Bei Photovoltaik-Modulen wird grundsätzlich zwischen polykristallinen und monokristallinen Ausführungen unterschieden. Neben voneinander abweichenden Herstellungsverfahren differieren die beiden Modularten in der maximal erreichbaren Leistung, im Preis und letztlich auch in der optischen Erscheinung. Obgleich sowohl ein polykristallines Photovoltaik-Modul als auch ein monokristallines Photovoltaik-Modul aus dem bewährten Halbleitermaterial Silizium besteht, sind die Charakteristika beider Module so verschieden, dass sich ein direkter Vergleich beider Varianten lohnt.
Das monokristalline Photovoltaik-Modul
Monokristalline Photovoltaik-Module sind in aller Regel an ihrer schwarzen Farbe zu erkennen. Die zum Einsatz kommenden Photozellen erscheinen als Mixtur von Oktagon und Quadrat. Manche Module weisen lediglich an einer der Seiten zwei abgeflachte Ecken auf. In der Praxis werden die einzelnen Solarzellen zu einem homogenen Solarmodul verbunden. Während des recht aufwendigen und kostenintensiven Herstellungsprozesses wird auf einkristalline Siliziumstäbe zurückgegriffen, die aus einem Schmelzofen gezogen und sodann in grazile Scheiben geschnitten werden.
Der etwas höhere Preis wird bei dem monokristallinen Photovoltaik-Modul durch den deutlich besseren Wirkungsgrad (zwischen 19 und 23 Prozent) und die erreichbare Leistungsfähigkeit wieder ausgeglichen. Sehr geeignet sind monokristalline Photovoltaik-Module für kleinere Dachflächen, weil mit ihnen bei guter Ausrichtung (optimal ist eine direkte Einstrahlung des Sonnenlichts ohne Verschattung) dank des hervorragenden Wirkungsgrades auf einer verhältnismäßig geringen Fläche ein hoher Ertrag erzielt werden kann.
Die sogenannte Amortisationszeit (hier also der Zeitraum, in dem ein Generator damit beschäftigt ist, eine vergleichbare Menge an Energie zu erzeugen wie bei seiner Errichtung aufgewendet wurde) ist bei einem monokristallinen Photovoltaik-Modul – direkt verglichen mit einem polykristallinen Photovoltaik-Modul – am längsten und beträgt durchschnittlich 3,5 Jahre. Über die gesamte Nutzungsdauer verlieren monokristalline Photovoltaik-Module etwa 0,3 bis 0,5 Prozent Leistung pro Jahr.
Das polykristalline Photovoltaik-Modul
Polykristalline Photovoltaik-Module haben meist eine bläuliche Farbe, sind quadratisch und weisen eine zwischenraumfreie Oberfläche auf. Bei der Herstellung kommen zwei unterschiedliche Verfahren zur Anwendung: Das Blockgussverfahren und das Bridgman-Verfahren. Im Blockgussverfahren wir der Rohstoff Silizium über eine Induktionsheizung bei Temperaturen von rund 1.400 °C in einem speziellen Tiegel geschmolzen und anschließend behutsam in einem wannenartigen Gefäß abgekühlt. Das Material erreicht hierbei eine hohe Festigkeit und kann in mehrere kleine Blöcke aufgeteilt werden. Sodann erfolgt die Abtrennung einzelner Scheiben – den polykristallinen Solarzellen. Beim Bridgman-Verfahren erfolgt ein ähnlicher Schmelzvorgang wie beim Blockgussverfahren. Allerdings erfolgt die Abkühlung hier in demselben Tiegel, in welchem auch die Schmelze stattfand – das Silizium erstarrt dabei vom Tiegelgrund her. Anschließend wird das Material ebenfalls in kleine Blöcke geteilt. Mehrere polykristalline Zellen werden schließlich zu einem kompletten Photovoltaik-Modul verbunden.
Der Wirkungsgrad ist beim polykristallinen Photovoltaik-Modul nicht ganz so hoch wie beim monokristallinen Modul und beträgt zwischen 15 und 18 Prozent. Gleichzeitig sind polykristalline Photovoltaik-Module erheblich kostengünstiger in der Anschaffung und werden aus diesem Grund auch am häufigsten verbaut. Charakteristisch für diese Modul-Variante ist ihre typische Kristallstruktur, die die polykristallinen Solarmodule der PV-Anlage beim Auftreffen von Sonnenlicht erkennbar reflektieren lässt. Über die gesamte Nutzungsdauer verlieren polykristalline Photovoltaik-Module etwa 0,2 bis 0,4 Prozent Leistung pro Jahr.
25 bis 30 Jahre Lebensdauer
Unterm Strich lässt sich feststellen, dass monokristalline Photovoltaik-Module auf gleicher Fläche mehr Energie als polykristalline Module liefern. Steht allerdings eine große und gut gelegene Dachfläche zur Verfügung, kann sich auch die Anschaffung einer polykristallinen Zelle lohnen. Die Gesamtlebensdauer beider Varianten liegt zwischen 25 und 30 Jahren.
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Ihr Team von Köhler Bedachungen