Solarmodule

Die Gaskrise und rasant steigende Strompreise lenken die Aufmerksamkeit derzeit noch stärker auf alternative Energiequellen. Für Privatpersonen, die sich selbst versorgen wollen, heißt das in erster Linie, Solarstrom mit einer Photovoltaikanlage zu erzeugen. 

Wer eine Photovoltaikanlage nutzen will, der muss sich vor allem mit den Solarmodulen beschäftigen, denn diese wandeln die Sonnenenergie in nutzbaren Strom um. Die Qualität der PV-Module entscheidet maßgeblich über den Ertrag der Anlage, doch welche sind die richtigen? Die Auswahl fällt bei dem großen Angebot nicht leicht und in Tests lassen sich Solarmodule nur bedingt beurteilen. Erfahren Sie hier, warum das so ist und wie Sie Solarmodule unter Berücksichtigung von Preis und Leistung sinnvoll auswählen.

Wichtigster Bestandteil der Solarmodule sind die Solarzellen, mit deren Hilfe Solarenergie in Strom umgewandelt wird. Solarmodule sind so konzipiert, dass sie die Solarzellen und weitere empfindliche Bauteile vor äußeren Einflüssen schützen. Dazu bestehen die Module aus einem festen Rahmen und einer Glasscheibe auf der Vorderseite. Der Schutz der Rückseite wird durch eine abschließende Folie (Glas-Folie-Module) oder eine weitere Glasscheibe (Glas-Glas-Module) gewährleistet.

Für private Anwendungen und im Kleingewerbe werden Solarmodule meist auf dem Hausdach angebracht. Dort sind sie harschen Bedingungen ausgesetzt: Regen, Schneelast, Hagel, Gewitter und Sturm. All diesen und weiteren Einflüssen müssen Solarmodule standhalten, und das über eine Lebensdauer von 20 und mehr Jahren. Beschädigungen selbst einzelner Solarzellen können die Leistung der Solarmodule und damit der gesamten Photovoltaikanlage stark beeinträchtigen. 

Aus diesem Grund genügt es für eine sinnvolle Kaufentscheidung nicht, allein den Preis eines Solarmoduls zu berücksichtigen. Die Lebensdauer und die Leistung müssen ebenfalls geprüft werden.

Ein wichtiges Kriterium beim Qualitätsvergleich von Solarmodulen ist der Wirkungsgrad der verbauten Solarzellen. Er bestimmt, wie viel Prozent der eingestrahlten Energie von den Solarzellen in elektrische Leistung umgewandelt werden, und wirkt sich maßgeblich auf die Leistungsfähigkeit des Solarmoduls aus. Diese Leistungsfähigkeit wird wiederum in Watt peak (Wp) angegeben – das ist die sogenannte Nennleistung von Solarmodulen, die unter Standardbedingungen getestet wird. Eine höhere Nennleistung leistungsstarker Solarmodule geht in der Regel mit einem höheren Preis einher. Andererseits müssen weniger Solarmodule installiert werden, um eine bestimmte Leistung zu erreichen, was gerade für Nutzer mit geringer Dachfläche interessant sein kann. 

Solarmodule erbringen heutzutage je nach Größe und Aufbau eine Nennleistung von etwa 400 Wp. Für Dachanlagen auf Privathäusern sind Leistungen ab 4 Kilowatt peak (= 10 Module à 400 Wp) und bis zu 10 Kilowatt peak (= 25 Module) üblich. Bei Kosten von beispielsweise 350 € pro Solarmodul ergibt sich eine Investition von 3.500–8.750 € für die Module. Hinzu kommen weitere Komponenten wie der Wechselrichter und die Installation der Anlage. Damit sich die Kosten amortisieren und die Anlage eine gute Rendite erwirtschaftet, müssen die Solarmodule möglichst lange ihre Aufgabe erfüllen. Mittlerweile geht man von einer Lebensdauer zwischen 20 und 30 Jahren aus, wobei viele Hersteller eine Garantie über 20 oder 25 Jahre geben. 

Wie alle technischen Geräte „altern“ auch Solarmodule – ihre Leistung lässt mit der Zeit nach. Das lässt sich nicht vollständig verhindern, jedoch unterscheiden sich Solarmodule darin, wie stark der Leistungsabfall ist. So können Solarmodule Tests unterzogen werden, um ihre Leistung nach einem bestimmten Zeitraum zu simulieren. Über diese und weitere Prüfungen der Solarmodule können Sie sich hier im Ratgeber informieren. Für Laien bleibt es aber ein Problem, die Güte der Module anhand der erzielten Testergebnisse einzuschätzen. Wer Solarmodulen für seine PV-Anlage auswählt,  der sollte deshalb vor allem die Leistungsgarantien der Hersteller vergleichen. 

