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Was ist ein KWp?

In der PV-Branche hört man immer KWp, was nichts anderes bedeutet wie die Spitzenleistung auf dem Dach. Hat also ein Modul 330 Wp, so benötigen Sie 3 Module um 990 Wp, also knapp 1.000 Wp (1 KWp) zu erzielen. Hat also ein Modul mit 330 Wp eine Länge von 1700mm und eine Breite von 1000mm (1,70 qm), dann benötigen Sie 5,1 qm für 990 Wp. Wenn Sie auf Ihrem Ost-West-Dach ohne Verschattung (850 KWh) 20 Module platziert haben, dann erzielen Sie mit einer installierten Leistung von 6.600 Wp (20 Module mit 330 Wp), die auf einer Fläche von 34 qm montiert sind, ca. 5.610 KWh pro Jahr (6,60 KWp x 850 KWh).

Um wieviel kann ich meinen Stromkosten durch eine PV-Anlage senken?

Bei einer PV-Anlage ohne Speicher gilt die Faustformel ca. 30% des Stromverbrauches pro Jahr und 70% bei einer PV-Anlage mit Speicher. *Je nach Auslegung der Anlage, den Standortbedingungen und Verbrauchsverhalten des Kunden.

Welche Reparaturarbeiten/Wartung brauche eine PV-Anlage?

PV-Anlagen haben so gut wie keine Reparaturarbeiten. Sie müssen aber damit rechnen, dass Ihr Wechselrichter irgendwann die Arbeit einstellt. Aber auch hier gibt es hohe Diskrepanzen, von WR die sehr schnell defekt werden, was aber eher ungewöhnlich ist, bis zu WR die 20 Jahr lang halten, was aber auch ungewöhnlich ist. Der durchschnittlichen Lebensdauer eines WR auch aus eigener Erfahrung sind ca. 10-12 Jahre.

Wie hoch ist die Degradation einer PV-Anlage?

Unter Degradation bezeichnet die Leistungsminderung von Photovoltaik Modulen im Laufe der Zeit. Alle Werkstoffe altern, auch Solarmodule, wobei die Degradation von kristallinen und Dünnschichtzellen sich erheblich unterscheidet. Die Degradation muss bei der Ermittlung der möglichen Erträge einer PV-Anlage berücksichtigt werden.

Wir schwer ist eine Photovoltaik-Anlage?

Je nach Modulgröße variiert das Gewicht von PV-Modulen. Im Durchschnitt wiegen PV-Modulen pro qm ca. 11-14 kg. Glas-Glas Module sind in der Regel etwas schwerer. Diese wiegen ca. 24 kg bei einer Größe von ca. 1.800mm x 1.000mm. Warum aber nur etwas? Weil ein Glas-Folien-Modul über ein 3,2mm starkes Sicherheitsglas auf der Frontseite verfügt und ein Glas-Glas-Module 2mm auf der Frontseite und 2mm auf der Rückseite.

Lebensdauer einer Photovoltaik-Anlage?

Man geht heute von einer Lebensdauer einer PV-Anlage bis zu 40 Jahren aus. Das zeigten bereits Studien aus den 1980er Jahren, dass die Leistung zwar abnimmt, aber die Module noch gute Ergebnisse erzielten. Die Lebensdauer richtet sich aber auch nach der Qualität der Zellen. Hierbei unterscheidet man zwischen P- und N-Zell-Typen (siehe: Welche Unterschiede gibt es bei den Zellen?)

Kann ich eine Photovoltaik-Anlage auch bauen, wenn ich nicht Eigentümer bin? In so einem Fall kann man mit einem Pachtvertrag arbeiten. Das gleiche Procedere als wenn ein Dritter ein Dach anmieten möchte und zwischen ihm und dem Eigentümer des Daches wird ein Pacht- bzw. Mietvertrag vereinbart. Diese Verträge gibt es im Netz als Muster.

Habe ich über eine Photovoltaik-Anlage auch eine Not/Ersatzstromversorgung?

