Photovoltaik - Vergleich & Tests

14. April 2021
Das Angebot von Photovoltaikanlagen ist für Einsteiger recht unübersichtlich. Zur besseren Orientierung vergleichen wir an dieser Stelle die unterschiedlichen Technologien der Solarzellen, beschreiben ihre Vor- und Nachteile und werfen einen Blick auf eine wichtige Kennzahl: den Wirkungsgrad. Weiterführende Links führen zu Tests unabhängiger Institute.
Dieser Artikel wurde von
Oliver Wulf für www.Solaranlagen-Portal.com verfasst.
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PhotovoltaikWirtschaftlichkeit einer PhotovoltaikanlageVergleich & Tests von Photovoltaikanlagen

Vergleich von Photovoltaikanlagen

Bildquelle: Solarworld Photovoltaik Anlagen unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Art der Zellen, die in den Photovoltaikmodulen verbaut werden. Das können entweder monokristalline, polykristalline oder Dünnschichtzellen sein. Ein kleiner Vergleich:

Monokristalline Zellen

Monokristalline Zellen werden aus einem einzigen Siliziumkristall hergestellt. Der Kristall wird eingeschmolzen und zu einem Stab mit gleichmäßigem Kristallgitter geformt. Die Zellen sind entweder rund, quadratisch oder achteckig geformt. Je nach Form sind sie dunkelblau, schwarz oder grau. Wirklich interessant macht sie jedoch erst ihr Wirkungsgrad. Dieser liegt bei 15 bis 18 Prozent. Bis dato ist dies der höchste Wirkungsgrad aller Zellen. Die hohe Leistung macht sie jedoch in der Herstellung vergleichsweise teuer. Diese Zellen eignen sich besonders dort, wo nur eine begrenzte Fläche zur Verfügung steht.

Vorteile monokristalliner Solarzellen

Nachteile monokristalliner Solarzellen

Hohe Qualität

Teurer im Vergleich zu anderen Modultypen

Robust und langlebig

Aufwendiges Herstellungsverfahren

Hoher Wirkungsgrad (15 bis 18 %) bei geringem Platzbedarf

Hoher Energie- und Rohstoffeinsatz (=ungünstige Ökobilanz)

Einfache Montage

Für begrenzte Dachflächen gut geeignet

Polykristalline Zellen

Polykristalline oder multikristalline Zellen bestehen aus Siliziumblöcken, welche in kleine Stücken zersägt werden. Dadurch erhalten sie die Struktur einer Eisblume, die deutlich zu erkennen ist. Die Form ist quadratisch; farblich sind polykristalline Zellen blau bis silbergrau. Ihr Wirkungsgrad beträgt 13 bis 15 Prozent bei einer Lebensdauer von etwa 30 Jahren. Durch das gute Preis-Leistungs-Verhältnis ist dieser Zelltyp besonders beliebt. Ebenso wie monokristalline Solarzellen lassen sie sich einfach auf einem passenden Gestell montieren und eignen sich für Dachanlagen sowie den Einsatz auf Freiflächen.

Vorteile polykristalliner Solarzellen

Nachteile polykristalliner Solarzellen

Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis

Geringerer Wirkungsgrad als monokristalline Zellen

Langlebig und robust

Stark sinkende Leistung bei diffuser Sonneneinstrahlung

Mittlerer bis hoher Wirkungsgrad (13 bis 15 %)

Gut geeignet für mittelgroße bis große Flächen

Dünnschichtzellen

Dünnschichtzellen sind rund 100-mal schmaler als monokristalline und polykristalline Zellen. Das macht sie besonders leicht und flexibel, weshalb sie auch auf beweglichen Materialien angebracht werden können. Die Zellen sind rötlichbraun, dunkelgrün bis schwarz. Der Wirkungsgrad variiert stark und ist abhängig von dem verwendeten Material: Der Wert reicht von 6 bis 20 Prozent. 20 Prozent werden im Test allerdings nur von so genannten "CIS-Solarzellen" erreicht. Im Vergleich ist der Energie- und Materialaufwand von Dünnschichtzellen in der Herstellung sehr gering, jedoch erreicht dieser Modultyp nicht die Lebensdauer von Siliziumzellen. Geeignet sind Dünnschichtzellen vor allem dann, wenn große, flache Flächen zur Verfügung stehen.

Vorteile von Dünnschichtzellen

Nachteile von Dünnschichtzellen

Sehr preiswert

Starke Anfangsdegradation (Abfall der Leistung)

Geringer Materialeinsatz

Schwer zu montieren, da rahmenlos

Geringes Gewicht

Weniger stabil als poly- und monokristalline Zellen

Auch für diffuse Einstrahlung geeignet

Kürzere Lebensdauer

Temperaturunempfindlich

Hoher Flächenbedarf durch den geringeren Wirkungsgrad

Geringer Reinigungsbedarf durch den fehlenden Rahmen

Neben diesen drei Arten entwickelt die Photovoltaik Industrie momentan auch so genannte "GaAs-Halbleiter-Solarzellen", welche sehr teuer, aber auch sehr effektiv und langlebig sind. Weitere Projekte sind organische Solarzellen. Diese sind durch ihre geringe Lebensdauer für die Massenproduktion noch nicht geeignet.

