Wirkungsgrad von Solarzellen – klipp und klar
Welchen Ertrag eine Photovoltaikanlage bringt, hängt in erster Linie vom Wirkungsgrad der verwendeten Solarzellen ab. Aber wie ermittelt man den Wirkungsgrad von Solarzellen und welche Einflussfaktoren gibt es? Und vor allem: Wie unterscheiden sich die verschiedenen Solarzellen-Typen im Wirkungsgrad? Ihr Team von BAETZ Energy schafft Klarheit.
Was ist überhaupt der Wirkungsgrad?
Solaranlagen bzw. ihre Solarzellen sollen Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Mit welcher Effizienz sie das tun, bestimmt den Wirkungsgrad von Solarzellen: Er gibt das Verhältnis zwischen abgegebener elektrischer Energie und auftreffender Lichtenergie an. Ist der Quotient aus diesen beiden Werten = 1, werden 100 % der Licht- in elektrische Energie umgewandelt. Allerdings lässt sich dieser Maximalwert an Solarenergie in der Praxis natürlich mit keiner Solaranlage erreichen.
Typische Wirkungsgrade von Solarzellen bei Solaranlagen
Aktuell bestehen Solarmodule meist aus Silizium (engl.: silicon). Man unterscheidet dabei zwischen monokristallinem und polykristallinem Silizium. Und wie oft ist das Bessere auch das Teurere: Monokristalline Module erreichen einen Wirkungsgrad von 20 bis 22 %, während die günstigeren Module aus polykristallinem Silizium nur 15 bis 20 % des Sonnenlichts in Sonnenenergie umsetzen.
Noch darunter liegen sogenannte Dünnschichtmodule, bei dem amorphes (nicht-kristallines) Silizium auf einen Träger aufgedampft wird – leicht herzustellen, aber bei einem Wirkungsgrad unter 10 % nur für große Flächen geeignet.
Einflussfaktoren auf den Wirkungsgrad der Solarenergie
Neben den bauartbedingten Faktoren (vor allem Stromverluste an den Grenzen der Kristallflächen) spielen auch externe Bedingungen eine Rolle; vor allem die Temperatur der Module und die Wellenlängen des Lichtspektrums, die verarbeitet werden können. Und eben die bestimmen, dass bei einer Solarzelle aus monokristallinem Silizium selbst theoretisch bei 33 % Wirkungsgrad Schluss ist.
Diese Grenze ist allerdings überwindbar: Aktuell wurden Module mit einem Wirkungsgrad über 40 % entwickelt. Sie enthalten mehrere Schichten für die unterschiedlichen Bereiche des Lichtspektrums: Licht, das nicht umgewandelt wird, gelangen zur darunter liegenden Schicht und werden dort verarbeitet. Teuer, aber sehr wirkungsvoll!
Wieviel kommt tatsächlich an?
Eine komplette Photovoltaik-Anlage hat immer einen niedrigeren Wirkungsgrad als die nackten Solarzellen. Das liegt daran, dass sich die Verluste aller Bauteile wie Wechselrichter, Kabel usw. auf 4 % und mehr summieren. Bei BAETZ Energy Großhandel für Solartechnik planen wir Anlagen mit perfekt auf einander und auf den Einsatzzweck abgestimmten Elementen.
Ist Wirkungsgrad gleich Leistung?
Jetzt wissen wir, wie wir den Wirkungsgrad einer Anlage ermitteln können. Aber entspricht das auch der Leistung, die wir herausbekommen? Nein, denn die – und damit der nominale Ertrag – hängt außer vom (anlageninternen) Wirkungsgrad vor allem von der zur Verfügung stehenden Fläche ab. Und auf die Effizienz und den tatsächlichen Ertrag im Portemonnaie des Betreibers wirken bei der Photovoltaik zudem noch externe Faktoren wie Modulneigung, Ausrichtung, Umgebungstemperaturen und natürlich vor allem die Sonneneinstrahlung ein.
Also:
Für Wirkungsgrad und Effizienz einer Photovoltaik-Anlage ist der Wirkungsgrad der Module zwar ein wichtiger, beileibe aber nicht der einzig wichtige Faktor. Und um aus jedem Projekt den maximalen Ertrag bei minimalem Einsatz mit Hilfe der Kraft der Sonne herauszubekommen, braucht man Profis wie die von BAETZ Energy.
Denn wir kaufen hochwertige, qualitätsgeprüfte und aufeinander abgestimmte Hardware-Produkte zur Erzeugung regenerativer Energie, entwickeln daraus konkrete und komplette Projektplanungen (ab 30 kWp) und bieten sie als Großhändler Profis zum Einbau an. Dabei beginnt unsere Arbeit beim verbindlichen Angebot und der individuellen Beratung, schließt die Projektbegleitung mit ein und endet mit der Übergabe einer Anlage für erneuerbare Energie – komplett und schlüsselfertig. Kurz gesagt: Wir unterstützen Menschen dabei, erneuerbare, grüne Energie zu gewinnen und weniger abhängig von fossilen Brennstoffen zu werden.