Solarmodule für private Anwendungen bestehen mittlerweile meist aus monokristallinen Solarzellen. Diese weisen einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 22 % auf und sind damit gut geeignet, gerade bei begrenzter Dachfläche, den vorhandenen Platz optimal zu nutzen. Polykristalline Solarzellen, die zwar günstiger in der Herstellung sind, aber weniger effizient arbeiten, werden mittlerweile kaum noch produziert und im privaten Bereich quasi nicht mehr für Neuanlagen eingesetzt.

Technischer Standard für Solarmodule sind derzeit monokristalline PERC-Solarzellen. Dank der PERC-Technologie (PERC = „passivated emitter and rear cell“, auf Deutsch „Zelle mit passivierter Emissionselektrode und Rückseite“) können die Lichtausbeute erhöht und elektrische Verluste gesenkt werden. Dadurch lässt sich der Wirkungsgrad der Solarzellen um 1 % und mehr erhöhen. 

Solarteure beraten dazu, welche Solarmodule für das jeweilige Projekt am besten geeignet sind, und beziehen dabei unter anderem die Dachfläche, die Preise, die Ausrichtung und den Stromverbrauch mit ein, um das beste Preis-Leistungs-Verhältnis zu ermitteln.

Dünnschicht-Solarmodule: günstige Alternative für große Projekte

Im Gegensatz zu Solarmodulen aus kristallinen Solarzellen (sogenannte Dickschicht-Solarmodule) werden Dünnschicht-Solarmodule nach einem anderen Verfahren hergestellt: Eine besonders dünne Halbleiter-Schicht wird auf ein Trägermaterial aufgedampft. Für die Dünnschicht wird häufig amorphes oder kristallines Silizium verwendet, aber auch andere Materialien wie beispielsweise Cadmium-Tellurid, Galliumarsenid oder Kupferindiumselenid kommen zum Einsatz.

Aufgrund dieses Herstellungsverfahrens sind Dünnschicht-Solarmodule sowohl leichter als auch deutlich günstiger als Dickschicht-Module. Ihr Nachteil liegt jedoch in ihrem wesentlich geringeren Wirkungsgrad, weshalb sie für private und kleingewerbliche Projekte in der Regel nicht geeignet sind. Dünnschicht-Solarmodule werden jedoch bevorzugt für große Solarparks verwendet, wenn genügend große Flächen zur Verfügung stehen. 

Glas-Glas-Module vs. Glas-Folie-Module

Bei Glas-Glas-Modulen werden die Solarzellen auf Vorder- und Rückseite mit robustem, witterungsbeständigem, kratzfestem Glas geschützt. Dadurch sind die Module extrem widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen und sehr langlebig. Eine Antireflex-Beschichtung verhindert außerdem, dass es aufgrund von Lichtreflexionen zu einem Leistungsverlust kommt.

Da das verwendete Glas eine Dicke von 2 mm aufweist, sind die Module nur unwesentlich schwerer als Glas-Folie-Module und lassen sich genauso leicht installieren.

Glas-Folie-Module sind auf der Vorderseite ebenfalls mit einer Glasplatte versehen, auf der Rückseite wird hingegen eine Kunststofffolie angebracht. Glas-Folie-Module sind aufgrund der fehlenden zweiten Glasscheibe etwas leichter und günstiger in der Anschaffung. Allerdings punkten Glas-Glas-Module mit einer besseren Widerstandsfähigkeit und einer längeren Lebensdauer, sodass sie für die meisten privaten Dachanlagen dennoch die bessere Wahl sind.

Ein Vergleich zwischen Glas-Glas- und Glas-Folie-Modulen zeigt, wie unterschiedlich sich eine typische mechanische Belastung durch Wind oder Schnee auf die empfindlichen Solarzellen auswirken kann:

Gebäudeintegrierte Photovoltaik: Solarmodule in der Gebäudehülle

Sogenannte In-Dach-Solarmodule werden, wie es ihr Name vermuten lässt, direkt in das Dach eingesetzt. Dabei ersetzen sie die Ziegel, was ein sehr ästhetisches Erscheinungsbild der PV-Anlage ermöglicht. Sie sind außerdem als Teil des Daches weniger windanfällig. Die Montage ist allerdings eher für Neubauten oder bei einer Dachsanierung zu empfehlen, da die Kosten für den Umbau sonst recht hoch ausfallen können. 