Kristalline und Dünnschichtmodule – Wirkungsgrade im Vergleich

Der Wirkungsgrad unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen ist eines der wichtigsten Kriterien bei der Auswahl von Solarmodulen. Den höchsten Wirkungsgrad erreichen die monokristallinen Module mit Werten zwischen 15 und 18 %, darauf folgen polykristalline Module mit 13 bis 15 %. Den geringsten Wert weisen Dünnschichtzellen mit einem Wirkungsgrad von etwa 7 % auf. Allerdings ist der Wirkungsgrad nicht alles: So kann die Leistung durch eine gute Hinterlüftung der Anlage sowie einen genau auf den Modultyp abgestimmten Wechselrichter optimiert werden.

Photovoltaikanlagen im Test

Die Hersteller haben unterschiedliche Solarmodule im Programm - einen Vergleich der Module sowie der Kosten bei den entsprechenden Herstellern, erhalten Sie hier. Bezüglich des Wirkungsgrades und der Energiebilanz von Photovoltaik helfen wir Ihnen gerne mit zusätzlichen Informationen.

Photovoltaikanlagen unterschiedlicher Hersteller und Zelltypen wurden vom TEC-Institut, der Stiftung Warentest, Öko-TEST und vielen weiteren Prüfinstituten nach verschiedensten Kriterien getestet und verglichen. Geprüft werden zum Beispiel die Einhaltung von Mindestqualitätsstandards und Sicherheit sowie weitere Leistungs- und Qualitätsparameter mit unterschiedlichen Testverfahren.

Testverfahren für die Zulassung

Damit Photovoltaik-Module überhaupt für den Einsatz zugelassen werden, müssen Sie bestimmte Mindestvoraussetzungen erfüllen. Dazu gehören Betriebssicherheit, Bauteileignung und Funktionalität. Diese Kriterien werden in verschiedenen Testverfahren auf ihre Einhaltung überprüft.

  • Die IEC-Zertifizierung erfolgt durch den TÜV und gewährleistet, dass die Module die Standards der International Electronical Commission (IEC) erfüllen. Diese Zertifizierung sagt lediglich aus, dass die Module betriebssicher sind und funktionieren. Nur wenn die Tests erfolgreich absolviert wurden, erhält der Modultyp eine Zulassung.
  • Die Standard-Testbedingungen (STC) müssen alle Module durchlaufen. Die eingesetzten Verfahren ermöglichen die Bewertung und den Vergleich verschiedener Typen durch die Ermittlung von Spannung, Leistung und Strom bei vergleichbaren Testbedingungen im Labor sowie unter realen Bedingungen.
  • Mit dem NOCT-Test wird ermittelt, welche Temperatur eine Solarzelle im Normalbetrieb erreicht, also unter am Aufstellort üblichen Bedingungen. Mit diesem Test können die Materialbelastungen und Hitzeabstrahlung überprüft werden. Die festgesetzten Durchschnittswerte gelten als Standardmaß zur Bewertung der Bauteile einer Photovoltaikanlage.
  • Die noch recht neue Carbon Footprint Verification (CFV) ermittelt die CO2-Bilanz einer Anlage durch die Überprüfung des Produkt-Lebenszyklus der einzelnen Bauteile.

Qualitätstests

Eine weitere Reihe von Testverfahren befasst sich mit der Leistung und Qualität der Photovoltaikmodule. Die Vergleiche sollen es dem Betreiber ermöglichen, die einzelnen Anlagen hinsichtlich ihrer Leistung und Lebensdauer zu bewerten.

  • RAL-GZ 966 ist ein Gütezeichen, das von der RAL-Gütegemeinschaft e. V. vergeben wird. Prüfkriterien sind die Verwendung hochwertiger Einzelkomponenten, eine funktionale Anlagenkonstruktion, die fachgerechte Ausführung sowie die Bewertung des Service und Vertriebs des Herstellers.
  • Der PV+Test wird vom TÜV Rheinland und dem Unternehmen Solarpraxis durchgeführt. Die Tests beinhalten 25 Kriterien, weiterhin werden viele verschiedene Eigenschaften der Anlage überprüft und bewertet. Ziel dieser Tests ist es, die Qualität von Modulen messbar und auch sichtbar zu machen. Prüfkriterien sind zum Beispiel Leistungsparameter, Alterungsbeständigkeit, elektrische Sicherheit oder die Verarbeitung.
  • Vom PHOTON-Labor wird das PHOTON-Prüfsiegel vergeben. Die Tests beinhalten STC-Leistungsmessungen, Messung des Schwachlichtverhaltens oder die Bestimmung der Temperaturkoeffizienten. Das Prüfsiegel wird auf Basis einer Jahresmessung vergeben und ermöglicht Verbrauchern, die Menge des theoretisch möglichen mit dem tatsächlichen Stromertrag zu vergleichen.
  • Hinter dem Begriff “DNV GL PV Module Reliability Scorecard” steht das Unternehmen DNV GL, einem der größten Anbieter von PV-Tests und Zertifizierungen weltweit. Das Unternehmen testet PV-Module auf ihre Zuverlässigkeit, die Ergebnisse werden jährlich in einem umfassenden Bericht veröffentlicht. Geprüft wird auf Temperaturwechsel, mechanisch-dynamische Belastungen, Feuchtwärme, Luftfeuchte-Frostverhalten und Degradation. Da ein großer Teil der bekannten PV-Hersteller an diesen Tests teilnehmen, gilt die Studie als besonders aussagekräftig.

