Übersicht der verschiedenen Modularten

Momentan kommen hauptsächlich drei Techniken von Modularten zum Einsatz: Monokristalline Module, Polykristalline Module und Amorphe Module (umgangssprachlich auch Dünnschichtmodule, weitere Bezeichnungen: CdTe, CIGSSe, CIS, CIGS, CSG, a-Si, c-Si)

Dieser Artikel wurde erstellt von:

Christian Märtel, Redakteur www.Photovoltaik-Web.de

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Monokristalline Module

Die Zellen der monokristallinen Module werden aus einem Einkristall-Stab gesägt. Die Zellen bzw. Module haben durch die gleiche, homogene Ausrichtung der Kristallstruktur einen hohen Wirkungsgrad im Vergleich zu anderen Typen. Dieser beträgt bis zu 18%. Umso höher der Wirkungsgrad eines Moduls, desto mehr Leistung kann auf einer zur Verfügung stehenden Fläche montiert werden. Durch den hohen Produktionsaufwand sind die monokristallinen Module auch am teuersten.

Polykristalline Module

Polykristalline Zellen werden in Blöcken vergossen und anschließend in Scheiben gesägt. Die Kristallstruktur ist durch die unregelmäßige Anordnung der Vielkristalle inhomogen und durch die Musterung gut erkennbar. Der Wirkungsgrad poly- oder auch multikristalliner Module ist geringer als der von monokristallinen Modulen und beträgt ca. 11 - 14%. Durch den vergleichsweise geringeren Fertigungsaufwand haben polykristalline Module ein gutes Preis/Leistungsverhältnis. Die Ertragsaussichten von polykristallinen Modulen sind im Vergleich zu monokristallinen Modulen pro installiertem kWp jedoch nicht geringer.

Neu sind die sogenannten "Quasi-monokristallinen Module". Dabei handelt es sich um einen Zwitter aus mono- und polykristallinen Modulen. Es gibt noch weitere Techniken, wie die weiter unten beschriebene Farbstoffzelle, die aber kaum oder überhaupt nicht als Module auf Dächern zum Einsatz kommen.

Amorphe Module, Dünnschicht

Dünnschichtmodule sind um ein vielfaches dünner als kristalline Module. Sie werden durch Aufdampfen von Silizium auf eine Trägerschicht hergestellt (Amorph = ohne Gestalt, ohne geordnete Strukturen). Die Schichtdicke beträgt maximal 2 µm. Durch den erheblich reduzierten Einsatz von Silizium und dem vergleichsweise einfachen Herstellungsprozess sind die Herstellkosten mit Abstand am geringsten. Der aufwändige Prozess des Zerschneidens von Siliziumblöcken entfällt.

Man unterscheidet folgende Techniken für Dünnschicht Module:

a-Si (amorphes Silizium)
Silizium ist das gängigste Material bei Dünnschichtmodulen.
Herstellerauszug: Ersol, Inventux, Malibu (Schüco), Schott-Solar, Sharp
CIS- oder CIGS-Dünnschicht Module
Das Halbleitermaterial dieser Module besteht aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid. Der Wirkungsgrad erreicht mittlerweile bis zu 12%. Unter Laborbedingungen werden bereits Werte von annähernd 20% erreicht.
Herstellerauszug: Würth Solar, Sulfurcell Solartechnik, Odersun AG
CdTe - Dünnschicht Module
Durch die Kombination von Tellur und Cadmium wird die Verbindung Cadmium-Tellurid (CdTe) hergestellt. Diese Verbindung mit Halbleitereigenschaften ist eine stabile Verbindung der beiden Elemente. Da das Schwermetall Cadmium enthalten ist, werden z.B. von First Solar die Rücknahme der Module nach Deinstallation zugesichert.
Herstellerauszug: First Solar, Calyxo GmbH (Q-Cells-Gruppe), Abound Solar, Bloo-Solar, China Nuvo Solar Energy
CSG - Dünnschicht Module (kristalline Dünnschicht)
Bei der Herstellung von CSG (Crystalline Silicon on Glass) kommt Silizium nicht in Form von Wafern zum Einsatz, sondern es wird aus Silangas gewonnen. Dabei wird eine dünne Siliziumschicht mit einer Dicke von weniger als 0,002 mm direkt auf eine strukturierte Glasscheibe aufgebracht.
Hersteller: CSG Solar
Tandemmodule
Bei dieser Technik werden Zellen mit Silizium unterschiedlicher Struktur hintereinander geschaltet. Diese Tandem-Module erreichen einen höheren Wirkungsgrad als herkömmliche siliziumbasierte Dünnschichtmodule. Die Kombination einer amorphen mit einer mikrokristallinen Zelle wird als mikromorphe Zelle bezeichnet. Die mikromorphe Zelle ist eine Weiterentwicklung und Optimierung der Tandemzelle aus amorphem Silizium.
Hersteller: CTS, Inventux

