Auswahl von PV-Modulen

Bei Photovoltaik-Modulen gibt es mehrere wichtige Faktoren, auf die Sie achten sollten. Als Großhändler ohne Markenbindung können wir Sie markenunabhängig beraten – hier sind die wichtigsten Grundlagen und Fachbegriffe im Überblick.

Die wichtigsten Grundbegriffe

Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad gibt an, wie effizient ein PV-Modul Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt. Höherer Wirkungsgrad bedeutet, dass Sie mehr Energie aus einer bestimmten Fläche gewinnen können.

Leistung: Die Nennleistung eines PV-Moduls wird in Watt (W) oder Watt Peak (Wp) angegeben und gibt an, wie viel Energie es unter Standardtestbedingungen erzeugt. Die Auswahl der Leistung hängt von Ihrem Energiebedarf und den verfügbaren Montageflächen ab.

Spannung und Strom: Es ist darauf zu achten, dass die Module über einen Spannungsbereich verfügen, der es erlaubt, die gewünschte Stringlänge auch zu erreichen. Meistens sind Wechselrichter mit 1000V begrenzt. Somit ergibt sich eine Stringlänge von maximal 20 Modulen bei 50 V oder aber bei kalten Bedingungen sogar bis zu 20% weniger. Hier ist auf den Temperaturfaktor zu achten.

Temperaturkoeffizient: Der Temperaturkoeffizient gibt an, wie sich die Leistung des Moduls mit steigender Temperatur ändert. Geringere Werte sind besser, da hohe Temperaturen die Leistung von PV-Modulen verringern können.

Haltbarkeit und Zuverlässigkeit: PV-Module sollten langlebig sein und in der Lage sein, den Umweltbedingungen standzuhalten, einschließlich Feuchtigkeit, Wind, Temperaturschwankungen usw. Überprüfen Sie die garantierte Leistungszeit, in der die Leistung nicht unter 85% fällt. Diese sollte im Bereich von 25–30 Jahren garantiert werden.

Hersteller und Zertifizierungen: Wählen Sie renommierte Hersteller mit nachgewiesener Erfahrung und hoher Qualität. Optimalerweise haben die Module ein TIER 1-Zertifikat – das bedeutet, es handelt sich um Module, die bei professionellen Einkäufern gefragt sind.

Arten von Solarzellen

Wir sprechen mittlerweile fast ausschließlich von Paneelen mit monokristallinen Solarzellen: Diese bestehen aus einzelnen Siliziumkristallen und bieten eine hohe Effizienz, sind jedoch teurer in der Herstellung als die früher verwendeten polykristallinen Solarzellen.

Bei modernen Modulen sprechen wir von Wirkungsgraden über 20%. Aktuelle Modelle namhafter Hersteller erreichen sogar Wirkungsgrade von 22–24%. Damit lassen sich bei gleicher Fläche höhere Leistungen verwirklichen. Eine aktuelle Auswahl finden Sie in unserer Solarmodul-Kollektion.

Zur Standortwahl: Shingled-Module sind für schattige Plätze besser geeignet als beispielsweise Halfcut-Module. Ein zusätzlicher Optimierer ist hier meistens nicht notwendig oder sogar kontraproduktiv.

Begriffserklärung

Sie werden immer wieder auf folgende Begriffe stoßen, welche wir hier kurz erläutern möchten:

1. PERC-Technologie (Passivated Emitter Rear Cell): PERC-Technologie verwendet eine zusätzliche Schicht auf der Rückseite der Solarzelle, um die Reflektion von Licht zu nutzen und die Effizienz zu steigern.
2. Bifaziale Module: Diese Module können Licht von beiden Seiten aufnehmen, indem sie das reflektierte Licht von Oberflächen wie Wasser oder Schnee nutzen. Dies erhöht die Energieausbeute.
3. Glas/Glas-Module: Dies beschreibt den Aufbau des Paneels – vorne und hinten Glas, im Gegensatz zu Glas/Folien-Modulen (vorne Glas, hinten eine Kunststofffolie). Eine Qualitätswertung lässt sich daraus ableiten.
4. Halbzellen-Photovoltaikmodule: Eine Weiterentwicklung herkömmlicher Module, bei der die Solarzellen in zwei Hälften geteilt sind. Vorteile: kleinere Leistungsverluste, bessere Wärmeableitung und längere Lebensdauer.
5. Shingled-Technologie: Die Zellen überlappen sich wie Schindeln auf einem Dach. Vorteile: höhere mechanische Stabilität, bessere Verschattungseigenschaften und besseres Schwachlichtverhalten – somit auch eine bessere Ausbeute am Morgen und Abend. Nachteil: höherer Produktionsaufwand und damit Preis.
6. N-Typ- und P-Typ-Zellen: Der Unterschied liegt in der Dotierung des Siliziumwafers (Bor bei P-Typ, Phosphor bei N-Typ). N-Typ-Zellen haben eine längere Lebensdauer und ein besseres Schwachlichtverhalten – mehr Leistung bei geringer Sonneneinstrahlung, etwa morgens und abends.
7. TopCon-Technologie: 2013 vom Fraunhofer-Institut (ISE) vorgestellt. Die Module verfügen über eine starke Oberflächenpassivierung und einen effektiven Ladungsträgertransport, was zu hoher Leerlaufspannung und hohem Wirkungsgrad beiträgt.
8. Bypass-Dioden: Praktisch in jedem modernen PV-Modul verrichten diese Dioden bei Verschattung ihre Arbeit. Seit ihrer Verbreitung führt eine Teilverschattung nicht mehr zum Leistungseinbruch der ganzen Anlage – die Diode schaltet nur den verschatteten Teil weg.
9. Optimierer: Leistungsoptimierer werden meist direkt an die PV-Module gebaut und optimieren bei ungünstigen Bedingungen – heute vor allem sinnvoll bei unterschiedlichen Ausrichtungen von Modulen im selben String.

