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Photovoltaik Solarmodule – Leistung maximieren und Effizienz steigern

Dass Photovoltaik eine leistungsfähige und zuverlässige Art der regenerativen und autarken Energiegewinnung ist, ist allgemein bekannt. Doch wie hoch ist die Leistung von Solarmodulen oder gar einer ganzen Photovoltaikanlage? Welche Kennwörter gibt es und wie kann die Leistung durch eine fachkundige Planung durch einen PV-Experten optimiert werden?

Von Sonnenstrahlen zu Strom - aber wie?

Sonnenenergie wird zu nutzbarer Energie

Photovoltaik-Module, auch Solarpanel genannt, setzen sich aus vielen Solarzellen zusammen, deren Anzahl je nach Modell variieren kann. Diese Zellen sind in eine Kunststoffschicht eingebettet und werden durch spezielles, lichtdurchlässiges Glas vor äußeren Einflüssen geschützt. Durch die Anordnung der Solarzellen in Serie oder Parallel wird die gewünschte Spannung und Leistung erreicht, um Sonnenenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Abhängig von der verfügbaren Fläche werden diese Module zu einem sogenannten Solargenerator installiert.

Die meisten PV-Module auf dem Markt bestehen aus kristallinem Silizium, das in Scheiben geschnitten und zu Zellen verarbeitet wird. Es gibt jedoch auch andere Materialien wie Dünnschicht-Solarzellen, die auf Glas oder flexiblem Substrat aufgebracht werden. Jedes Solarzellenmaterial hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Zum Beispiel sind kristalline Siliziumzellen im Allgemeinen effizienter als Dünnschichtzellen, aber sie sind auch teurer herzustellen. Die Leistung eines PV-Moduls wird in Kilowatt Peak (kWp) gemessen, was der maximalen Leistung entspricht, die das Modul unter Standardtestbedingungen (STC) erzeugen kann. STC ist definiert als eine Strahlungsintensität von 1000 W/m², einer Zelltemperatur von 25°C und einem Luftmassenverhältnis von 1,5.

Wirkungsgrad eines PV Moduls

Ein weiterer wichtiger Faktor bei der Leistung von PV-Modulen ist der Wirkungsgrad, der angibt, wie viel Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Der Wirkungsgrad hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Qualität des Solarzellenmaterials, der Art der Oberflächenpassivierung und der Art und Weise, wie die Zellen in Serie oder parallelgeschaltet sind.

Starre und flexible Solarmodule

PV-Module werden normalerweise in Aluminiumrahmen eingefasst und mit gehärtetem Glas abgedeckt, um sie vor Witterungseinflüssen und Beschädigungen zu schützen. Es gibt jedoch auch flexible Module, die auf flexiblem Substrat aufgebracht werden und in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können, wie z.B. auf Wohnmobilen, Booten oder Zelten.

Von Technologie bis Neigung – das beeinflusst die Photovoltaik Solarmodule Leistung

Der Ertrag einer Photovoltaikanlage wird maßgeblich durch verschiedene Faktoren beeinflusst, zu denen das Material und die Technologie der Solarmodule, meteorologische Wetterverhältnisse und geographische Standortbedingungen zählen. Während beispielsweise Schattenwurf durch nahegelegene Gebäude oder Vegetation die Leistung beeinträchtigt, kann eine effiziente Kühlung an heißen Standorten die Erträge optimieren. 

Entscheidend ist auch die Ausrichtung und Neigung der Solarmodule, welche durch die Art der Montage bestimmt wird. Die Ausrichtung und Neigung der Module sollte so gewählt werden, dass sie maximalen Lichteinfall über den Tages- und Jahresverlauf gewährleistet, wobei in unseren Breiten südliche Ausrichtung und ein Neigungswinkel von etwa 30 Grad als optimal gelten.

Expertentipp:

Verschiedene Typen von Solarmodulen erbringen unterschiedliche Leistung. Monokristalline Module sind für ihre hohe Effizienz und Langlebigkeit bekannt, wobei sie tendenziell etwas kostspieliger sind, während polykristalline Module eine kosteneffektivere Alternative darstellen, allerdings bei einem generell niedrigeren Wirkungsgrad. Dünnschichtmodule bieten wiederum den Vorteil, auch bei geringerer Lichtintensität oder diffusem Licht effektiv zu arbeiten und sind flexibel in der Montage.

Nicht nur die Wattzahl ist entscheidend

Wie wird die Leistung von Solarmodulen berechnet?

Bei der Bewertung der Leistungsfähigkeit von Solarmodulen spielen diverse Faktoren eine Rolle. Zu diesen gehören:

  • Peak-Leistung (Wp): Dies bezeichnet die maximal mögliche Leistung eines Moduls unter standardisierten Testbedingungen und ist eine primäre Metrik zur Kategorisierung der Leistungsfähigkeit eines Moduls.
  • Modulwirkungsgrad: Dieser Wert gibt an, welcher Anteil des eingestrahlten Sonnenlichts tatsächlich in elektrische Energie umgewandelt wird, und ist daher essentiell, um die Effizienz eines Moduls zu beurteilen.
  • Temperaturkoeffizient: Da Solarmodule temperaturabhängig agieren, ist der Temperaturkoeffizient relevant, um zu verstehen, wie sich die Leistung des Moduls bei Temperaturschwankungen verändert
  • Degradation: Diese Kennzahl zeigt auf, in welchem Maße die Leistung des Moduls über die Zeit abnimmt, was für die langfristige Planung und Kalkulation der Anlagenperformance von Bedeutung ist.
Effizient - Effizienter - am Effizientesten

