Das Wichtigste auf einen Blick:
- Moderne Solarzellenprodukte bieten ähnliche Wirkungsgrade
- Solarkollektoren erzeugen thermische Energie (Solarthermie)
- Solarmodule mit Solarzellen erzeugen grünen Strom
- Unterschiedliche Bauformen ermöglichen flexible Anbringung von PV-Modulen
Solaranlagen können individuell auf die Dachfläche abgestimmt werden, da die Solarzellen und Sonnenkollektoren stets in Modulbauweise vorliegen (Bildquelle: galaxy-energy.com)
Unter Solaranlagen versteht man zwei komplett verschiedene Technologien, die auch unterschiedliche Ziele verfolgen, wenngleich es bei beiden darum geht, am Ende Geld einzusparen. Wenn die Entscheidung zur Errichtung einer Solaranlage auf dem Dach des Eigenheims gefallen ist, stellt sich nämlich die Frage, ob es sich um eine Photovoltaik-Anlage oder eine mit Solarkollektoren handeln soll.
Unterschied Sonnenkollektoren und Solarmodule?
| Solarkollektoren / Sonnenkollektor | Solarmodule / PV-Module |
|
|
Werden Hausanlagen zur thermischen und elektrischen Energiegewinnung getestet?
Leider ist die Testlandschaft für Hausanlagen nicht sehr ausgeprägt. Die meisten Magazine beschäftigen sich zwar ausgiebig mit Solarpanelen für das Aufladen von Mobilgeräten unterwegs, nicht jedoch mit den großen Verwandten auf Hausdächern. Und das, obwohl bei den kleinen Panelen immer wieder festgestellt wird, wie stark sich der Wirkungsgrad unterscheide und man genau das richtige Produkt wählen müsse. Ist das denn bei den großen Anlagen nicht so? Nur bedingt. Zum einen liegt die "Testunlust" darin begründet, dass bei jedem damit bebauten Objekt die Bedingungen unterschiedlich sind und damit verschiedene Produkte von Vorteil sein können. Ein "neutraler" Vergleichstest ist kaum möglich. Zum anderen sind die Unterschiede bei Großanlagen aber auch tatsächlich minimal, es hängt eher von der grundlegend verwendeten Technologie ab.Haus- und Gartenmagazine beschränken sich daher eher auf generelle Ratgeber mit Empfehlungen zur Größe und rechtlichen Grundlage von Solaranlagen. Diese wollen wir hier im Folgenden einmal zusammenfassen. Da Sonnenkollektoren einen sehr komplexen Aufbau besitzen und daher deutlich mehr Probleme bei der Installation schaffen, sind Solarzellen die beliebtere Variante. Fällt die Wahl entsprechend auf die Photovoltaik-Anlage, steht vor allem eine Entscheidung an: Welche Solarzellen sollen verwendet werden?
Solarmodule mit monokristallinen Siliziumzellen bieten sehr hohe Ausbeute
In der Tat gibt es verschiedene Arten von Solarzellen, auch wenn das unkundige Auge zunächst schwerlich einen Unterschied ausmachen kann. Insbesondere die Wahl des Materials hat auf die Effizienz der Anlage einen großen Einfluss. Sehr empfehlenswert ist hierbei die Verwendung monokristallinen Siliziums. Diese Fertigungstechnik bringt langlebige Zellen mit Wirkungsgraden von im Labor bis zu 24 Prozent hervor. Im realen Einsatz liegen diese Werte zwar etwas niedriger, dennoch bieten monokristalline Siliziumzellen eine vergleichsweise hohe Energieausbeute.Bei Balkonkraftwerken haben sich die monokristallinen Solarpanels dank des höheren Wirkungsgrades durchgesetzt.
PV-Module mit polykristallinen Zellen als preiswerte Alternative
Der Nachteil dieser auch als Dickschichtzellen bezeichneten Solarmodule: Sie sind ausgesprochen teuer. Daher werden als günstigere Variante vielfach Dickschicht-Solarzellen mit polykristallinem Aufbau verbaut. Sie sind leichter herzustellen, zeigen aber auch mehr Defekte an den Kristallgrenzen, was die Energieausbeute auf 16 bis 18 Prozent drückt. Noch günstiger sind Dünnschicht-Zellen aus amorphem Silizium. Sie sind aber nicht empfehlenswert, da sie mit 5 bis 7 Prozent eine niedrige Energieausbeute bei zugleich kurzen Lebenszeiten aufweisen.GaAs-Zellen bieten Spitzenwerte, sind aber nahezu unbezahlbar
Daneben gibt es weitere, teils noch sehr neue Technologien, die vereinzelt von kleineren Unternehmen angeboten werden. Dazu gehören CdTE-, CIS-, CIGS- und sogar organische Solarzellen. Sie alle aber sind noch nicht ausreichend im Langzeitverhalten erforscht worden und bieten im Produktionsverfahren selten weniger als 10 Prozent Ausbeute. Einzig die aus der Raumfahrt bekannten GaAs-Zellen sind eine gute Wahl: Sie besitzen Wirkungsgrade von fast 30 Prozent, sind sehr temperaturbeständig und robust gegenüber UV-Strahlung. Die Kosten freilich sind noch so hoch, dass sie sich erst nach einem viele Jahre währenden Betrieb auszahlen.Die Zukunft der Solarenergie
Wenn selbst diese besten Solarzellen nur 30 Prozent Wirkungsgrad zeigen, ist bei der Forschung scheinbar noch viel Luft nach oben. Und in der Tat: Wissenschaftler von Sharp haben Mitte 2014 eine sogenannte Hot-Carrier-Zelle entwickelt, die sogar bis zu 60 Prozent Wirkungsgrad besitzen soll. Die Zelle vermeidet ein klassisches Problem herkömmlicher Photozellen: Treffen Photonen auf das Halbleitermaterial, werden viele dafür "verbraucht", hochenergetische Elektronen in Bewegung zu setzen, die ihre Energie jedoch nach wenigen Pikosekunden wieder als reine Verlustwärme abgeben. Die neuen Zellen können auch diese Elektronen nutzen, um die elektrische Spannung zu erhöhen. Gleichwohl ist das noch im Prototypenstatus: Die aktuellen Testobjekte sind viel zu dünn und klein für den Einsatz auf Dächern. Doch die Zukunft könnte eine Revolution mit sich bringen...Lesetipp: Wie Sie Ihre laufenden Energiekosten senken können, indem Sie Ihren Balkon in eine umweltfreundliche Energiequelle verwandeln, erfahren Sie in unserem Experteninterview zum Thema: Wie funktioniert ein Balkonkraftwerk und was ist zu beachten?
