Solarmodule sind das Herzstück einer jeden Photovoltaik-Anlage. Doch welches ist das passende für meinen Bedarf? Welche Arten von Solarkollektoren es gibt, welche Leistung sie erbringen und bei welchen Herstellern Sie die beste Qualität erwarten können.
Welche Arten von Solarmodulen es gibt und Nennleistung
Die Leistung von PV-Modulen hängt in erster Linie von der verwendeten Technologie ab. Typisch sind folgende Nennleistungen und Wirkungsgrade:
| Technologie | Leistung in Watt | Wirkungsgrad |
| Monokristallines Solarmodul | 350 bis 650 Watt-Peak | 18 bis 22,8 Prozent |
| Polykristallines Solarmodul | 280 bis 320 Watt-Peak | 15 bis 16 Prozent |
| Dünnschicht-Solarmodul | 80 bis 400 Watt-Peak | 5 (amorph) bis 17 (CIGS) Prozent |
Um die Nennleistung zu ermitteln, testet der Hersteller das Solarmodul unter standardisierten Bedingungen (STC). Diese Idealbedingungen beinhalten eine Sonneneinstrahlung von 1.000 W/m², ein Sonnenlichtspektrum von 1,5 Air Mass (AM) und eine Betriebstemperatur der Photovoltaik-Module von 25 °C.
Bei einem Solarmodul-Vergleich sollten Sie beachten, dass die Nennleistung nicht nur vom Wirkungsgrad der Solarzellen abhängt, sondern auch von der Modulgröße. Ein 400 Watt-Peak-Panel kann sich deutlich von einem anderen mit gleicher Leistung unterscheiden.
Was hat es mit der Nominal Operating Cell Temperature (NOCT) auf sich?
Die zur Messung der Nennleistung genutzten Standardbedingungen sind nicht wirklich praxisnah. Zum einen heizen sich die PV-Module bei starker Sonneneinstrahlung auf deutlich mehr als 25 °C auf. Zum anderen steht die Sonne die wenigste Zeit exakt im rechten Winkel zu den Solarzellen. Deshalb wurde ergänzend zu den STC die NOCT entwickelt, mit der sich die Leistung einer Photovoltaik-Anlage unter folgenden realistischeren Betriebsbedingungen ermitteln lässt:
- Lufttemperatur: 20 °C
- Bestrahlungsstärke auf der Oberfläche der Solarzellen: 800 Watt pro Quadratmeter
- Windgeschwindigkeit: 1 Meter pro Sekunde
- Montage auf der Halterung: Rückseite offen
Bei Solarenergieanlagen mit dem Gütezeichen RAL-GZ 966 müssen die Hersteller die NOCT-Werte auf den Solarmodul-Datenblättern angeben.
Welche Faktoren beeinflussen die Leistung von Solarmodulen?
Zu den wichtigsten Einflussfaktoren zählt der Standort. Im Süden Deutschlands ist die Globalstrahlung höher als im Norden. Somit sind die Erträge in Bayern und Baden-Württemberg durchschnittlich höher als beispielsweise in Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen oder Mecklenburg-Vorpommern. Darüber hinaus kommen folgende Aspekte zum Tragen:
Dachneigung und -ausrichtung
Der optimale Neigungswinkel für Photovoltaik-Module beträgt 90 Grad zur Sonne. Dieser lässt sich natürlich nicht immer einhalten, da sich die Sonne im Tages- und Jahresverlauf bewegt. Die höchsten Leistungen lassen sich mit Modulneigungen von 30 bis 35 Grad erzielen. Bei südlicher Ausrichtung empfiehlt sich ein steilerer, bei Ost- oder West-Ausrichtung ein flacherer Winkel.
Verschattung
Grundsätzlich liefern Solar-Panels auch im Schatten Energie. Eine Verschattung oder Teilverschattung führt jedoch zu Leistungseinbußen. Schattenwurf durch umliegende Häuser und Bäume sollten Sie bei der Planung Ihrer PV-Anlage ebenso im Blick haben wie die Selbstverschattung des Gebäudes. Kleinere Schatten durch Dachgauben oder Kamine lassen sich nicht immer vermeiden, spielen aber eine untergeordnete Rolle.
Verschmutzungen
Staub, Pollen, Vogelkot, Blätter: Jedes Solarmodul wird irgendwann schmutzig. Um keine Leistungseinbußen hinnehmen zu müssen, sollten Sie Ihre Anlage ein bis zweimal jährlich reinigen (lassen).
Leistungsdegradation
Im Laufe der Zeit sinkt die Leistung von PV-Modulen. Das nennt sich altersbedingte Degradation. Beim kristallinen Solarmodul ist sie gleichmäßig linear ansteigend und beträgt über einen Zeitraum von 20 bis 35 Jahren circa zehn bis maximal 15 Prozent.
Dünnschichtmodule verhalten sich im Vergleich dazu anders. Bei ihnen kann sich die Degradation während des ersten Jahres auf bis zu 25 Prozent belaufen. Dafür altern sie anschließend kaum noch.
