Bei Solarmodulen handelt es sich um entscheidende Bauelemente für Fotovoltaik-Anlagen. Sie beinhalten, je nach Baugröße, unterschiedlich viele Solarzellen. Diese werden für Solarstrom-Anlagen mittels sogenannter Strings verschaltet. Durch mehrere Strings ergibt sich der komplette Solargenerator.

Wie funktioniert eine Solarzelle?

Die Solarzelle stellt letztendlich eine Halbleiter-Diode dar. In diesem Modul wird Sonnenenergie in Gleichstrom umgewandelt. Aus physikalischer Sicht gesehen ist dies der sogenannte Photoeffekt.

Innerhalb der Solarzelle werden unterschiedlich ausgestattete Halbleiter-Schichten zusammengefügt. An der Grenzschicht (p-n-Übergang) zweier Schichten (eine positive, eine negative) bildet sich ein elektrisch geladenes Feld, welches beide Schichten trennt und ein Ausgleichen der Ladungen verhindert. Gleichzeitig wird durch die Grenzschicht geregelt, dass die Energie lediglich in einer Richtung fließt, falls sich der Stromkreis schließt.

Je nach Halbleitermaterial unterschieden sich die Solarzellen:

  • Bei polykristallinen Solarzellen wird das Halbleitermaterial aus Silizium hergestellt.
  • Monokristalline Solarzellen beinhalten ebenfalls Silizium-Halbleiter, allerdings wird hierbei ein anderes Verfahren zur Herstellung genutzt, bei dem die Blöcke (Ingots) auf einem Einkristall basieren.
  • Dünnschicht-Solarzellen werden absolut anders angefertigt, als polykristalline oder monokristalline Solarzellen. Hierbei wird der Halbleiter auf einem Trägermaterial aufgetragen. Deshalb wird für Dünnschicht-Solarzellen deutlich weniger Rohstoff benötigt und die Herstellung ist relativ einfach.

Tipp: Bei der Wahl passender Solarmodule sollten Verbraucher stets die Vor-/Nachteile miteinander vergleichen. Steht beispielsweise viel Platz zur Verfügung (Scheunendach) oder lassen sich die Module nur ungünstig ausrichten, sodass viel diffuse Sonneneinstrahlung auftrifft, sind eher Dünnschicht-Solarmodule geeignet. Steht nur begrenzter Raum zur Verfügung (Einfamilienhaus) sollten Verbraucher polykristalline oder monokristalline Module wählen.

Aufbau der einzelnen Solarmodule

In Solarmodulen sind mehrere Solarzellen gekoppelt. Letztere werden isoliert beziehungsweise verkapselt, damit einerseits Schutz vor Witterungs-Einflüssen gegeben ist, andererseits die Wärmeableitung gut funktioniert. Das Modul besitzt einen Rahmen, der mittels Folie unten abgedeckt wird. Im Rahmen befindet sich das Einbettungs-Material (meistens Ethylenvinylacetat), um die Solarzellen aufzunehmen. Abschließend erhält das Solarmodul eine Glasschicht als Abdeckung. Normalerweise handelt es sich bei Letzterer um ein eisenarmes, durchlässiges Glas, welches zusätzlich gegen Belastungen wie zum Beispiel Schnee schützt.

Wird für Dünnschicht-Zellen dagegen das Halbleiter-Material sofort auf die Glasfläche aufgedampft, folgt nach der Glasabdeckung die Laminierfolie und abschließend die Rückenabdeckung. Diese besteht meistens ebenfalls aus Glas.

Wie lässt sich mit der eigenen Solarstrom-Anlage Geld sparen?

Warum soll Strom eigentlich selbst produziert werden? Ganz klar, um den eigenen Haushalt beziehungsweise das Haus günstig mit Energie zu versorgen. Weitere Gründe sind, dass sich Verbraucher von Netzbetreibern und deren Preisbindung unabhängiger machen und mehr Versorgungssicherheit möchten. Des Weiteren steht das negative Image von Atom-/Kohlestrom-Produktion im Raum.

