PV-Anlage: Dünnschicht-Solarmodule – Technologie im Überblick
Dünnschicht-Solarmodule sind eine innovative Lösung im Bereich der Solarenergie, die durch ihre Flexibilität und geringeren Materialeinsatz punkten. Sie eignen sich besonders für großflächige Anwendungen und bieten spezifische Vorteile in Bezug auf Kosten und Anpassungsfähigkeit.
In diesem Artikel erfahren Sie alles über die Vor- und Nachteile, die Herstellung, die Positionierung und die Montage des Modultypus.
Das Wichtigste in Kürze
- Dünnschichtmodule bestehen aus sehr dünnen Halbleiterschichten anstelle von kristallinem Silizium, wodurch sie flexibler und leichter sind.
- Sie haben in der Regel einen geringeren Wirkungsgrad als kristalline Module.
- Dünnschichtmodule eignen sich besonders für große Flächen, Fassadenintegration oder Dächer mit geringer Tragfähigkeit.
Dünnschichtmodule: Vorteile und Nachteile
Vorteile
- Flexibilität: Dünnschichtmodule sind leicht und flexibel, was ihre Installation auf verschiedensten Oberflächen ermöglicht.
- Kosten: Günstiger in der Herstellung als traditionelle kristalline Module.
- Schwaches Licht: Gute Leistung bei schwachem Licht und hohen Temperaturen.
Nachteile
- Wirkungsgrad: Niedriger als bei kristallinen Modulen (6 – 12 %).
- Platzbedarf: Erfordert mehr Fläche für die gleiche Energieerzeugung.
- Degradation: Schnellere Leistungsabnahme über die Zeit.
Größter Vorteil: Flexibilität und Anpassungsfähigkeit
Der größte Vorteil von Dünnschicht-Solarzellen liegt in ihrer Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Durch ihr geringes Gewicht und ihre Biegsamkeit können diese Module auf verschiedensten Oberflächen installiert werden, die für traditionelle kristalline Module ungeeignet wären. Dies schließt gebogene Dächer, Fassaden und sogar Fahrzeugoberflächen ein. Ihre Fähigkeit, auch bei schwachem Licht und hohen Temperaturen effizient zu arbeiten, macht sie besonders attraktiv für urbane und industrielle Anwendungen, wo optimale Sonneneinstrahlung nicht immer gewährleistet ist.
Wie sieht die Herstellung von Dünnschicht-PV-Modulen aus?
Dünnschichtmodule werden durch das Auftragen von dünnen Schichten aus lichtabsorbierendem Material auf ein Trägermaterial hergestellt. Typische Materialien sind Cadmiumtellurid (CdTe), amorphes Silizium (a-Si) und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS).
Herstellungsprozess
- Das Trägermaterial wird mit einer oder mehreren dünnen Schichten des lichtabsorbierenden Materials beschichtet.
- Die Schichten werden strukturiert und miteinander verbunden, um die elektrischen Kontakte zu bilden.
- Die fertigen Zellen werden versiegelt und in Rahmen eingefasst, um sie vor Umwelteinflüssen zu schützen.
Positionierung von Dünnschichtmodulen
Die Effizienz der Dünnschicht-PV-Module hängt wesentlich von deren Neigung und Ausrichtung ab. Der Modultypus bietet hierbei den Vorteil flexibler Montageoptionen. Ein Neigungswinkel von 20 bis 30 Grad gilt dabei als optimal. Um die Sonneneinstrahlung bestmöglich zu nutzen und die Energieerzeugung zu maximieren, ist eine südliche Ausrichtung am vorteilhaftesten. So erreichen die Dünnschicht-Solarmodule und somit auch Ihre PV-Anlage einen hohen Wirkungsgrad
Zusätzlich kann durch die Anpassung der Neigung und Ausrichtung während verschiedener Jahreszeiten die Effizienz weiter gesteigert werden, was die Gesamtproduktivität des Solarsystems über das Jahr hinweg erhöht. Solche Anpassungen ermöglichen es, auch unter variierenden Wetterbedingungen und Sonnenpositionen optimale Leistung zu erzielen.
Montage von Dünnschichtmodulen
Die Montage der Dünnschicht-Solarzellen ist aufgrund ihrer Flexibilität und Leichtigkeit besonders einfach und vielseitig. Sie können auf verschiedenen Oberflächen, einschließlich Fassaden und unregelmäßigen Dachformen, installiert werden.
Montageansätze:
- Verklebung: Dünnschichtmodule können direkt auf die Oberfläche geklebt werden, was die Montagezeit und -kosten reduziert.
- Rahmenmontage: Für zusätzliche Stabilität können die Module auch in Aluminiumrahmen gefasst und auf herkömmliche Weise montiert werden.
Wie laufen Installation und Wartung ab?
Die Installation von Dünnschichtmodulen sollte immer von einem zertifizierten Fachbetrieb durchgeführt werden. So sind höchste Effizienz und Sicherheit gewährleistet. Unter Umständen kann dadurch auch der Versicherungsschutz für die Module optimiert werden.
Regelmäßige Wartung und Reinigung sind unerlässlich, um die Leistungsfähigkeit der Dünnschicht-Solarmodule zu erhalten. Eine PV-Anlage sollte alle ein bis zwei Jahre von Fachpersonal geprüft und bei Bedarf gereinigt werden. Überwachungssysteme können dabei helfen, die Anlage kontinuierlich zu überwachen und mögliche Probleme frühzeitig zu identifizieren.
Hinweis
Es gibt keine speziellen Förderungen für die Dünnschichtmodule – es greifen die normalen Fördermöglichkeiten für PV-Anlagen.
