Monokristalline Solarzellen: Praktische Produkte für den kommerziellen Einsatz

Silizium ist die Hauptkomponente bei der Konstruktion der meisten heutigen Solarzellen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Silizium das Element ist, das in der Erdkruste am häufigsten vorkommt. Das macht durchaus Sinn, wenn man bedenkt, dass Silizium ein Element ist. Die drei heute am weitesten verbreiteten Arten von Silizium-Solarzellen sind Dünnschicht-Solarmodule, polykristalline Silizium-Solarzellen und Monokristalline Solarzellen. Ein Dünnschicht-Solarmodul ist die Art von Silizium-Solarzelle, die am seltensten verwendet wird. Solarzellen mit polykristallinen Strukturen sind eine weitere häufige Art.

Eine attraktive Alternative für Einfamilienhäuser

Polykristalline Solarzellen haben niedrigere Produktionskosten als monokristalline Solarzellen, allerdings ist der Wirkungsgrad von polykristallinen Zellen viel geringer. Wenn Sie Ihre Solaranlage über einen längeren Zeitraum in perfekter Ausrichtung halten, werden Sie weniger von den Vorteilen dieser Leistung profitieren. Monokristalline Solarzellen sind eine gute Wahl für Einfamilienhäuser und andere Gebäude, die nur wenig Dachfläche für Solarzellen zur Verfügung haben.

Das liegt zum Teil daran, dass monokristalline Solarzellen in der Lage sind, mehr Strom zu erzeugen, während sie eine kleinere Fläche einnehmen. Dies wird sich zu einem unbestimmten Zeitpunkt in der Zukunft auf Ihrem Bankkonto niederschlagen. Solange monokristalline Siliziumzellen zu niedrigeren Kosten hergestellt werden können, wird es keine große Rolle spielen, welche Art von Solarzellen in Zukunft verwendet wird. Denn die Fortschritte bei der Effizienz sind begrenzt. Um diese Ziele zu erreichen, sind möglicherweise neuere, größere Module und Zellgrößen erforderlich.

Zusätzliche positive Aspekte

Der geringe Wirkungsgrad von Dünnschichtsolarzellen ist ein wesentlicher Nachteil dieser Technologie. Der maximale Wirkungsgrad, der mit Dünnschicht-Solarzellen erreicht werden kann, beträgt nur wenig mehr als 20 Prozent. In der Praxis liegt der Wirkungsgrad vieler Photovoltaikanlagen, die Dünnschicht-Solarmodule verwenden, weit unter 10 %. Wenn Sie Ihre Stromversorgung wirklich selbst in die Hand nehmen wollen, werden Sie diesen Bedarf nicht einmal annähernd decken können, wenn Sie es tun.

Trotz dieser Tatsache bieten amorphe Silizium-Dünnschicht-Solarzellen eine Reihe von Vorteilen, darunter die folgenden

  • Gewichts- und Kostenreduzierung,
  • ein moderater Leistungsabfall bei schwachem Licht
  • Hochtemperaturbedingungen

Der Eindruck, zwei verschiedene Seiten im selben Moment zu haben

Der Übergang zu einer grüneren und nachhaltigeren Zukunft wird durch eine Vielzahl von Hürden erschwert, aber neue Technologien für Solarmodule tragen zur Lösung einiger dieser Probleme bei, was den Übergang erleichtert. Dies hat zur Folge, dass die verschiedenen Arten von Solarmodulen, die in der obigen Tabelle aufgeführt sind, nur einen winzigen Teil der Gesamtzahl der heute auf dem Markt erhältlichen Photovoltaikmodule ausmachen.

Monokristalline Solarzellen haben gegenüber ihren bifazialen Pendants einen Vorteil in Bezug auf die Strommenge, die von den Zellen erzeugt werden kann. Die Leistungswerte bifazialer Solarzellen sind im Vergleich zu denen monokristalliner Solarzellen wesentlich höher. Es entsteht der Eindruck, dass Sie dem Publikum gleichzeitig zwei verschiedene Seiten von sich zeigen.