Die Not- bzw. Ersatzstomfähigkeit wird immer wichtiger. Warum? Weil selbst die Medien davon ausgehen, dass durch die Abschaltung von Atomkraft und Kohle und gleichzeitig dem Ausbau an E-Mobilität die Netze an ihre Grenzen kommen. Während man heute einen durchschnittlichen Stromausfall von 20 Minuten haben kann, so geht man in Zukunft von 1-2 Tagen aus, was viele Haushalte in größere Schwierigkeiten bringen kann, bedenkt man, dass Kühlschrank und Tiefkühltruhe keine Stromversorgung mehr haben. Aber auch kein Licht nutzen zu können und eben völligen Stillstand zu haben, drängt immer mehr Menschen zu dem Gedanken, eine PV-Anlage mit echtem Ersatzstrom zu installieren. Hierbei ist aber wichtig zu wissen, welche Unterschiede gibt es und was bietet der Markt, damit man sich richtig entscheiden kann?

Was ist der Unterschied zwischen Glas-Glas und einem Glas-Folien-Modul?

Der grundsätzliche Unterschied liegt darin, dass ein Glas-Glas Modul seine Zellen in Glas eingebettet hat und die beiden Glasscheiben werden von einem Aluminiumrahmen umschlossen. Die herkömmlichen Glas-Folien-Module haben anstatt der unteren Glasscheibe eine Plastikfolie. Aus ökologischer Sicht punktet hier natürlich das Glas-Glas-Modul. Aber auch in der Garantiezeit hat das Glas-Glas-Modul Vorteile, weil die Leistungsgarantiezeit oft bei 30 Jahren liegt. Herkömmliche Glas-Folien-Module hingegen 25 Jahre. Auch bei der Produktgarantie stechen die Glas-Glas-Module hervor, weil die Hersteller anstatt 10-12 Jahren bei Glas-Folien-Module in der Zwischenzeit 15-30 Jahre anbieten.

Die herkömmlichen Module (Glas-Folien) haben eine Glasstärke von 3,2mm (eisenarmes Sicherheitsglas), während die Glas-Glas-Module auf jeder Seite 2mm Stärke aufweisen. Dieser Verbund (Glas-Glas) macht das Modul im Ganzen stabiler und dichter. Wenn nun jemand den Gedanken hegt, dass 3,2mm Glas ist doch stabiler als das 2mm Glas, dann sollte man an dieser Stelle aber auch wissen, dass, wenn es um Schäden geht, wie zum Beispiel Hagel, dass hier dann die Versicherung (Allgefahren/Elektronik Versicherung) eintritt, falls diese abgeschlossen wurde.

Was bedeutet Bifazialität bei Modulen?

Der Begriff „bifazial“ bedeutet „zweigesichtiges“ Modul, weil es die direkte Einstrahlung auf der Vorderseite als auch das indirekte Licht auf der Rückseite zur Stromerzeugung nutzt. Wie in der Abbildung rechts zu sehen ist, werden herkömmliche Module mit einer lichtundurchlässigen Rückseitenfolie abgeschlossen. Somit ist Licht, dass von hinten auf das Modul trifft nicht nutzbar.

Beim bifazialen Modulen mit einer Glas Rückseite kann das eingehende Licht, dass ungenutzt durch das Modul geht und reflektiertes Licht aus der Umgebung auf der Rückseite genutzt werden. Es gibt aber auch transparente Folien Rückseiten, die den gleichen Effekt haben, was die Durchlässigkeit des Lichts hat.

Vor allem morgens und abends, wenn die Sonne sehr flach steht, kann die Rückseite den größten Beitrag leisten.

Konkret heißt das, dass bei optimalen Bedingungen, Mehrerträge von über 25% erreicht werden. Außerdem zeichnen sich komplett verglaste Module sich durch lange Lebensdauern und Robustheit aus.

Der tatsächliche Mehrertrag (Quelle: Testanlage in Köln vom TÜV Rheinland) Die Ergebnisse der Feldmessungen in Köln zeigen deutliche Vorteile in der Energieertragsleistung von bifacialen Modulen. Im Schnitt brachten diese Module 11 Prozent mehr Ertrag als herkömmliche kristalline Module.

Welche Unterschiede gibt es bei den Zellen?

Die Unterschiede zwischen p-Typ und n-Typ Solarzellen
Die p-Typ Solarzelle ist die Solarzellenstruktur, die jeder kennt und die in den letzten vier Jahrzehnten den größten Anteil des Marktes hält.
P-Typ Solarzellen basieren darauf, dass die Zelle auf einer positiv geladenen (daher p-Typ) Siliziumbasis aufgebaut ist. Der Wafer ist mit Bor dotiert, mit einem Elektron weniger als Silizium. Die Oberseite des Wafers ist dann mit Phosphor, der ein Elektron mehr hat als Silizium, negativ dotiert (n-Typ). Durch diese p-n-Verbindung wird der Stromfluss in der Zelle ermöglicht.