Dünnschichtmodule: Wie hoch ist die Lebensdauer?
Die Lebensdauer der Dünnschicht-Solarmodule hängt stark vom verwendeten Material und der Qualität der Herstellung ab. Typischerweise erreichen sie eine Nutzungsdauer von 15 bis 20 Jahren, wobei einzelne Modelle auch länger zuverlässig Strom liefern können. Das Zünglein an der Waage sind dabei Faktoren wie
- die Wahl des Dünnschichtmaterials (z. B. amorphes Silizium, CdTe oder CIGS),
- die Qualität der Versiegelung
- sowie die Widerstandsfähigkeit gegenüber Witterungseinflüssen.
Ein zentrales Thema ist die sogenannte Degradation – der natürliche Leistungsrückgang über die Zeit. Bei Dünnschichtmodulen kann diese etwas ausgeprägter ausfallen. Bedeutet: Der jährliche erzeugte Solarstrom wird weniger. Regelmäßige Wartung, eine fachgerechte Installation und ein optimal gewählter Standort tragen jedoch dazu bei, die Lebensdauer zu verlängern und die Effizienz möglichst lange aufrechtzuerhalten.
Solar-Dünnschichtmodule im Vergleich mit anderen Modultypen
Beim Kauf von Solarmodulen ist es nicht unerheblich, sich mit den Unterschieden zwischen den verschiedenen Typen auseinanderzusetzen. So verschaffen Sie sich eine Informationsgrundlage, die dann im Umkehrschluss die bestmögliche Kaufentscheidung erlaubt.
| Kriterium | Monokristallin | Polykristallin | Dünnschicht |
|---|---|---|---|
| Effizienz | Hoch (18 – 22 %) | Mittel (15 – 18 %) | Niedrig (6 – 12 %) |
| Kosten | Hoch | Mittel | Niedrig |
| Platzbedarf | Gering | Mittel | Hoch |
| Langlebigkeit | Hoch | Mittel | Variabel |
| Umweltbilanz | Höherer Energieeinsatz | Geringerer Energieeinsatz | Variabel |
| Empfohlene Nutzung | Kleine Dachflächen, Wohnhäuser | Größere Dachflächen, Gewerbe | Große Flächen, Industrie |
Dünnschicht vs. kristalline Solarmodule: Unterschiede im Detail
Während Dünnschichtmodule mit ihrer Flexibilität, dem geringen Gewicht und den niedrigeren Anschaffungskosten punkten, überzeugen kristalline Solarmodule – oft auch umgangssprachlich als „Dickschicht-Solarmodule“ bezeichnet – durch ihre höhere Effizienz und längere Lebensdauer. Der zentrale Unterschied liegt in der verwendeten Technologie: Kristalline Module bestehen aus massiven Siliziumscheiben. Im Gegensatz dazu setzen Dünnschichtzellen auf wenige Mikrometer dünne Halbleiterschichten.
Daraus ergeben sich verschiedene Einsatzschwerpunkte. Kristalline Module sind ideal für Dachflächen mit begrenztem Platz, da sie pro Quadratmeter mehr Leistung erzielen. Dünnschichtmodule entfalten ihre Stärken dagegen auf großflächigen Anlagen, Fassaden oder Dächern mit niedriger Traglast.
Fazit
PV-Dünnschichtmodule stellen eine effektive Lösung für Solaranwendungen dar – besonders, wenn Flexibilität und Kosten eine Rolle spielen. Ihre einfache Herstellung und geringeren Materialkosten machen sie zu einer kostengünstigen Alternative zu traditionellen kristallinen Siliziummodulen.
Mit ihrer Fähigkeit, auch unter diffusen Lichtbedingungen oder bei geringer Sonneneinstrahlung effizient zu arbeiten, bieten sie Vorteile in Regionen mit weniger idealen Wetterbedingungen
Außerdem ermöglichen ihre flexiblen Eigenschaften die Installation auf unterschiedlichen Oberflächen, was sie besonders für architektonisch integrierte Photovoltaik oder unkonventionelle Installationsorte attraktiv macht. Insgesamt sind Dünnschichtmodule eine interessante Wahl für Projekte, die eine Balance zwischen Kosten, Anpassungsfähigkeit und Leistung suchen.
FAQ: Dünnschicht-Solarmodule – weitere Infos für Sie
Dünnschicht-Solarmodule bestehen aus einer oder mehreren dünnen Schichten aus lichtabsorbierendem Material, die auf ein Trägermaterial aufgebracht werden. Zu den gängigen Materialien gehören Cadmiumtellurid (CdTe), amorphes Silizium (a-Si) und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS).
Dünnschicht-Solarzellen haben typischerweise einen Wirkungsgrad von 6 bis 12 %. Obwohl dieser niedriger ist als bei kristallinen Modulen, bieten sie spezifische Vorteile wie Flexibilität und eine gute Leistung bei schwachem Licht und hohen Temperaturen.
Dünnschicht-Solarzellen sind ideal für großflächige Anwendungen, einschließlich industrieller Dächer und Fassaden, wo Flexibilität und geringes Gewicht von Vorteil sind. Sie eignen sich auch für Anwendungen, bei denen herkömmliche kristalline Module aufgrund ihrer Steifigkeit und ihres Gewichts nicht geeignet sind.
Die Lebensdauer von Dünnschichtmodulen variiert je nach Material und Hersteller, liegt aber typischerweise zwischen 10 und 20 Jahren. Obwohl sie eine kürzere Lebensdauer als kristalline Module haben, bieten sie durch ihre niedrigen Kosten und Flexibilität einen attraktiven Kompromiss.
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