Maximale Effizienz durch Optimierung der Photovoltaik Solarmodule Leistung

Die Leistungssteigerung der Solarmodule Ihrer Photovoltaikanlage beginnt bereits in der Planungsphase. In Zusammenarbeit mit Rhein-West Solar als PV-Experte entwickeln Sie zunächst ein Konzept für Ihre individuelle Solaranlage. Um die gewünschte Leistung richtig kalkulieren zu können, werden dabei folgende Fragen untersucht:

  • Möchten Sie den Solarstrom privat oder gewerblich nutzen?
  • Was sind die Gegebenheiten Ihres Standortes?
  • Welche Fläche und welches Budget stehen zur Umsetzung des Solar-Projekts zur Verfügung?
  • Möchten Sie eine autarke Energieversorgung für den Haushalt oder Betrieb – oder durch die Einspeisung ins Stromnetz Gewinne erzielen?
  • Welche Amortisationszeit soll angepeilt werden?

Nach der Installation, die eine korrekte Positionierung, Neigung und Ausrichtung der Solarmodule vorzieht, geht es darum, die maximale Leistung der Solarmodule über einen möglichst langen Zeitraum zu erhalten. Regelmäßige Wartung und Pflege, etwa durch die Reinigung der Module von Schmutz und Schnee, verhindern Leistungsverluste und sind für die Langlebigkeit der Anlage zentral.

Innovative Technologien, wie solare Nachführsysteme (Tracker), können die Effizienz weiter steigern, indem sie die Module stets optimal zur Sonne ausrichten. Auch die Überwachung der Modulleistung, um mögliche Defekte oder Leistungseinbußen frühzeitig zu erkennen, spielt eine wichtige Rolle in der nachhaltigen Optimierung.

Expertentipp:

Optimizer (Leistungsoptimierer), das sind kleine Add-ons für Ihre Solaranlage, können die Leistung von Solarmodulen steigern, indem sie die Ausgangsleistung jedes einzelnen Moduls unabhängig regulieren. Dadurch minimieren sie die negativen Effekte von Verschattungen oder Leistungsunterschieden zwischen den Modulen optimieren somit die Energieausbeute der gesamten Photovoltaikanlage. Insbesondere bei teilverschatteten oder komplexen Dachlandschaften sollte daher nicht auf Optimizer verzichtet werden.

Nicht jedes Solarmodul ist gleich: Eine Übersicht über verschiedene Arten von PV-Modulen

Welche Arten von Solarmodulen gibt es?

Es existieren verschiedene Arten von PV-Modulen, die sich in ihrer Technologie, Bauweise und Leistung unterscheiden. Jede Art bietet spezifische Vor- und Nachteile und eignet sich für unterschiedliche Anwendungsbereiche. Zu den gängigen Varianten gehören Halbzellen-PV-Module, Glas-Folien-PV-Module und Glas-Glas-Photovoltaik Module.

Halbzellen PV-Module
Halbzellen PV-Module

Halbzellen PV-Module

Im Vergleich zu den anderen beiden Modulen bringt dieses die höchsten Modulleistungen. Durch die veränderte Zellenanordnung mit Halbzellen kann das Modul bei reduzierter Einstrahlung einen höheren Ertrag bringen als Standartmodule.

Glas-Folien PV Module
Glas-Folien PV Module

Glas-Folien PV Module

Die am häufigsten verbauten PV-Module auf dem Markt. Die Zelle ist zwischen zwei Folien gut geschützt und hat auf der Vorderseite ein Sicherheitsglas.

Glas-Glas Photovoltaik Module
Glas-Glas Photovoltaik Module

Glas-Glas Photovoltaik Module

Wie der Name schon sagt, besteht diese Art von Modul aus zwei Glasschichten: Auf der Front- und Rückseite. Dadurch haben diese eine längere Lebensdauer als die anderen Modelle.

Mit Rhein-West Solar zur maximalen Leistung Ihrer Photovoltaikanlage

Die Leistung einer Photovoltaikanlage ist eine komplexe Angelegenheit. Um die maximale Leistung aus den Solarmodulen Ihrer Photovoltaikanlage herauszuholen, setzen Sie auf die Zusammenarbeit mit Rhein-West Solar. Als Experte für Photovoltaik in Nordrhein-Westfalen gelingt es uns, eine leistungsfähige Privat-, Gewerbe- oder Freiflächen-Solaranlage zu planen und umzusetzen.

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FAQ – häufig gestellte Fragen zu Photovoltaik Solarmodule Leistung

Die Leistung von Solarmodulen wird maßgeblich durch Faktoren, wie das Material und die Technologie des Moduls, Wetter- und Standortbedingungen, wie Sonneneinstrahlung und Temperatur sowie die Ausrichtung und Neigung der Module beeinflusst. Weitere Einflussgrößen sind Verschattungen, die Qualität der verwendeten Komponenten und die regelmäßige Wartung und Pflege der Anlage.

Um die Leistung Ihrer Photovoltaikanlage zu optimieren, sollten Sie sicherstellen, dass die Module frei von Verschattungen durch Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse sind. Zusätzlich kann die Verwendung eines leistungsstarken Wechselrichters, die richtige Ausrichtung und Neigung der Module sowie ggf. die Integration eines Energiemanagementsystems, welches den Eigenverbrauch optimiert, einen positiven Einfluss auf die Energieausbeute Ihrer Anlage haben.