Wie funktionieren Solarmodule? (2023)

Die meisten Hausbesitzer beginnen ihre Suche nach Solarmodulen mit der Suche nach den besten Solarunternehmen oder der besten Ausrüstung. Es ist jedoch ebenso wichtig zu wissen, wie Solarmodule funktionieren, damit Sie die kleinen Details des Prozesses verstehen können. Wir vom Guides Home Team haben diesen Leitfaden erstellt, um Ihnen ein besseres Verständnis für das System zu vermitteln, in das Sie investieren möchten.

Ein Solarpanel oder Photovoltaikmodul (PV) wandelt die Energie der Sonne in Strom um. Sie bestehen meist aus Glas, Drähten und Silikon und werden auf Ihrem Dach oder auf dem Boden montiert. Solaranlagen erfordern eine große Anzahl von Modulen, um Ihr Zuhause ausreichend mit Strom zu versorgen. Die Konfiguration von Solarmodulen, auch Solar-Array genannt, hängt vom Energiebedarf Ihres Hauses und der verfügbaren Dachfläche ab.

Sonnenkollektoren funktionieren am besten an wolkenlosen Tagen mit viel Sonnenschein. Die Leistung kann durch Schatten auf den Panels, bewölkte Tage oder Nächte beeinträchtigt werden. Die Panels funktionieren noch, ihre Fähigkeit, das Sonnenlicht einzufangen, ist jedoch eingeschränkt.

Der Photovoltaikeffekt ist entscheidend für die Energieerzeugung durch Solartechnik. Dieser Prozess beginnt, wenn Sonnenlichtteilchen, sogenannte Photonen, Elektronen von den Atomen wegschlagen. Sobald diese Elektronen in Bewegung gesetzt werden, entsteht Strom. Sonnenkollektoren fangen diese elektrischen Ladungen ein und wandeln sie in Strom um, um Ihr Zuhause mit Strom zu versorgen.

Jedes Panel enthält mehrere miteinander verbundene Photovoltaikzellen (PV-Zellen), die das Sonnenlicht einfangen sollen. Diese PV-Zellen sind klein, etwa 15 cm lang und 15 cm breit. Ein Solarpanel enthält zwischen 32 und 48 PV-Zellen, variiert jedoch je nach Panelgröße und beabsichtigter Leistung. Jede Zelle verwendet nichtmetallisches Halbleitermaterial, um Sonnenlicht zu absorbieren. Herkömmliche Photovoltaik-Solarmodule verwenden Silizium, eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde.

Allerdings ist Silizium allein kein guter Leiter. Solarhersteller nutzen einen Prozess namens „Dotierung“, um die Leitfähigkeit zu erhöhen. Dabei werden Verunreinigungen hinzugefügt, die Bindungen zum Silizium eingehen und so die elektrische Ladung verbessern. Bor wird hinzugefügt, um eine positive Ladung zu erzeugen, während Phosphor eine negative Ladung erzeugt. Dabei werden zwei Siliziumschichten übereinander gelegt, die jeweils mit einem dieser Elemente behandelt sind. Wenn sie zusammengebracht werden, erzeugen sie ein elektrisches Feld. An den Seiten der Silizium-Solarzellen sind Metallplatten angebracht, die dabei helfen, das Elektron durch die Verkabelung in Ihr Zuhause zu transportieren.

Die meisten Solarpanelsysteme verwenden kristalline Siliziummodule, die zu den besten Solarmodulen für Wohnanlagen gehören. PV-Module sind in zwei Optionen erhältlich: monokristallin und polykristallin. Dünnschicht-Solarmodule sind eine günstigere Alternative zu herkömmlichen Modulen und verwenden dünne Schichten aus PV-Materialien. Ihr Herstellungsprozess und ihre Zusammensetzung unterscheiden sich von herkömmlichen Paneelen.

Monokristalline (Mono-)Panele verwenden eine reine Form von einkristallinem Silizium. Dieser Prozess ist teurer und zeitaufwändiger, führt jedoch zu einer höheren Stromproduktion. Polykristalline Panels werden aus mehreren Siliziumfragmenten hergestellt, was die Herstellung kostengünstiger macht. Allerdings führen diese Fragmente zu Unvollkommenheiten, die die Effizienz der Paneele verringern. Dünnschichtmodule sind am kostengünstigsten in der Herstellung, da sie dünne PV-Materialien anstelle von Silizium verwenden, haben aber die geringste Energieproduktion.