Der Wirkungsgrad ist mit durchschnittlich 6-8% deutlich geringer als bei mono- oder polykristallinen Modulen. Durch neue Techniken wird der Abstand zwischen kristallinen und Dünnschichtmodulen aber immer geringer.

Module mit Farbstoffzellen bzw. Grätzelzellen

Farbstoffzellen werden mit einer vollkommen anderen Technologie hergestellt, als kristalline oder amorphe Solarzellen. Wie es funktioniert habe ich im PV-Lexikon beschrieben. Die Herstellkosten solch einer Zelle beträgt nur ein Fünftel der Herstellkosten kristalliner Zellen. Das große Problem bei der Umsetzung besteht in der Stabilität des Farbstoffes und damit in der Lebensdauer der Solarzellen. Es ist bisher nicht gelungen, Zellen mit einer Lebensdauer von 20 Jahren und mehr zu realisieren. Daher werden Module mit Farbstoffzellen nicht für den Einsatz in Photovoltaikanlagen angeboten.

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Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik

Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage

Ist eine Solaranlage bei Nachtstromspeicherheizung möglich und sinnvoll bei ca. 10.000 KWh Stromverbrauch?

Antwort eines Haus&Co Experten

Ja, das kann eine sinnvolle Kombination sein - besonders, wenn Sie bei der Elektroheizung bleiben wollen. Sie benötigen auf jeden Fall einen Solarstromspeicher - da Sie den Strom dann tagsüber erzeugen, wenn die Nachtspeicherheizung gerade nicht vorheizt. Generell ist der Eigenverbrauch - dank sinkender Einspeisevergütung - stark in den Fokus gerückt. Da Solarstromspeicher auch aktuell noch von der KfW gefördert werden, würde ich da auf jeden Fall einmal ein Angebot anfragen.

Sie können sich das hier einmal kalkulieren (da ich keine Angaben zur verfügbaren Dachfläche habe): https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/kosten

Einphasiger oder dreiphasiger Wechselrichter? Welche Vor- und Nachteile gibt es? Was passt du meiner Anlage?

"Einphasiger-", oder "Dreiphasiger-Wechselrichter"? Klar ist die Berechnung der Einspeisung mittels einem saldierendem Zähler gewährleistet. Aber wie verhält es sich mit der Auslastung der Phasen? Eine einphasige Einspeisung bei eine dreiphasigen Verteilung (Ph1: Keller, Ph2: Erdgeschoss, Ph3: Obergeschoss. Da die Einspeisung nur auf die Phase "Obergeschoss" mit wenigen Verbrauchern angeschlossen ist? Habe ich noch einen Vorteil, da die weiteren Phasen ja nicht von der PV-Anlage bedient werden. Einspeisevergütung (nur 12,4): Ja, aber ich will maximalen Eigennutz bei 24,8 ct/kwh.

Antwort von Elektrotechnik Tim Frischling

Es ist nur eine maximale Schieflast von 4,6kW zu gewährleisten.
Wo die PV-Anlage angschlossen ist, ist "relativ egal", da, wie bereits richtig erwähnt die Zähler saldieren.

Auf den gemessenen Eigenverbrauch hat dies keine Auswirkung.

Photovoltaik Freiflächenanlage: Kosten, Förderung und Rentabilität?

Als Erbengemeinschaft von 3 Geschwistern besitzen wir in der Gemarkung Hösbach eine ebene Fläche Agrarland von 10 700 Quadratmetern mit einer erweiterbaren Fläche von weiteren 5 000 Quadratmetern Ackerland unmittelbar parallel im direkten Anschluss. Diese zusätzlichen 5 000 Quadratmeter sind im Besitz von zwei unserer Cousinen. Auf unserem Gelände befindet sich auch ein Hochspannungsmast . Derzeit werden die Grundstücke aufgefüllt mit Erdaushub (fast beendet) bedingt durch vorherigen Kalkabbau. Sowohl die Erbengemeinschaft als auch unsere Cousinen ( zusammen dann als Interessengemeinschaft), sind interessiert an einem Angebot für eine Photovoltaikanlage auf dieser Freifläche von insgesamt 1, 5 Hektar Land . Meine Fragen sind : 1) Was sind die Investitionskosten für eine solche Anlage ? 2) Welche Fördermittel (falls zutreffend) gibt es möglicherweise für solche Projekte. 3) Was wäre die Rentabilität und die Dauer für das Amortisieren einer solchen Investition? Für eine Antwort und Kontaktaufnahme wäre ich Ihnen dankbar. Mit freundlichen Grüßen Peter Hufgard

