Äußerst selten kommen bei privaten Häusern Dünnschicht-Solarmodule zum Einsatz. Grund hierfür ist der eher geringe Wirkungsgrad dieser Module. Dünnschicht-Solarmodule haben jedoch einige Vor- und Nachteile, die schon bei der Planung in Betracht gezogen werden sollten.
Die Wahl der Solarmodule
Wird eine Photovoltaikanlage geplant, so sind die Solarmodule ein wichtiger Faktor, um eine gute Leistung zu erbringen. Hier kann zwischen Dickschicht – und Dünnschicht-Modulen gewählt werden.
Aufgrund des höheren Wirkungsgrades werden für private Hausdächer jedoch hauptsächlich die Dickschicht-Solarmodule angewendet. Warum das so ist und welche der beiden Varianten zu bevorzugen ist, wird hier aufgezeigt.
Wie unterscheiden sich Dünnschicht-Solarmodule von Dickschicht-Solarmodulen?
Typische Dickschicht-Solarmodule finden sich heute auf fast jedem Hausdach und bestehen aus kristallinem Silizium in den Solarzellen. Diese werden in der mono- oder der polykristallinen Herstellungsvariante produziert. Die Solarzellen sind hier rund 2 cm dick. Diese Solarzellen werden durch Glasscheiben, Folien und einen Rahmen zu einem Modul zusammengestellt. Durch diese Bauweise werden die Module äußerst robust und widerstandsfähig. Das Gewicht ist durch diese Bauweise jedoch mit rund 20 Kilogramm und sogar mehr für ein Solarmodul sehr hoch.
Die Dünnschicht-Solarmodule hingegen werden auf eine ganz andere Weise hergestellt. In den meisten Fällen bestehen sie aus einem glasartigen nicht kristallinen Silizium und anderen verwendbaren Halbleitermaterialien wie zum Beispiel aus:
- Kadmium Telluride
- Kupfer-Indium-Gallium-Diselenide
- Kohlenwasserstoffverbindungen
Die Besonderheit der Dünnschicht-Solarzellen ist die Fähigkeit, die Strahlung der Sonne von allen Seiten aufnehmen zu können. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad enorm. Die Dünnschicht-Solarmodule erreichen jedoch nicht den Wirkungsgrad der Dickschicht-Solarmodule, wodurch sie nur sehr selten auf privaten Dächern zu finden sind.
Die Besonderheit der Herstellung von Dünnschicht-Solarmodulen
Während bei der Herstellung von Dickschicht-Solarmodulen in jedem Fall nur Reinraumbedingungen herrschen dürfen, können Dünnschicht-Solarzellen sehr dünn auf ein Trägermaterial gedämpft oder gesprüht werden. Als Trägermaterial wird in den meisten Fällen Kunststofffolie, Glas oder auch einige Metall-Varianten gewählt. Dadurch entstehen Dünnschicht-Solarzellen, die nur geringe 1 – 5 Mikrometer dick werden. Ein Mikrometer ist übrigens der millionste Teil eines Meters.
Durch diese Art der Herstellung werden Dünnschicht-Solarmodule rund 100-mal dünner als die herkömmlichen Dickschicht-Solarmodule. Dadurch ist auch das Gewicht außerordentlich geringer mit rund 10 Kilogramm für ein Modul. Außerdem sind Dünnschicht-Solarmodule in beweglicher und starrer Form erhältlich, wodurch der Einsatzbereich flexibler ist.
Die sehr gleichmäßig gefärbte Oberfläche lässt die Übergänge zwischen den Solarzellen nicht sichtbar erscheinen. Dadurch wirken die Dünnschicht-Solarmodule sehr ästhetisch und können ein Gebäude und dessen Erscheinungsbild positiv beeinflussen.
Wichtig: Die Funktionsweise der beiden Varianten der Solarmodule unterscheiden sich fast gar nicht.
Die Vor- und Nachteile der Dünnschicht-Solarmodule
Denkt man darüber nach, Dünnschicht-Solarmodule für die Solaranlage zu wählen, dann sollte man sich vorher über deren Vor- und Nachteile erkundigen. Es werden zwar zum größten Teil Dickschicht-Solarmodule auf privaten Dächern verlegt, jedoch können auch Dünnschicht-Solarmodule verwendet werden, wenn diese wirtschaftlich sind. Die Dünnschicht-Solarmodule können jedoch nur unter gewissen wirtschaftlichen Voraussetzungen eingesetzt werden, um die gewünschte Leistung zu erhalten.
Im Folgenden ein kurzer Überblick:
Die Kosten der Dünnschicht-Solarmodule
In den letzten Jahren sind die Kosten für Solarmodule stetig gesunken, wodurch sich Privatpersonen leichter eine Solaranlage anschaffen können.
Die Dünnschicht-Solarmodule stellen eine günstigere Variante von Solarmodulen dar, da sie nur knapp ein Drittel oder die Hälfte des Preises eines Dickschicht-Solarmoduls ausmachen.