Der Wirkungsgrad misst, wie viel Sonnenlicht ein Panel absorbieren und in Strom umwandeln kann. Beispielsweise können Solarmodule mit einem Wirkungsgrad von 16 % 16 % der Sonnenstrahlen absorbieren und in Energie umwandeln. Nach Angaben des National Renewable Energy Laboratory (NREL) haben die meisten Solarmodule einen Wirkungsgrad zwischen 16 % und 22 %, mit einem Durchschnitt von 19,2 %.

Das in Monopaneelen verwendete reine Silizium weist keine Oberflächenfehler auf, daher weisen diese Paneele die höchsten Effizienzwerte auf, typischerweise zwischen 17 % und 23 %. Poly-Panels haben eine niedrigere Bewertung zwischen 13 % und 16 %. Dünnschichtmodule weisen mit Werten zwischen 7 % und 11 % die niedrigsten Wirkungsgrade auf.

Sonnenkollektoren sind erst der Anfang des Stromerzeugungsprozesses. Neben den Modulen tragen mehrere andere Solarkomponenten dazu bei, Ihr Zuhause mit Strom zu versorgen. Nachfolgend finden Sie eine schrittweise Aufschlüsselung der Funktionsweise von Solarenergiesystemen.

Die Produktivität Ihrer Solaranlage beginnt bei den Modulen. Durch die Auswahl der richtigen Paneele, Komponenten und Zubehörteile können Sie Ihr Einsparpotenzial maximieren. Zu wissen, wie Solarmodule funktionieren, verbessert nicht nur Ihr Wissen als Verbraucher, sondern sorgt auch dafür, dass Sie im Kaufprozess besser informiert sind. Um sicherzustellen, dass Sie die besten verfügbaren Solarmodule erhalten, vergleichen Sie in Ihrer Recherche mindestens drei Solarunternehmen. Nutzen Sie unser untenstehendes Tool, um mit dem Kauf von Solarenergie zu beginnen.

Zu den Vorteilen von Solarmodulen gehören der uneingeschränkte Zugang zu sauberer, erneuerbarer Energie, niedrigere Stromrechnungen und ein geringerer Verbrauch fossiler Brennstoffe. Auch Solaranlagen steigern den Wert Ihrer Immobilie und können Ihr Haus für zukünftige Käufer attraktiver machen.

Ja, es ist möglich, Ihr Zuhause zu 100 % mit Solarenergie zu betreiben. Sie müssen eine Solaranlage bauen, die groß genug ist, um Ihr Haus zu versorgen, und Solarbatterien hinzufügen, wenn die Module nicht verwendet werden. Mit hocheffizienten Modulen und leistungsstarken Solarbatterien können Sie Ihr Zuhause ausschließlich mit Solarenergie versorgen.

Ja, Solarmodule funktionieren auch bei eisigen Temperaturen im Winter weiter. Sonnenkollektoren absorbieren Energie aus Sonnenlicht, keine Wärme. Kalte Temperaturen sind eigentlich ideal für Solarmodule. Solange sie Sonnenlicht erhalten, erzeugen sie weiterhin Strom.

Im Durchschnitt benötigen Sie 20 bis 24 Solarmodule, um Ihr Haus effektiv zu betreiben. Die Gesamtzahl der Module hängt von Faktoren wie dem von Ihnen ausgewählten Modultyp, Ihrem Standort und Ihrem Energiebedarf ab.

Tamara Jude ist ein Autor, der sich auf Inhalte zu Solarenergie und Heimwerkerarbeiten spezialisiert hat. Sie hat einen Hintergrund im Journalismus und eine Begeisterung für die Forschung, mit mehr als sechs Jahren Erfahrung in der Produktion und dem Schreiben von Inhalten. In ihrer Freizeit reist sie gerne, besucht Konzerte und spielt Videospiele.

Angela Bunt ist ein versierter Redakteur mit mehr als einem Jahrzehnt Erfahrung im Schreiben, Produzieren und Bearbeiten von Inhalten. Sie verfügt über umfassende Kenntnisse in den Bereichen Heim, Reisen, Musik und Gesundheit und ist stolze Hausbesitzerin in New Hampshire. In ihrer Freizeit genießt Angela Live-Musik, schaut sich die „Real Housewives“ an und verbringt Zeit mit ihrem Hund Jim.