Glossar
Solar
Technik

PV-Modul

Siehe Solarmodul - photovoltaisches Modul zur Stromerzeugung.

Lesezeit: 3-5 Min.

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Was ist ein PV-Modul?

Ein PV-Modul (Photovoltaik-Modul) oder Solarmodul ist die grundlegende Baueinheit einer Photovoltaikanlage. Es besteht aus mehreren miteinander verschalteten Solarzellen, die Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandeln.

Aufbau eines PV-Moduls

Ein PV-Modul besteht aus mehreren Schichten, die zum Schutz und zur optimalen Funktion der Solarzellen dienen:

Deckglas

Oberseite

Gehärtetes Solarglas (3-4mm)

Schutz vor Wetter und mechanischen Einflüssen

Einbettung

Oben

EVA-Folie (Ethylvinylacetat)

Verklebung und Schutz der Solarzellen

Solarzellen

Mitte

Kristallines oder amorphes Silizium

Umwandlung von Licht in elektrische Energie

Einbettung

Unten

EVA-Folie

Weitere Verklebung und Schutz

Rückseite

Unterseite

Tedlar-Folie oder Glas

Schutz vor Feuchtigkeit und UV-Strahlung

Rahmen

Rundherum

Aluminium

Mechanische Stabilität und Montage

Technologien und Zelltechnik

Monokristallines Silizium

Mono-Si
18-22%

Kosten: Höher

Lebensdauer: 25+ Jahre

Hohe Effizienz, einheitliches Aussehen, beste Leistung bei schwachem Licht

Polykristallines Silizium

Poly-Si
15-18%

Kosten: Mittel

Lebensdauer: 25+ Jahre

Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, kristalline Struktur sichtbar

Dünnschicht-Technologie

a-Si/CdTe/CIGS
10-14%

Kosten: Niedriger

Lebensdauer: 20-25 Jahre

Flexibel, geringes Gewicht, bessere Leistung bei hohen Temperaturen

Bifaziale Module

Bifacial
20-25%*

Kosten: Premium

Lebensdauer: 25+ Jahre

Stromerzeugung von beiden Seiten, höherer Ertrag durch Rückseiten-Albedo

*Hinweis: Bifaziale Module können durch Lichteinfall von der Rückseite zusätzlich 5-30% mehr Ertrag erzielen.

Wichtige Leistungsparameter

Elektrische Kennwerte:

Nennleistung (Pmax)250-500 Wp
Modulspannung (Vmpp)30-40 V
Modulstrom (Impp)8-12 A
Leerlaufspannung (Voc)36-48 V
Kurzschlussstrom (Isc)9-13 A

Physikalische Eigenschaften:

Abmessungen~2m × 1m
Gewicht18-25 kg
Dicke35-45 mm
SchutzklasseIP65/IP67
Betriebstemperatur-40°C bis +85°C

Wirkungsgrad und Effizienz

Der Wirkungsgrad von PV-Modulen hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich verbessert:

Marktübliche Module (2024)18-22%
Hocheffiziente Module22-26%
Laborrekorde (Silizium)26,7%
Theoretisches Limit (Si)29%

Einflussfaktoren: Temperatur (-0,4%/K), Verschattung, Verschmutzung, Alterung und Modulqualität beeinflussen den realen Wirkungsgrad.

Qualitätsmerkmale und Zertifizierungen

Wichtige Zertifizierungen:

  • IEC 61215: Bauartprüfung für kristalline Module
  • IEC 61730: Sicherheitsanforderungen
  • CE-Kennzeichnung: Europäische Anforderungen
  • UL 1703: US-amerikanische Sicherheitsnorm
  • TÜV/VDE: Deutsche Prüfinstitute

Qualitätsindikatoren:

  • Leistungsgarantie: 20-25 Jahre
  • Produktgarantie: 10-15 Jahre
  • Temperaturkoeffizient: < -0,4%/K
  • PID-Resistenz: Potential Induced Degradation
  • Hagelfestigkeit: 25mm Hagelkörner @ 80km/h

Installation und Montage

Die korrekte Installation von PV-Modulen ist entscheidend für optimale Leistung und Lebensdauer:

Ausrichtung und Neigung

  • Optimal: Süden, 30-35° Neigung
  • Akzeptabel: Südost bis Südwest
  • Flachdach: 10-15° Aufständerung
  • Ost-West: Gleichmäßigere Tagesverteilung

Montagesysteme

  • Aufdach-Montage: Auf bestehendem Dach
  • Indach-Montage: Integration in Dachkonstruktion
  • Flachdach: Aufständerung oder Ballastierung
  • Freifläche: Gestell oder Nachführsystem

Temperaturverhalten

Die Leistung von PV-Modulen ist stark temperaturabhängig. Höhere Temperaturen reduzieren die Leistung:

Standard-Testbedingungen

25°C

100% Nennleistung

Typische Betriebstemperatur

45-70°C

85-92% Nennleistung

Hohe Temperaturen

80°C+

< 80% Nennleistung

Maßnahmen: Gute Hinterlüftung, helle Rückseiten-Folien und optimierte Montagesysteme können die Betriebstemperatur reduzieren.

Verschattung und Leistungsminderung

Bereits kleine Verschattungen können die Leistung von PV-Modulen deutlich reduzieren:

Verschattungsquellen

  • • Schornsteine, Antennen, Lüftungsrohre
  • • Bäume und Vegetation
  • • Nachbargebäude
  • • Schnee, Laub, Vogelkot
  • • Modulverschmutzung

Lösungsansätze

  • Leistungsoptimierer: Auf Modulebene
  • Mikrowechselrichter: Pro Modul
  • Bypass-Dioden: In Modulen integriert
  • String-Planung: Homogene Ausrichtung
  • Reinigung: Regelmäßige Wartung

Auswirkungen von Verschattung:

10% Verschattung

→ 50-90% Leistungsverlust

1 verschattete Zelle

→ 1/3 des Moduls betroffen

1 verschattetes Modul

→ Gesamter String betroffen

Wirtschaftlichkeit von PV-Modulen

Kostenentwicklung:

  • 2010: ~2,50€/Wp
  • 2015: ~0,80€/Wp
  • 2020: ~0,30€/Wp
  • 2024: ~0,20-0,40€/Wp
  • Trend: Weitere Kostensenkung erwartet

Wirtschaftlichkeit:

  • Stromgestehungskosten: 4-8 ct/kWh
  • Amortisationszeit: 8-12 Jahre
  • ROI: 6-12% p.a.
  • Ertrag/Jahr: 900-1200 kWh/kWp
  • Eigenverbrauch: Höchste Rentabilität

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