Antwort von PV Montagen G. Vijayakumar

Es werden mehr Daten Benötigt, daß ist das erste. Denn es steht zum Beispiel die Frage im Raum ob das Erdreich welches grad aufgefüllt wird auch verdichtet wird. Und wie sehr es verdichtet wird. Und nun zur Puntuellen Beantwortung Ihrer Fragen.

1) Die Investitionskosten für solch eine Anlage müssen vorab (nach Inaugenscheinnahme des Geländes sowie Geologisches Gutachten (z.B) erst Berechnet werden wenn mehr Details vorliegen würden.

2) Fördermittel gibt es von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) in dem Maße das es sich, so gesehen um Geldtauscherei handelt.

3) Die Rentabilität einer Anlage von dieser Größe steht ausser Frage. Denn die Energiepreise werden nicht sinken von Jahr zu Jahr sondern eher wird das Gegenteil der Fall sein. Unter Bezugnahme auf das Vorgenannte ergibt sich auch keine Haltbare Aussage über die Dauer der Amortisierung der Anlage.

Nun konnte ich Ihnen leider nicht wirklich weiterhelfen, stelle es Ihnen jedoch anheim mich zu Kontaktieren. Denn die Thematik einer solchen Anlage ist komplexer als das es sich darstellt. Eine reine Angabe der Verfügbaren Fläche ist Dahingehend nicht wirklich Ausreichend.

Viele Grüße

Holger Gerhardt

Neuer Zählerschrank bei Installation einer Photovoltaikanlage?

Liebe Experten, ich denke darüber nach mir eine PV-Anlage aufs Dach zu setzen. Ein Bekannter meinte aber, dass ich dazu auch einen neuen Zählerschrank installieren lassen müsste und, dass das teuer würde. Stimmt das? Muss ein neuer Zählerschrank installiert werden? Und wenn ja was kostet das?

Antwort von Arnold Dach und Solar GmbH

Es muss nicht generell ein neuer Zählerschrank installiert werden.
Nur wenn der vorhandene Zählerschrank nicht mehr den aktuellen Richtlinien entspricht, oder wenn keine neue Messeinrichtung (z.Bsp. digitaler Stromzähler) mehr eingebaut werden kann, weil eine fachgerechte Nachrüstung (z.Bsp. Zählertafel) nicht mehr möglich ist.
Genaue Auskunft kann man beim zuständigen Netzbetreiber erfragen.

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung an einen Wechselrichter anschließen?

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung (einmal Süd und einmal Ost) an einen Wechselrichter, kein Multiwechselrichter anschließen?

Antwort von MICO-Energieberatung

Wenn Sie einen Wechselrichter mit zwei MPP-Trackern haben, ist das kein Problem.
Der Maximum Power Point (MPP) eines Solarmoduls beziehungsweise eines Strings ist der Punkt der Strom-Spannungs-Kennlinie, an dem das Solarmodul die höchste Leistung erbringt. Der MPP-Tracker hat nun die Aufgabe, den Maximum Power Point zu ermitteln, da dieser von der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und individuellen Moduleigenschaften abhängig ist und sich somit ständig ändert.
Ich hoffe, ich konnte Ihnen damit helfen, sonst melden Sie sich einfach.

Smart Grid ready Funktion: Was bedeutet das?

Kann mir hier jemand den Begriff "Smart Grid ready Funktion" für die Speicherung von Energie mit intelligenter Steuerung erklären? Vielen Dank für die Hilfe!

Antwort eines Haus&Co Experten

Smart Grid-Geräte eröffnen interessante Vernetzungsmöglichkeiten. Beispielsweise können Smart Grid-fähige Wärmepumpen über eine Schnittstelle auf einen Überschuss an Solarstrom reagieren. Stromnetzbetreiber können über die integrierte Smart Grid-Schnittstelle den Stromspeicher direkt ansteuern und die Stromnetze stabilisieren und entlasten. Mit einem solchen Schwärmenetz können Erzeugung und Verbrauch noch weiter entkoppelt werden: Überschüsse, die im Sommer erzeugt werden, können im Winter genutzt werden. Dazu finden Sie auch Infos hier: https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/stromspeicher

Lohnt sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses?

