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Keine Energie aus Photovoltaik ohne Module

Die Höhe der Investitionen für eine Photovoltaikanlage wird in besonderem Maße von den Ausgaben für die Sonnenkollektoren bestimmt. Mit fast 80 Prozent schlagen diese bei der Anschaffung einer kompletten Anlage zu Buche und machen somit den größten Anteil aus.

Das kommt daher, weil die Solarmodule nicht nur aufgrund ihrer umfangreichen Flächen, sondern ebenso wegen ihrer komplexen Konstruktion und den teuren Werkstoffen so kostenintensiv sind.

Aufgabe von Kollektoren in Solaranlagen

Damit eine Photovoltaikanlage funktioniert und die gewünschten Erträge erbringt, ist es unerlässlich, ausgewählte Flächen mit Photovoltaikmodulen zu bestücken.

Diese Absorber sind durch die Kombination spezifischer fester Bestandteile in der Lage, die solare Energie der Sonnenstrahlen einzufangen und diese umwandeln.

Um einen möglichst maximalen Wirkungsgrad realisieren zu können, kommen für die Solarmodule nur besonders bewährte Materialien zur Verarbeitung. Diese finden sich in den Solarzellen wieder und basieren hauptsächlich auf den Halbleitern.

Bauarten von Modulen für Solaranlagen

Im Laufe der Jahre, seit es die Photovoltaikanlagen gibt, werden die Solarmodule permanent weiterentwickelt und vervollkommnet. Als es die ersten Systeme auf dem Markt gab, war lediglich eine Version an Sonnenkollektoren verfügbar. Der aktuelle Stand zeigt aber, dass zum jetzigen Zeitpunkt mehr als 5 variierende Bauformen angefertigt werden. Typische Vertreter hierbei sind vorrangig:

  • monokristalline
  • polykristalline und
  • Dünnschichtmodule

Erweitert werden diese Produkte durch Innovationen wie:

  • CIS Solarmodule oder spezielle Photovoltaikmodule
  • Cadmium-Tellurid-Modelle
  • aSi Photovoltaikmodule

Diese Komponenten weisen ganz spezifische Unterschiede in deren Qualität und Konstruktionsweise auf. Auch im Rahmen der verschiedenen Hersteller kommt es in diesem Zusammenhang teilweise zu Abweichungen. Es kann nicht davon ausgegangen werden, dass Photovoltaikmodule von asiatischen Produzenten unbedingt schlechter sein müssen als deutsche oder europäische Markenerzeugnisse.

Komplexe Substanzen in Solarzellen

Nur einige Werkstoffe haben wegen ihrer kristallinen Struktur die Fähigkeit, Sonnenstrahlenenergie zu absorbieren. Das sind mono- und polykristallines Silizium sowie amorphes Silizium, ein Komplex aus Kupfer und Tellurid sowie eine Verbindung aus Kupfer, Indium und Diselenid. Solche Grundstoffe werden ebenfalls in der Halbleitertechnik eingesetzt und weisen bei Auftreffen von Photonenstrahlen eine ganz eigenwillige Reaktion auf.

Im Mittelpunkt bei der Erzeugung von Photovoltaikmodulen steht nach wie vor das mono- und polykristalline Silizium, das in komplizierten Verarbeitungsschritten durch Schmelzvorgänge in ein als Siliziumbruch bezeichnetes Medium überführt wird.

Die Solarzellen - kleinste Bausteine der Photovoltaikmodule

Solarzellen für Solaranlagen und Photovoltaikzellen für Photovoltaikanlagen stammen ursprünglich aus der Raumfahrt. Sie können aus Lichtenergie elektrische Energie erzeugen und sind durch den photoelektrischen Effekt die Basis für die Gewinnung von elektrischer Energie.

In den Solarmodulen entstehen durch die Einheit vieler Solarzellen eine oder mehrere Schichten. Diese werden durch eine Grenzschicht getrennt, die zu einer Forcierung eines Mangels oder Überschusses an Elektronen beiträgt. Durch die dünne Beschaffenheit der Photovoltaikmodule können diese:

  • als Indachvariante
  • auf dem Dach eines Gebäudes
  • als Flachdach oder als Einbaumodelle in einer Fassade

positioniert werden. Diese Standardmodelle werden in absehbarer Zeit immer flexibler, und die an ein Dach gestellten Ansprüche werden sich reduzieren.

Nicht jedes Dach ist für die Photovoltaikmodule ideal

Obwohl die hochwertigen Photovoltaikmodule für Solaranlagen beinahe auf und an allen baulichen Bereichen positioniert werden können, müssen bestimmte Voraussetzungen gegeben sein. Die gegenwärtig verwendeten Produktsortimente für Solaranlagen kommen ohne großzügige und vor allen Dingen ebene Grundfläche nicht aus.

Das kann zum Problem werden, wenn ein solches Dach nicht vorhanden ist. Unter diesen Bedingungen war die Nutzung von Photovoltaikmodulen für Solaranlagen daher recht eingeschränkt.

Photovoltaikmodule aus organischen Kunststoffen für Solaranlagen

Verbesserte Photovoltaikmodule für Solaranlagen stehen schon jetzt in Aussicht, denn es wird bereits an der Entwicklung organischer Photovoltaikzellen gearbeitet. Im Gegensatz zu den üblichen Photovoltaikzellen werden bei den Neuerungen keine kristalline Halbleiter, sondern organische Kunststoffe genutzt. Organische Photovoltaikmodule sind wesentlich leichter und umweltverträglicher.

Sie können in allen beliebigen Varianten angefertigt werden und sind auch bei sehr ausgefallenen Dachkonstruktionen fixierbar. Solche Kunststoffmodule sind mit allen vorhandenen baulichen Gegebenheiten kompatibel und ähneln den klassischen Dachziegeln. Sie lösen vielfach diese normalen Dachabdeckungen ohne Solarzellen ab. Solche universellen Einbauten sind daher als integrierbare Photovoltaikmodule eine interessante Option.

Anforderungen an moderne Module

Die Ansprüche und Erfordernisse an die fortschrittlichen Photvoltaikmodule steigen stetig. Das betrifft unter anderem den Wirkungsgrad, der bei:

  • monokristallinen Ausführungen um die 18 %
  • polykristallinen Modulen um die 14 %
  • amorphen Fabrikaten um die 8 % liegt

Des Weiteren müssen die Photovoltaikmodule für Solaranlagen eine lange Lebensdauer besitzen und wartungsarm sein. Auch die Anschaffungs- und Betriebskosten sowie die Reparaturanfälligkeiten sollen niedrig gehalten werden.

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