Auch Fassaden-Solarmodule gehören in den Bereich der gebäudeintegrierten Photovoltaik. Diese werden vor die Fassade gesetzt und nutzen somit auch vertikale Flächen für die Stromgewinnung. Ein weiterer Vorteil der Fassadenmodule:  Sie verhindern die direkte Sonneneinstrahlung auf die Gebäudehülle und tragen so dazu bei, dass sich das Gebäude nicht übermäßig erhitzt. 

Solarmodule wurden bereits Ende der 1950er-Jahre für die Raumfahrt entwickelt, um Satelliten mit Strom zu versorgen. Erst die Ölkrise in den 1970er-Jahren gab den entscheidenden Anstoß, Produkte für alltägliche Anwendungen herzustellen. So wurden elektrische Geräte wie Taschenrechner oder Armbanduhren mit wenigen Solarzellen für die Stromversorgung entwickelt und Solarzellen fanden bei Signalanlagen oder Parkautomaten Verwendung. Parallel wurde der Aufbau photovoltaischer Großanlagen zur Energieversorgung betrieben. Für großflächige Solarparks wurden und werden dabei vor allem günstige Dünnschichtmodule eingesetzt.

Die Idee einer dezentralen Energieversorgung, bei der jedes Haus mit einer eigenen Photovoltaikanlage ausgestattet ist, kam in den 1980er-Jahren auf und gewann zunehmend an Bedeutung. Entscheidende Impulse für die Umsetzung dieser Idee in Deutschland gaben das 1.000-Dächer-Programm (1990), das 100.000-Dächer-Programm (1999–2003) sowie das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) von 2000. Heutzutage ist die Photovoltaik weitestgehend etabliert. Solarmodule werden weltweit gebaut und eingesetzt und die Photovoltaik hat sich neben der Windkraft und der Umgebungswärme als eine Säule einer nachhaltigen, ressourcenschonenden Energieversorgung etabliert.

Die Kosten für Solarmodule machen in der Regel den größten Anteil an den Gesamtkosten einer PV-Anlage aus. Hinzu kommen weitere Kosten für beispielsweise den Wechselrichter, Solarkabel, Montage, Installation etc. 

In den letzten Jahrzehnten sind die Preise für Solarmodule stark gefallen, erfahren jedoch derzeit aufgrund von Lieferengpässen und einer deutlich gestiegenen Nachfrage wieder einen leichten Anstieg. Preise für Solarmodule werden vorzugsweise in Euro pro Kilowatt Peak, das heißt, auf die Leistung bezogen. Eine Angabe bezogen auf die Quadratmeterzahl ist nicht aussagekräftig, da unterschiedliche Typen von Solarmodulen bei gleicher Fläche einen unterschiedlichen Solarertrag liefern. 

Generell gilt: Die Preise für monokristalline Solarmodule sind am höchsten, was vor allem dem hohen Wirkungsgrad dieser Module geschuldet ist. Das gilt umso mehr für Module, die auf der besonders effizienten PERC-Technologie basieren. Dennoch sind diese für Dachanlagen weiterhin die erste Wahl. Der Preis in diesem Segment liegt derzeit bei etwa 200 bis 430 € pro Kilowatt Peak. 

Kleine Solarmodule sind relativ betrachtet etwas teurer als große, da hier im Verhältnis mehr Material für den Modulrahmen aufgewendet werden muss.

Solarmodule werden verschiedenen Tests unterzogen, die unter anderem ihre Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse und ihre Leistungsfähigkeit nach einem bestimmten Nutzungszeitraum überprüfen. Ein Vergleich der Ergebnisse ist für Laien aber nicht immer möglich. Beim Kauf sollte der Fokus deshalb darauf liegen, welche Garantien Hersteller für die Lebensdauer und Leistung ihrer Solarmodule aussprechen. 

Die folgenden Kriterien helfen Ihnen bei der Auswahl: 

• Welche Lebensdauer garantiert der Hersteller für die Solarmodule?
• Welche Leistung der Solarmodule garantiert der Hersteller nach einem bestimmten Zeitraum (etwa nach 30 Jahren)?Handelt es sich um einen deutschen Anbieter, sodass Garantieansprüche einfach durchzusetzen sind?
• Welchen Service bietet der Hersteller in Bezug auf Transport und Installation?
• Wie zufrieden sind andere Kunden?