N-Typ Solarzellen sind umgekehrt gebaut, wobei die n-dotierte Seite als Basis der Solarzelle dient. Die erste Solarzelle, die von den Bell Laboratories im Jahre 1954 produziert wurde, war eine n-Typ, Rückkontakt, Solarzelle. Die allerersten Jahre brachten eine rasche und wichtige Effizienzsteigerung. Die p-Typ Struktur übernahm dann aber die Führung in der Branche, weil die Solartechnik in den frühen Tagen ihrer Entwicklung vor allem für die Raumfahrt eingesetzt wurde, und es stellte sich heraus, dass die p-Typ-Struktur eine bessere Beständigkeit gegen Strahlungen für Raumfahrtanwendungen hatte. Dann entwickelte sich die Branche mit der Strukturierung der Wertschöpfungskette und die Technologie konnte die Vorteile von Skaleneffekten genießen.

Was sind dann die Hauptunterschiede zwischen den beiden Zelltypen?

Die Effizienz: Die leistungsstärksten Solarzellen, die heute auf dem Markt erhältlich sind, werden auf n-Typ Basis hergestellt. Der Hauptgrund für ihre überlegene Effizienz liegt in der höheren Trägerlebensdauer, denn die Technologie ist nicht anfällig für den sogenannten Bor-Sauerstoff-Defekt. In der Tat, neigen Ingots, wenn sie gezogen werden, dazu, eine hohe Konzentration an gelöstem Sauerstoff zu haben, der aus dem Quarz des Tiegels mit dem geschmolzenen Silizium stammt. In Gegenwart von Bor-dotiertem Silizium bildet dieser Sauerstoff einen Rekombinationsbereich, der als Bor-Sauerstoff-Defekt bekannt ist und der die Effizienz schädigt. Bei der Verwendung von n-Typ-Solarzellen, die mit Phosphor dotiert sind, verschwindet dieser Effekt. Auch sind n-Typ Solarzellen weniger anfällig für metallische Verunreinigungen des Siliziums.

Lichtinduzierter Degradationseffekt: n-Typ Solarzellen sind immun gegen LID, wieder dadurch, dass kein Bor-Sauerstoff-Defekt auftritt.

Quelle

– Martin Hermle, Silicon Solar Cells – Current Production and Future Concepts, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, BESSY II Foresight Workshop on Energy Materials, 10 October 2016

– Green MA, 2001, Crystalline silicon solar cells, in Archer MD;Hill R (ed.), Clean Electricity from Photovoltaics, edn. Original, Imperial College Press, United Kingdom, pp. 149 – 197 – MacDonald, D 2012, The emergence of n-type silicon for solar cell manufacture, Australia and New Zealand Solar Energy Society Conference (Solar 2012), Australian Solar Energy Society, Sydney NSW, p. 6

Speicher ja – nein?

Viele Interessierte überlegen sich, ob ein Speicher sich lohnt und ob es wirtschaftlich ist, sich einen Speicher installieren zu lassen. Bei einer PV-Anlage mit Speicher hat man bei richtiger Auslegung einen Autarkiegrad von ca. 70% und ohne von ca. 30% Ein KW eines guten Speichers kostet zwischen 700-1.000 €. Auch kann man von den Speicherprogrammen profitieren, die den Einkauf durch die Subvention dann noch einmal günstiger werden lassen. Grundsätzlich gilt, dass jede gekaufte KWh viel Geld kostet. In Deutschland liegt der Preis derzeit (2021) bei ca. 30 Ct. Alles was ich also nicht in den Speicher leite, also ins Netz, ist ein KW, dass ich wieder kaufen muss. Die Haltbarkeit eines Speichers hängt natürlich von verschiedenen Faktoren ab. Zum einen, wie wird mein Speicher beansprucht (sogenannte C-Rate)? Und zum anderen, in welchem Temparaturfeld läuft die Batterie. Wo steht die Batterie? Wird es dort sehr warm oder steht Sie im Keller bei 17-19 Grad.