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Welche Solarzellen sind die besten?

Vergleicht man die Vor- und Nachteile der einzelnen Zelltypen, zeigt sich, dass es die perfekte Solarzelle nicht gibt. Welches Material für Ihre Photovoltaikanlage am besten eignet ist, hängt von vielen Faktoren ab. Monokristalline Zellen haben zwar den höchsten Wirkungsgrad, dafür sind sie jedoch deutlich teurer als Dünnschichtzellen, für die jedoch wiederum eine größere Fläche benötigt wird, um die gleichen Erträge zu erzielen.

Welche Preisunterschiede gibt es bei den einzelnen Modultypen?

Als Richtlinie können Sie für Dünnschichtmodule einen Preis von 700 bis 1.250 Euro pro kWp annehmen. Polykristalline Module kosten zwischen 750 bis 1.250 Euro/ kWp, für monokristalline Module bezahlen Sie pro kWp zwischen 1.150 bis 1.700 Euro.

Welche Faktoren beeinflussen außer dem Wirkungsgrad die Anlagenleistung?

Bei der Auswahl der Module sollten Sie neben dem Wirkungsgrad auch Standort, Dachneigung und -Ausrichtung, Verschattung sowie die zur Verfügung stehende Fläche mit in die Berechnung einfließen lassen. Ebenso wichtig für den realen Ertrag ist die Qualität der Module, die Auswahl der optimalen Wechselrichter sowie eine gute Hinterlüftung der Module.

Weiterlesen zum Thema "Stromcloud für Photovoltaik"

Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik

Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage

Ist eine Solaranlage bei Nachtstromspeicherheizung möglich und sinnvoll bei ca. 10.000 KWh Stromverbrauch?
Antwort eines Haus&Co Experten

Ja, das kann eine sinnvolle Kombination sein - besonders, wenn Sie bei der Elektroheizung bleiben wollen. Sie benötigen auf jeden Fall einen Solarstromspeicher - da Sie den Strom dann tagsüber erzeugen, wenn die Nachtspeicherheizung gerade nicht vorheizt. Generell ist der Eigenverbrauch - dank sinkender Einspeisevergütung - stark in den Fokus gerückt. Da Solarstromspeicher auch aktuell noch von der KfW gefördert werden, würde ich da auf jeden Fall einmal ein Angebot anfragen.

Sie können sich das hier einmal kalkulieren (da ich keine Angaben zur verfügbaren Dachfläche habe): https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/kosten

Erfahrungen mit der Stromcloud?

Ich plane den Bau einer PV Anlage und habe von der Stromcloud gehört. Daher meine Frage: Kann ich auch nur die Cloud buchen? Eine PV Anlage habe ich ja schon bzw. plane / kaufe ich gerade. Gibt es sonst Erfahrungen mit der Stromcloud?
Antwort von energie-konzept24 GbR

Die Firma Sonnen und Senec bieten die Cloud aktiv an.

Wenn Sie die Cloud nutzen möchten brauchen Sie den Speicher der jeweiligen Firma.

Von Sonnen würde ich generell abraten da die Firma darauf bedacht ist einen hohen Ajtienweet zu erreichen um beim
Börsengang ordentlich Kasse zu machen. Ich bezweifle nur ob das für die Kunden nachhaltig ist und ob die Garantiezeiten
eingehalten werden.

Wenn Sie sich unbedingt eine Cloud leisten möchten, nehmen Sie Senec.

Generell kann ich Ihnen nur raten genau zu rechnen!

Die Berechnungen die wir mit beiden Anbietern vollzogen haben waren negativ.

Ich habe bis jetzt keine Berechnung gesehen wo der Kunde einen Vorteil hatte.

Gerne erkläre ich Ihnen die List und Tücken, die Sie im normalen Angebot nur sehr schlecht erkennen.

Mein Rat - Batterrie etwas größer als Ihr Verbrauch und auf jedenfall größer als Ihre PV Anlage.

Beispiel : 5 KWp PV Anlage dann 8 oder 9 KW Speicher !

Erfahrungen mit Solarziegeln von autarq

Haben Sie Erfahrung mit Solarziegeln der Firma autarq / Berlin? Wir interessieren uns für Solarziegel und wüssten gerne mehr über Vor- / Nachteile und technische Umsetzung.
Antwort von ENPLA GmbH

Hallo,
Ja wir haben Erfahrung mit den Solarziegeln von Autarq.
Referenzen können Sie bei uns besichtigen. Für weitere Fragen und eine Berstung kontaktieren Sie uns einfach!

ENPLA GmbH, 88630 Pfullendorf.

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