Dieser Vorteil ist jedoch irrelevant, wenn man die Effizienz und die Lebensdauer der Dünnschicht-Solarmodule genauer betrachtet.
Die Effizienz der Dünnschicht-Solarmodule
Die Dünnschicht-Solarmodule weisen einen geringeren Wirkungsgrad auf und dies ist der eigentlich negative Faktor. Sie erreichen gegenüber den Dickschicht-Solarmodulen nur rund 10 bis 13 Prozent Wirkungsgrad. Ein Dickschicht-Solarmodul hingegen erreicht einen Wirkungsgrad von bis zu 22 Prozent.
Das bedeutet, dass bei gleicher Dachfläche nur rund die Hälfte des Betrages durch ein Dünnschicht-Solarmodul erreicht werden kann. Dadurch werden sie auf privaten Häusern weniger genutzt.
Der geringe Wirkungsgrad ist hingegen irrelevant, wenn es sich um gewerbliche, große Freiflächen handelt, die als Freiflächen-Photovoltaik-Anlagen genutzt werden. Bei diesen Projekten ist nicht der Wirkungsgrad der Solarmodule ausschlaggebend, sondern die Kosten für die Solarmodule.
Des Weiteren ist ein Faktor für die Relevanz die Leistungsfähigkeit bei hohen Temperaturen. Während bei einem standardisierten Wert von 25 Grad die Leistungsfähigkeit von Solarmodulen gemessen wird, ist bereits erkannt worden, dass bei höheren Temperaturen die Leistung nachlässt. So beträgt der Verlust bei Dickschicht-Solarmodulen bei 0,3 bis 0,5 Prozent Kelvin und bei Dünnschicht-Solarmodulen bei 0,1 bis 0,3 Prozent Kelvin.
Bei hohen Temperaturen zeigen Dünnschicht-Solarmodule eine bessere Leistungsfähigkeit.
Ungünstige Lichtverhältnisse und die Leistung von Dünnschicht-Solarmodulen
Die besten Erträge erhält man bei Dickschicht-Solarmodulen durch intensive und direkte Einstrahlung der Sonne. Das klare Gegenteil bieten hier die Dünnschicht-Solarmodule, die auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen gute Erträge liefern. Dadurch eignen sie sich hervorragend für Solaranlagen, die enorm von der idealen Ausrichtung abweichen. Ein unschlagbarer Vorteil für die Dünnschicht-Solarmodule.
Die Lebensdauer der Dünnschicht-Solarmodule
Solarmodule verlieren im Laufe der Zeit an Leistungsfähigkeit. Diese Tatsache kann als normal angesehen werden und wird im Normalfall schon bei der Planung berücksichtigt. Die Dünnschicht-Solarmodule weisen jedoch eine geringere Lebenserwartung gegenüber den Dickschicht-Solarmodulen auf. Dadurch wird wiederum der Ertrag, der über die gesamte Lebensdauer geht, enorm verringert. Es gibt jedoch bisher keine langfristigen Studien, die dies klar belegen können. Üblich ist eine Lebenserwartung von Dickschicht-Solarmodulen von bis zu 30 Jahren. Dies ist ein Lager Vorteil bisher für die Dickschicht-Solarmodule.
Die Wartung und Montage der Dünnschicht-Solarmodule
Dünnschicht-Solarmodule sind aufgrund der geringen Stärke außerordentlich empfindlich und eine Montage muss sehr vorsichtig durchgeführt werden. Die Dickschicht-Solarmodule hingegen sind außerordentlich robust und können ohne große Probleme einfach montiert werden. Aufgrund der geringen Einsatzweite fehlt den Monteuren der Solaranlagen auch noch einiges an Erfahrung im Umgang mit den Dünnschicht-Solarmodulen.
Die Wartung von Dünnschicht-Solarmodulen ist hingegen um ein Vielfaches einfacher gegenüber den Dickschicht-Solarmodulen. Durch den fehlenden stabilen Rahmen kann sich Schmutz nicht einfach festsetzen und eine Reinigung der Solarmodule muss in geringeren Abständen durchgeführt werden.
Fazit
Die attraktiven Vorteile der Dünnschicht-Solarmodule wie zum Beispiel geringere Kosten sind zwar sehr interessant, werden aber durch den geringen Wirkungsgrad hinfällig. Derzeit werden die Dünnschicht-Solarmodule als nicht wirtschaftlich bewertet, bei der Verwendung auf privaten Hausdächern kommen sie daher nicht zum Einsatz.
Dünnschicht-Solarmodule können in verschiedenen Bereichen verwendet werden:
- wenn die Lichtverhältnisse ungünstig sind
- ein Dach nur für geringe Lasten geeignet ist
- eine sehr große Dachfläche zur Verfügung steht
- die Ausrichtung von der idealen Ausrichtung zu stark abweicht
Generell jedoch werden auf den meisten privaten Dächern die Dickschicht-Solarmodule genutzt, da sie einen höheren Wirkungsgrad aufweisen.