Temperatureinfluss
Photovoltaik-Module mögen keine übermäßige Hitze. Übersteigt die Temperatur eines Solarmoduls die 25-Grad-Marke, sinkt seine Leistung. In aller Regel liegen die Verluste zwischen 0,3 und 0,4 Prozent pro Grad. Minimieren lässt sich dieser Effekt durch eine ausreichende Hinterlüftung.
Wechselrichter und Verkabelung
Beim Übertragen und Verarbeiten von Strom geht ein Teil davon in Form von Wärme verloren. Drähte und Kabel verursachen durchschnittlich einen Energieverlust von einem Prozent. Hinzu kommt ein weiteres Prozent durch Stromabweichungen in den Solarmodulen. Beim Wechselrichter müssen Sie mit einem Minus von drei bis sieben Prozent rechnen.
Wie wirkt sich das Wetter auf die Solarmodul-Leistung aus?
Bewölkung und Niederschläge lassen die Leistung von PV-Modulen sinken. Beträgt die Globalstrahlung bei sonnigem Wetter circa 1000 Watt pro Quadratmeter, sind es bei mittelstarker Bewölkung nur rund 500 Watt und bei geschlossener Wolkendecke und Regen nur noch etwa 50 Watt.
Dass ein schneebedecktes Solarmodul keine Energie erzeugt, ist allerdings eine Fehlannahme. Selbst durch eine 15 Zentimeter dicke Schneedecke gelangt noch ausreichend UV-Licht, um Erträge zu generieren. Sind die Module schneefrei, erhöht umliegender Schnee die Reflexionen der Sonnenstrahlen und damit auch die Leistung der PV-Anlage.
Was hat die Solarmodul-Halterung mit der Leistung zu tun?
Mit dem richtigen Montagesystem können Sie die Langlebigkeit Ihrer Anlage sicherstellen und zugleich deren Leistung maximieren. Grundsätzlich sollten Sie in Hinblick auf die Befestigung Ihrer PV-Module auf die Leistungsangaben achten. Ein leistungsstarkes 500-Watt-Solarmodul überschreitet meist Standardmaße. Dabei geht es nicht allein um die Größe des Moduls selbst, sondern auch um die Position der Montagebohrungen für die Halterung.
Unterschieden werden Aufdach- und Indach-Montagesysteme. Erstere bieten den Vorteil der besseren Hinterlüftung, während sich mit Letzteren ein besonders ästhetisches Gesamtbild erzielen lässt. Die Hinterkühlung ist hierbei schlechter, wodurch die Solar-Panels heißer werden. Durchschnittlich geht im Vergleich zur Aufdachmontage pro Grad ein halbes Prozent Leistung verloren.
Während Sie bei einer Dach-PV-Anlage kein Risiko eingehen und auf professionelle Montagelösungen setzen sollten, können Sie die Halterung für ein kleines Balkon-Kraftwerk durchaus selbst bauen. Hierzu benötigen Sie lediglich gelochte Winkelprofile, ein paar Schrauben und etwas handwerkliches Geschick. Achten Sie beim selbst Bauen auf den richtigen Neigungswinkel, wirkt sich das positiv auf die Leistung des Balkon-PV-Systems aus.
Warum neben der Nennleistung auch die Größe der Solarmodule wichtig ist
Die Modulgröße ist ein entscheidender Faktor für die Dimensionierung und das Kosten-Nutzen-Verhältnis Ihrer Photovoltaik-Anlage. Insbesondere bei knapper Dachfläche gilt es, möglichst viel Leistung aus möglichst wenigen Quadratmetern herauszuholen. Hier steht die passende Größe im Vordergrund, während der Preis nur eine untergeordnete Rolle spielen kann.
Haben Sie ausreichend Platz auf dem Dach, sind Sie deutlich freier in Ihrer Entscheidung. In aller Regel sind in diesem Fall preisgünstigere größere Module mit geringerer Nennleistung pro Quadratmeter die wirtschaftlich bessere Lösung.
Welcher Hersteller baut die besten Solarmodule?
Diese Frage lässt sich nur schwer pauschal beantworten. Alle Produzenten haben verschiedene Panels im Programm, die sich hinsichtlich Nennleistung, Wirkungsgrad und zum Teil auch in ihrer Qualität unterscheiden. Im Allgemeinen sind Sie aber bei deutschen Solarmodul-Herstellern wie Solarwatt, Heckert Solar, Axitec und Viessmann auf der sicheren Seite.
Module aus China mögen günstiger sein, haben aber einen doppelt so großen ökologischen Fußabdruck. Um den hohen Energieverbrauch bei der Produktion wettzumachen, müssten sie um dreißig Prozent länger laufen als Erzeugnisse made in Germany. Hinzu kommt der energieintensive Transport um den halben Erdball. Ein weiterer Nachteil besteht in den meist deutlich geringeren Garantiezeiten im Vergleich zu Viessmann und Co.