Ein höheres Niveau der zu erzielenden Leistung

Solarzellen mit bidirektionalen Zellen sind nicht wie herkömmliche Module lichtdicht versiegelt, sondern werden mit einer Folie oder einem Glas abgedeckt, um die Unterseite der Solarzelle vor der Sonneneinstrahlung zu schützen. Standardmodule sind hermetisch versiegelt, um einen Lichtaustritt zu verhindern. Dies geschieht, damit die Solarzelle auch dann noch Strom produzieren kann, wenn dies geschehen ist.

So kann die Solarzelle auch dann noch Strom produzieren, wenn sie nicht direkt von der Sonne beschienen wird. Vielleicht wusstest du das schon, aber die Energie, die auf der Rückseite erzeugt wird, ist genau dieselbe wie auf der Vorderseite. Aufgrund der Art und Weise, wie dieses System organisiert ist, besteht die Möglichkeit, ein höheres Produktionsniveau zu erreichen, als bisher für möglich gehalten wurde. Die Produktionsausbeute von Solarzellen kann nach einer Möglichkeit fünfundzwanzig bis dreißig Prozent höher sein als die der anderen drei Sorten.

Andere Typen sind die folgenden:

  • konzentrierende Solarzellen aus Perowskiten
  • organischen Materialien
  • Konzentratoren (nicht für den privaten Gebrauch, sondern für Anwendungsnischen; Weltrekord von 46 Prozent Wirkungsgrad)

MANGELNDE WIDERSTANDSFÄHIGKEIT GEGENÜBER WIDRIGKEITEN

Die Gesamtleistung von polykristallinen Modulen ist während ihrer gesamten Lebensdauer besser als die von monokristallinen Modulen. Außerdem erwärmen sich monokristalline Zellen aufgrund ihres dunklen Farbtons schneller als andere Arten von Solarzellen. Dies hat zur Folge, dass die Leistungsabgabe von PV-Modulen mit steigender Temperatur abnimmt. Was die Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen angeht, so sind monokristalline Module den polykristallinen Modulen bei schlechten Wetterverhältnissen überlegen.

Sowohl monokristalline als auch polykristalline Module haben in der Regel eine lange Lebenserwartung, arbeiten effizient und sind weniger störanfällig als andere Modultypen. In den meisten Fällen ist die Installation eines der beiden Modultypen für das Privathaus von großem Nutzen.

Alternative Arten

Wenn Sie sich gegen monokristalline oder polykristalline Photovoltaikmodule entscheiden, können Sie stattdessen aus einer breiten Palette anderer PV-Module wählen.

DIE SYSTEME FÜR DÜNNSCHICHTTYPEN

Nach den polykristallinen und monokristallinen Solarmodulen sind die Dünnschichtmodule die dritthäufigste Art von Solarmodulen. Sie bestehen aus amorphem Silizium und haben ein sehr niedriges Profil. Bei der Herstellung von Dünnschichtmodulen wird eine millimeterdicke Schicht aus Silizium, Cadmiumtellurid oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) auf ein Substrat aufgesprüht. CIGS ist ein weiteres mögliches Material, das in Frage kommt. Eine abschließende Glasbeschichtung wird auf das Modul aufgetragen, nachdem es verklebt und erneut verklebt wurde. Die geringe Dicke der Solarzellen in diesen Modulen trägt zu deren großer Flexibilität bei. Das macht sie ideal für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter auch Taschenrechner. Allerdings erfordert der geringe Wirkungsgrad (nur 6-10 Prozent) des Moduls eine Vergrößerung des verfügbaren Platzes. Dies ist das größte Manko des Moduls.

Die produktivsten Tageszeiten für CIGS-Module

In CIGS-Modulen werden Dünnschicht-Halbleiter wie CIGS verwendet. CIGS-Module werden auch als CIGS-Module bezeichnet. Wie bei anderen solarthermischen Kollektoren ist der röhrenförmige Absorber derselbe. Das gesamte Licht, das von der Sonne kommt, kann nun für die Nutzung in Form von Strom genutzt werden. Dies legt nahe, dass CIGS-Module in den frühen und späten Stunden des Tages am produktivsten sind. Da die Menge der gestreuten Strahlung im Winter ansteigt, übertreffen CIGS-Module die polykristallinen und monokristallinen Module hinsichtlich der Stromerzeugung. Was die Reife der CIGS-Technologie betrifft, so steckt sie noch in den Kinderschuhen. Es wird erwartet, dass sich der Wirkungsgrad der Module mit der Zeit verbessert und in nicht allzu ferner Zukunft einen potenziellen Wirkungsgrad von bis zu 20 % erreicht. Flachdächer sind ideal für die Installation von CIGS-Modulen. Die Kosten für diese Module sind seit ihrer Markteinführung in die Höhe geschnellt.