Die wichtigsten Beweggründe kurz zusammengefasst:

  • Solarenergie zu erzeugen und zu nutzen ist heutzutage die kostengünstigste Art, um sich mit Strom zu versorgen.
  • Jede Kilowattstunde eigener Solarstrom kostet circa 10 Cent. Bei Netzbetreibern/Stromversorgern zahlen Verbraucher meistens dreimal so viel.
  • Mit einer Fotovoltaik-Anlage auf dem eigenen Haus lassen sich ungefähr 25 bis zu 35 Prozent des individuellen Bedarfs abdecken. Durch einen entsprechenden Akku lässt sich dieser Anteil mindestens auf 60 Prozent erhöhen.
  • Besitzen Verbraucher lediglich einen Balkon, lässt sich hier ein sogenanntes Plug-in-Modul aufstellen. Dadurch können etwa 10 Prozent des Stromverbrauches selbst erzeugt werden.

Tipp: Durch einen Online-Fotovoltaik-Rechner können Verbraucher ganz unkompliziert berechnen, ob und welche Art Anlage sich rentiert. Obwohl die Förderung von Photovoltaik-Anlagen etwas zurückgegangen ist, lässt sich mit PV-Anlagen das Haushaltsbudget deutlich entlasten.

Welche PV-Anlage für welche Wohnart?

Besitzen Verbraucher ein Eigenheim, ist eine Fotovoltaik-Anlage fast immer sinnvoll. Bei Installateuren lassen sich Angebote einholen, wodurch sich prüfen lässt, welche Art Förderprogramm bei der Kommune und dem Bund zur Verfügung steht. Als Mieter eines Eigenheimes ist das Dach beispielsweise zu pachten. Dort kann die Solaranlage errichtet werden. Als Alternative kann der Vermieter die Anlage installieren und verpachtet diese an seine Mieter.

Mietern eines Mehrfamilienhauses ist es unter gewissen Bedingungen erlaubt auf dem Balkon eigenen Strom zu erzeugen. Sogenannte Plug-in-Module benötigen lediglich eine Steckdose. Selbst unterwegs kann jedermann auf Solarstrom zugreifen. Hierfür werden Geräte benötigt, die über integrierte Solarzellen verfügen und Akkus aufladen können.

Wie viel Prozent des Solarstroms lässt sich selbst nutzen?

In Deutschland sind, laut Bundesverband Solarwirtschaft, fast eine Million PV-Anlagen mit maximal 10 Kilowatt auf den Dächern der Häuser installiert. Pro Monat kommen durchschnittlich 7.000 Anlagen dazu. Fast alle dienen ihren Betreibern zu Eigenversorgung.

Allerdings lässt sich mittels PV-Anlage ohne entsprechenden Speicher nicht immer der gesamte Bedarf an Energie abdecken. Meistens sind es durchschnittlich 25 Prozent des Eigenbedarfs, die sich mit Solarenergie erreichen lassen.

Photovoltaik-Anlagen produzieren speziell zur Mittagszeit mehr Energie, als zu diesem Zeitpunkt benötigt wird. Dieser Überschuss lässt sich entweder speichern oder dem öffentlichen Netz zur Verfügung stellen (einspeisen). Letzteres wird durch die Einspeise-Vergütung nach EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) ausgeglichen. Der eingespeiste Strom sollte bezahlt werden, da sich die PV-Anlage so leichter refinanzieren lässt. Wer möchte, kann sich auch privat einen Abnehmer suchen oder den überschüssigen Strom kostenlos ins Netz einspeisen. Darüber sollte der Netzbetreiber jedoch informiert werden.

Wie kann der individuelle Verbrauch erhöht beziehungsweise angepasst werden?

Um den Eigenverbrauch zu erhöhen, kann ein sogenannter Energie-Manager helfen. Dieses kleine Gerät ist in der Lage den Energieverbrauch der Erzeugung anzupassen. Energie-Manager werden von Installateuren standardmäßig angeboten und können den individuellen Verbrauch auf Minimum 30 Prozent erhöhen.

Um mehr eigenen Solarstrom zu nutzen, ist die Investition in einen Solarstrom-Speicher notwendig. Auf diese Weise lässt sich der Eigenverbrauch mindestens verdoppeln, eher jedoch verdreifachen. Somit lassen sich circa 60 bis zu 70 Prozent durch die eigene PV-Anlage abdecken.