardisierten Testbedingungen. Diese einheitlichen Bedingungen ermöglichen einen fairen Vergleich verschiedener Module. kWp (Kilowatt peak) bezeichnet die Gesamtleistung einer Anlage – also die Summe aller Modulnennleistungen. Ein Rechenbeispiel: 10 Module mit jeweils 450 Wp ergeben zusammen 4.500 Wp beziehungsweise 4,5 kWp Anlagenleistung.

Wie wirkt sich Verschattung auf die Leistung aus?

Teilverschattung durch Schornsteine, Gauben, Bäume oder Schnee kann den Ertrag stärker reduzieren als zunächst vermutet. Da die Zellen in einem Modul in Reihe geschaltet sind, bremst eine verschattete Zelle den gesamten Stromfluss. Moderne Module verfügen über Bypass-Dioden, die verschattete Teilbereiche überbrücken. So werden Ertragsverluste begrenzt und gefährliche Hotspots vermieden.

Warum verlieren Module bei Hitze an Leistung?

Bei hohen Zelltemperaturen sinkt die Leistung eines PV-Moduls. Dieser Effekt wird durch den Temperaturkoeffizienten beschrieben, der angibt, um wie viel Prozent die Leistung pro Grad Temperaturanstieg abnimmt. Gute Hinterlüftung der Module hilft, diesen Verlust zu minimieren.

Was sagt der Wirkungsgrad aus?

Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der eingestrahlten Lichtenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Bei begrenzter Dachfläche sind Module mit höherem Wirkungsgrad besonders interessant, da sie mehr Strom pro Quadratmeter erzeugen.

Glas-Folie oder Glas-Glas – was ist besser?

Glas-Folie-Module haben auf der Vorderseite Glas und auf der Rückseite eine Kunststofffolie. Glas-Glas-Module sind beidseitig mit Glas ausgestattet, was sie robuster und langlebiger macht – allerdings auch schwerer und teurer.

Was bringen bifaziale Module?

Monofaziale Module erzeugen Strom ausschließlich über die Vorderseite. Bifaziale Module können zusätzlich Licht nutzen, das auf ihre Rückseite trifft. Der tatsächliche Mehrertrag hängt jedoch stark von den Bedingungen ab – bei Schrägdächern mit dunkler Eindeckung ist der Effekt oft gering.

Full Black oder Black Frame?

Diese Unterscheidung betrifft primär die Optik. Full Black Module haben schwarze Zellen, schwarze Rückseite und schwarzen Rahmen für ein einheitliches Erscheinungsbild. Black Frame Module kombinieren einen schwarzen Rahmen mit sichtbaren Zellzwischenräumen. Technisch sind die Unterschiede meist gering.

Welche Garantien gibt es?

Bei PV-Modulen sind zwei Garantiearten zu beachten: Die Produktgarantie deckt Material- und Herstellungsfehler ab. Die Leistungsgarantie sichert zu, dass das Modul nach einer bestimmten Anzahl von Jahren noch einen definierten Prozentsatz seiner ursprünglichen Leistung erbringt.

Wer hat die Photovoltaik erfunden?

Der französische Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckte 1839 den photovoltaischen Effekt. Die erste funktionsfähige Solarzelle wurde 1893 gebaut – der Grundstein für die heutige Technologie.