Ich interessiere mich für die Inbetriebnahme einer eigenen Solaranlage. Nun frage ich mich aber, ob sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses überhaupt lohnt? (Satteldach, ca. 45°)

Antwort von ELEKTRO-HAUSMANN

Hallo,

kann ich nur empfehlen. Wir erhöhen damit die Sonnenstunden für die PV-Anlage und können
damit den Eigenverbrauch, über den sich die PV-Anlage zuerst rechnet optimieren. Gleichzeitig
können wir mit der 70% Regel zusätzliche Kosten für einen Rundsteuerempfänger sparen.
Deshalb Ost-West.

Gruß
G.Hausmann

Muss ich meinen selbst erzeugten und verbrauchten Strom versteuern?

Ich habe im Febr. 2016 eine Photovoltaikanlage (7,1 Kwp) mit Speicher installiert. Von der Kleinunternehmerregelung habe ich keinen Gebrauch gemacht, also die gezahlte Mwst. rückerstattet bekommen und monatlich eine Umsatzsteuervoranmeldung gemacht. Muss ich nun den selbst verbrauchten Strom versteuern und wenn ja, zu welchem Kw/h-Preis?

Antwort von Greentec-Solar GmbH

Hallo,

Eigenverbrauch ermitteln und mit dem Stromtarif der aktuellen Stromrechnung multiplizieren.
Aus diesem Betrag den Anteil der MwSt ermitteln und bei der Umsatzsteuererklärung anzeigen.
Den Netto-Betrag aus dem
Eigenverbrauch als Einnahme der PV-Anlage bei der Gewinn-Verlustrechnung einbeziehen
und den Gewinn aus der PV-Anlage bei der Einkommensteuererklärung angeben.

das nur als grobe Aussage, genaues sagt der Steuerberater oder das Finanzamt.
Alle Angaben nach besten Wissen, ohne Gewähr.

Hoher Stromverbrauch trotz PV und Einspeisung: Wo liegt die Ursache?

Wir haben ein Einfamilienhaus mit 4 Personen. Nach unseren Zählern verbrauchen wir 5000kWh/Jahr Strombezug aus Netz, wir speisen ca. 6000-7000kWh ein und haben laut Ertragszähler ca. 9500-10000kWh Gesamt PV Ertrag. Nach dieser Rechnung hätten wir einen Gesamt-Stromverbrauch von fast 8000 kWh/Jahr. Ich kann das fast nicht glauben. Es sind jedoch seit unserem Einzug seit 3 Jahren die ungefähr gleichen Messwerte. Wo liegt hier das Problem? Wir hatten auch davor in unserer Wohnung nie einen solch hohen Wert. Ich vermute mittlerweile, dass es ein Problem mit den Zählern ist? Wir haben einen kombinierten Zähler für Bezug/Einspeisung der Netze mit wechselnder Anzeige (elektronisch). Der PV Zähler sitzt auch im Kasten, ist aber separat.

Antwort von Ingenieurbüro Energieexperten-Südwest

Ich vermute mal, dass Sie schlicht und ergreifend große Stromverbraucher haben. Da müssen Sie schon auf die Suche gehen. Was ist anders als in der früheren Wohnung? Zusätzliche Geräte? Gefriertruhe? Computer im Dauerlauf?
Wie wird das Haus denn eigentlich beheizt (Wärmepumpe mit el. Heizstab?) und wie wird warmes Wasser erzeugt?

Solaranlage bei Ost-West-Dach sinnvoll?

Mein Hausdach hat eine Ost-West Ausrichtung. Lohnt sich da eine Solaranlage? Außerdem läuft der Länge nach eine Stromleitung übers Dach, die stören könnte.

Antwort von Teck Solar E.k

Für die Nutzung PV-Anlage für Eigenbedarf finde ich Ost-West Dächer sogar besser, da man auf den ganzen Tag verteilt kontinuierlicherer Stromerzeugung hat. Es gibt keine Spitzen in der Mittagszeit, dafür aber Früh und Abend bessere Ausbeutung. Bezüglich Stromleitung: man kann die Erträge optimieren wenn man SolarEdge Wechselrichter und Optimierer einsetzt. In dem Fall arbeiten nur die Module schlechter die wirklich vom Schatten getroffen sind.

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