HYBRIDE TYPEN

Hybridmodule sind Module, die sowohl Strom als auch Wärme erzeugen können. In kälteren Klimazonen erzielen Solarmodule eine bessere Leistung, was sie sich zunutze machen. Ein Kühlkreislauf kann eingesetzt werden, um die Module vor Überhitzung zu schützen. Die Erwärmung des Wassers erfolgt durch die Wärme, die der Prozess abgibt. Dies hat zur Folge, dass der Zugang zu dieser Technologie stark eingeschränkt ist.

Die Garantie für Solarmodule ist für die Kunden von großem Vorteil, da die Hersteller manchmal Garantien gewähren, die über das gesetzlich zulässige Maß hinausgehen. Mit der Produktgarantie wird die reguläre lebenslange Garantie um weitere 20-30 Jahre verlängert. Bei Schäden an den Modulen in den ersten zehn bis zwölf Betriebsjahren müssen alle Module vollständig ersetzt werden. Die Module werden entschädigt, wenn sie aufgrund ihres Alters mehr Leistung als erwartet verlieren. Auf die meisten Montagearten wird eine Garantie von 10 Jahren gewährt. Die Hersteller von Wechselrichtern gewähren oft eine Garantie zwischen fünf und zehn Jahren. Einige Hersteller, wie Solaredge, bieten erweiterte Garantien an, die in manchen Fällen bis zu 25 Jahre betragen können.

Die beste Art für den Einsatz

Private Ein- und Zweifamilienhäuser sind fast ausschließlich auf monokristalline Solarmodule angewiesen, und die große Mehrheit der Modulhersteller stellt nur monokristalline Module her. Doch was passiert hier eigentlich genau, trotz alledem? Um mit einem monokristallinen Modul die gleiche Menge an Strom zu erzeugen, wird weniger Fläche benötigt als bei polykristallinen Modulen.

Monokristalline PV-Module werden empfohlen, wenn Sie nur wenig Platz zur Verfügung haben. Monokristalline Module sind hier trotz ihres höheren Preises die beste Option. Mit jeder Kilowattstunde (kWh) mehr Strom, die Sie erzeugen, steigt Ihr Bedarf, was wiederum Ihre Energiekosten senkt. Auf lange Sicht wird dieser Vorteil den höheren Anschaffungspreis mehr als ausgleichen.

Wenn eine große Fläche für eine PV-Anlage zur Verfügung steht, können polykristalline Module eingesetzt werden, da sie mit einer größeren Anzahl kostengünstigerer Module die gleiche Leistung erbringen. Folglich können polykristalline Module verwendet werden. Letztendlich spielt das Aussehen der Module eine wichtige Rolle bei der Auswahl.

Abschließende Überlegungen

Polykristalline Solarzellen sind in der Herstellung günstiger als monokristalline Solarzellen, ihr Wirkungsgrad ist jedoch wesentlich geringer. Wenn Sie Ihre Solaranlage über einen längeren Zeitraum perfekt ausrichten, werden Sie weniger von dieser Leistung profitieren. Monokristalline Solarzellen sind eine hervorragende Alternative für Einfamilienhäuser und andere Gebäude mit begrenzter Dachfläche für Solarzellen.

Das liegt zum Teil daran, dass monokristalline Solarzellen mehr Strom erzeugen können und dabei weniger Platz benötigen. Dies wird sich irgendwann in der Zukunft auf Ihrem Bankkonto bemerkbar machen. Es wird kaum einen Unterschied machen, welche Art von Solarzellen in Zukunft verwendet wird, solange monokristalline Siliziumzellen billiger hergestellt werden können. Das liegt daran, dass der Fortschritt in Bezug auf den Wirkungsgrad begrenzt ist. Es ist denkbar, dass neuere, größere Module und Zellgrößen erforderlich sein werden, um diese Ziele zu erreichen.

Monokristalline Solarzellen: Praktische Produkte für den kommerziellen Einsatz

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