Beispiel: Für einen String sollen mindestens 5 Module mit je 40 V(mpp) in Serie geschaltet werden, um die MPPT-Start-Spannung des Wechselrichters von 200 Volt zu erreichen. Reicht der Platz jedoch nur für 2 Module Richtung Osten und 3 Richtung Süden, können diese nicht einfach zusammengeschaltet werden – die südlichen Module würden die östlichen am Morgen ausbremsen und umgekehrt ab dem späteren Vormittag.

MPP-Tracking (Max Power Point Tracking)

Kurz gesagt bedeutet MPPT, dass der Wechselrichter sich den Punkt sucht, an dem er vom Modul bzw. String die maximale Leistung erhält. Dieser Punkt wird in gewissen Zeitabständen neu ermittelt, um auf Sonnenstand, Temperatur, Wolken oder Verschattungen reagieren zu können. Die Anpassung erfolgt bei den meisten Herstellern in zwei Schritten: einmal für den optimalen MPPT, und in größeren Abständen für ein aktives Schattenmanagement.

Wie wähle ich das für mich optimale Modul aus?

Die Module erzeugen die Leistung, weshalb sie auch als Generator bezeichnet werden. Alles, was die Module durch falsche Planung nicht erzeugen oder verschenken, kann kein System mehr ausgleichen – und meistens sind die Module der größte Investitionsfaktor einer PV-Anlage. Die Module sind damit das Herzstück einer Anlage, nicht der Wechselrichter – dieser ist zwar wichtig, aber bei Falschauslegung leichter zu wechseln.

Bei Dachmontage sind vor allem die Umwelteinflüsse zu beachten:

• Wie hoch sind die Windgeschwindigkeiten, wie hoch die Schneelasten?
• Gibt es Verschattungen oder häufig Frühnebel?

Bei Freiflächenanlagen:

• Wie können die Modulfelder montiert werden – senkrecht oder schräg?
• Mit Tracking oder in welcher Höhe – Stichwort Agri-PV?

Bei Fassaden- oder Überkopfanlagen (z. B. Carports):

• Welche Bauvorschriften für Glas gibt es?
• Optische Aspekte

Generelle Aspekte:

• Wie viele Module können in Serie geschaltet werden, ohne die maximale Spannung des Wechselrichters zu überschreiten?
• Wie hoch wird diese Spannung im Winter bei -15°C?
• Welche Leistung kann maximal je String (String-Länge) erzielt werden?
• Wie viele Strings können oder sollen ausgeführt werden?

Schnee- und Windlast: Die Angaben finden Sie im Datenblatt des Moduls unter „mechanische Parameter". Meist sind hier 2400/5400 Pa zu lesen – das bedeutet, ein Winddruck von ca. 250 kg oder eine Schneelast von 550 kg/m² wird ausgehalten (1 Pascal = 1 N/m² → 1 kg = 9,81 N). Ist ein Modul beispielsweise 1770 × 1130 mm groß (also 2 m²), kann es eine Schneelast von ca. 1.100 kg aufnehmen, ohne zu brechen. Welche Lasten an Ihrem Standort anzunehmen sind, lässt sich über diverse Onlinetools ermitteln.

Hier erzielen Glas/Glas-Module oft Spitzenwerte. Zu beachten ist aber, dass in unseren Breiten seltener das Schneegewicht (ausgenommen alpine Lagen), sondern eher extreme Ereignisse wie Hagel ausschlaggebend sind. Dabei ist nicht die maximale Flächenbelastung entscheidend, sondern eher die Glasstärke der Vorderseite – am besten mit ausgewiesener Hagelresistenz. Ein bifaziales Glas/Glas-Modul mit 1,6 mm Frontglas wäre hier gegenüber einem 3,2 mm Glas/Folien-Modul eher im Nachteil.

Maximale Spannung (Uoc) = maximale Stranglänge: Um eine Fläche maximal zu belegen, ist neben der Modulgröße auch die Uoc zu beachten. Die Spannung wird im Winter mit bis zu +20% gerechnet (Temperaturkoeffizient von Voc beachten). Bei einem Wechselrichter mit 1000 V maximaler Eingangsspannung und Modulen mit 50 V Voc kann mit maximal 800 V gerechnet werden – somit sind maximal 16 Module in Serie möglich. Mit Modulen, die nur 40 V Voc haben, sind hingegen 20 Module in Serie möglich.

Bevor Sie sich für PV-Module entscheiden, ist eine gründliche Recherche ratsam. Unser Fachteam berät Sie gerne markenunabhängig zur optimalen Modulwahl für Ihr Projekt.