Der Markt für grüne Energie hat in den vergangenen Jahren ein explosives Wachstum gezeigt, und die Nutzung der Sonnenenergie ist eine der umweltfreundlichsten Arten der Energiegewinnung für Eigenheimbesitzer und Unternehmen. Immer mehr Unternehmen erkennen die Vorteile und steigen auf eine eigene Energieversorgung mit Solarmodulen um.

Sonnenenergie als nachhaltige Investition

Die rasante technische Weiterentwicklung in der Solarbranche sorgt für eine immer höhere Effizienz und Leistung von Solarmodulen. So wird es für Konsumenten und Unternehmen immer attraktiver, selbst Energie zu gewinnen.

Wie funktionieren Solarmodule?

Eine Photovoltaik- oder PV-Anlage wandelt Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Die Solarzellen bestehen aus Halbleitern (zum Beispiel Silizium), die das Sonnenlicht absorbieren und dabei elektrischen Strom erzeugen. Sobald das Modul vom Sonnenlicht beschienen wird, fließt ein elektrischer Gleichstrom zwischen der positiven Schicht an der Oberfläche und der negativen Schicht an der Rückseite.

Geschlossen wird der Stromkreis über entsprechende Sammelschienen. Die Stärke des durch diesen Stromkreis fließenden Stroms (in Ampere) und die in Volt gemessene Spannung der Solarzelle (die sich aus dem elektrischen Feld in der Zelle ergibt) bestimmen zusammen die von ihr abgegebene Leistung, die in Watt angegeben wird. Der Strom fließt über sogenannte Sammelschienen zum Wechselrichter.

Wie funktionieren die Sammelschienen von Solarmodulen?

Die Zellen im Solarmodul sind über dünne Kupfer- oder Aluminiumstreifen, die sogenannten Sammelschienen, elektrisch miteinander verbunden. Der von den einzelnen Solarzellen durch das Auffangen von Sonnenlicht erzeugte Gleichstrom wird über diese Schienen gesammelt und zum Wechselrichter transportiert, der ihn in nutzbaren Wechselstrom umrichtet.

Die maximale Stromstärke, die gefahrlos durch die Sammelschiene fließen darf, ist abhängig vom Querschnitt der Schiene. In Solarmodulen sind die Sammelschienen in der Regel flache Streifen, die die Wärme aufgrund des günstigen Verhältnisses zwischen Oberfläche und Dicke sehr effizient ableiten können.

In Solarmodulen werden die Sammelschienen miteinander verschweißt. Sammelschienen sind jedoch nicht nur in Solarzellen, sondern häufig auch in Schaltgeräten und auf Leiterplatten zu finden. In Solarmodulen sind sie in der Regel parallel zum Modul in Bahnen verlegt. Durch dieses Netzwerk an kleineren und größeren Abzweigungen kann der Strom optimal abgeleitet und eine maximale Leistung erreicht werden.

Hybride und autonome PV-Anlagen im Vergleich

Hybridsysteme (also Anlagen, die Strom mit dem öffentlichen Elektrizitätsnetz austauschen können) sorgen dafür, dass Sie als Verbraucher niemals ohne elektrischen Strom dastehen. Sobald Ihre Solaranlage mehr elektrischen Strom erzeugt, als Sie selbst verbrauchen, wird diese überschüssige Energie in das lokale Elektrizitätsnetz eingespeist. Wenn Sie hingegen mehr Strom verbrauchen, als Ihre Solarmodule erzeugen, wird die Lücke durch Strom aus dem öffentlichen Elektrizitätsnetz geschlossen.

Eine autonome PV-Anlage hingegen ist nicht an das öffentliche Netz angeschlossen. Stattdessen wird der überschüssige Solarstrom dazu verwendet, eine lokale Solarbatterie aufzuladen. Wenn die Geräte in Ihrem Haushalt mehr Strom verbrauchen, als Ihre Solarmodule erzeugen, wird die in den Batterien gespeicherte Energie genutzt.

Autonome Systeme werden vor allem in Gebieten genutzt, in denen ein Anschluss an das Elektrizitätsnetz nicht möglich ist. Sie sind durchweg teurer als netzgekoppelte Anlagen, da die Preise für Solarbatterien noch relativ hoch sind.

Speichersysteme für Sonnenenergie

Solarbatterien speichern den Teil der gewonnenen elektrischen Energie, der nicht sofort verbraucht werden kann. Die gespeicherte Energie kann dann zum Beispiel in den Abendstunden genutzt werden, wenn die Solarmodule keinen Strom mehr abgeben. Speichersysteme für Sonnenenergie können sowohl von hybriden Anlagen als auch von autonomen Systemen genutzt werden.

Die Kosten für ein solches Speichersystem sind nicht unerheblich, aber dank des technischen Fortschritts werden die Batterien immer effizienter, und durch Skalierungseffekte werden die Preise in den kommenden Jahren sinken.

Arten von Solarmodulen

Grob gesagt gibt es zwei Arten von Solarmodulen, nämlich monokristalline und polykristalline. Monokristalline Solarmodule haben ein deutlich attraktiveres Erscheinungsbild als polykristalline. Aufgrund des etwas anderen Herstellungsprozesses sind die Kristalle im Modul alle gleich ausgerichtet. Bei einem polykristallinen Modul hingegen sind die Kristalle alle unterschiedlich ausgerichtet, wodurch sie weniger ordentlich aussehen und einen blauen Schein abgeben.

Monokristalline Solarmodule sind aufgrund des höheren Ertrags und des attraktiveren Aussehens in den letzten Jahren immer mehr zum Standard geworden. Polykristalline Module werden inzwischen kaum noch verkauft.

All-Black-Solarmodule sind eine monokristalline Sonderform. Bei diesen sind die Sammelschienen und der Rahmen schwarz, wodurch sie noch besser aussehen als normale monokristalline Module.