Modultechnik

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Die Nennleistung von Photovoltaikanlagen wird in der Regel in Wp (Wattpeak) oder kWp angegeben. „peak“ bezieht sich auf die Leistung bei Testbedingungen, nämlich 1000 Watt/m² Sonneneinstrahlung, Modul nicht heisser als 25°C. Damit wird lediglich eine mögliche Spitzenleistung unter Laborbedingungen wiedergegeben. Diese Standard-Testbedingungen werden in der Realität so gut wie nie erreicht, da in den allermeisten Fällen eine Einstrahlung von 1.000 Watt/m² und mehr mit Modultemperaturen von weit über 25°C einhergeht bzw. bei 25°C keine entsprechend hohen Einstrahlwerte erreicht werden. Weiterhin setzen die Standard-Testbedingungen voraus, dass die Strahlung senkrecht auftritt. Bei der Wahl des Photovoltaikmoduls sollte somit nicht nur auf die Moduleffizienz, also die theoretische Umwandlungsfähigkeit des Moduls pro Quadratmeter, sondern viel mehr das Verhalten unter realen Bedingungen betrachtet werden.
Während kristaline Module mit höchster Effizienz unter Laborbedingungen aufwarten, erzielen amorphe Dünnschicht-Module 10-20% mehr Leistung je installiertem Watt Leistung unter realen Bedingungen. Dieser Mehrertrag ergibt sich nur dadurch, dass Dünnschicht-Module ein besseres Restlichtverhalten haben und diffuses Licht (keine direkte Sonnenbestrahlung) in elektrische Energie umwandeln können, sondern auch dadurch, dass sie bei hohen Temperaturen besser arbeiten. Da ein Solarmodul im Sommer durchaus 70-80°C erreichen kann, legen wir in der Auswahl unserer Module hierauf besonderen Wert.

Dünnschichtmodule gibt es in verschiedenen Arten, je nach Substrat und aufgedampften Materialien kommen amorphes Silizium oder auch CIGS-Zellen (Abkürzung für die verwendeten Elemente Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel und Selen – engl. Copper, Indium, Gallium, Sulfur and Selenium) zum Einsatz. Bei der Dünnschicht-Technologie macht man sich den Umstand zu nutze, dass die verwendeten Substrate das Licht bereits in einer dünnen Oberflächenschicht absorbiert. Es liegt daher nahe, Solarzellen sehr dünn zu fertigen. Dabei sind die Schichten bei Dünnschicht-Zellen 100-mal dünner als bei kristallinen Zellen. Dies verringert erheblich den Verbrauch an verwendeten Resourcen. Auch bei der energetischen Gesamtbetrachtung schneiden Dünnschicht-Module besser ab als ihre kristallinen Schwestern. Bei ihnen wird die zur Produktion eingesetzte Energie bereits nach sehr kurzer Zeit wieder "erwirtschaftet". Da Strom aus Photovoltaik naturgemäß tagsüber, zu Zeiten hohen Verbrauchs zur Verfügung steht, trägt sie vor Allem mit eingesetzter Dünnschicht-Technologie zur Deckung der Mittellast bei und ergänzt damit Grundlastkraftwerke. Damit spielt die Photovoltaik heutzutage eine entscheidende Rolle bei der Substitution von Kern- und Kohlekraftwerken durch Erneuerbaren Energien. 

Hohe Wirkungsgrade versprechen Dünnschicht-Module aus Cadmiumtelurid (etwa 9%). Da es sich hierbei um gefährliche Schwermetalle handelt und diese mit ca. 22g Cadmium und 25g Telur pro Modul in erheblichem Maße vorkommen, werden von uns lediglich Module ohne diese Stoffe eingesetzt und vertrieben.

Mikroamorphe Module mit tandem-junction Technologie erreichen ebenfalls eine vergleichbare Effizienz von ca. 9%. Damit lassen sich Anlagen ohne Schwermetallbelastung und damit ohne eventuelle Entsorgungskosten am Ende der Modul-Lebensdauer realisieren. Bei den Mikroamorphen Modulen handelt es sich um Solarzellen, die sowohl eine amorphe Silizumschicht tragen als auch (in einer zweiten Lage) eine sehr dünne kristalline Schicht. Diese kristalline Schicht wird ebenfalls aufgedampft. Diese beiden Schichten führen zu einer besseren Ausnutzung des einfallendes Lichtes über einen breiteren Wellenlängenbereich als es eine einzige Schicht könnte.

Um den Wirkungsgrad weiter zu steigern, gibt es daneben auch dreischichtige Module - meist mit mindestens einer Schicht aus exotischen Materialien. Es ist allerdings fraglich, ob sich der zusätzliche Fertigungsaufwand und die damit verbunden Kosten außerhalb des Labors rechtfertigen lassen.

Die Entwicklung auf dem Gebiet der Solarzellen und -Module schreitet stetig voran und die Wirkungsgrade von Zellen in Entwicklungslabors sind beeindruckend. Es bleibt zu hoffen, daß die Fortschritte in Forschung und Fertigung auch zukünftig ihren Weg in die Massenproduktion finden um PV-Strom noch attraktiver zu machen.

Obwohl wir immer interessiert die neuesten Ergebnisse der Forschung auf dem Gebiet der Solarzellen und -Module betrachten, handeln wir aus verständlichen Gründen nur mit erprobten und zuverlässigen Modulen namhafter Hersteller. So entsprechen alle unsere Module der EU-Chemikalienverordnung REACH und können somit dem normalen Abfall- und Recycling-Prozess zugeführt werden.