Sonnenkollektoren

Eine Solarzelle ist im Wesentlichen ein lichtempfindlicher Halbleiter, der dank seiner Eigenschaften in der Lage ist, elektrische Energie zu erzeugen, wenn er Licht ausgesetzt wird. Wenn Lichtteilchen, Photonen genannt, auf die Oberfläche einer Solarzelle treffen, haben sie die Chance, ein Elektron anzuregen, das sich dann innerhalb der Zellstruktur bewegt. Die Bewegung der Elektronen, die negativ geladene Teilchen sind, verursacht eine Potentialdifferenz, die wir als Spannung kennen. Der Effekt der Erzeugung eines elektrischen Potenzials unter Lichteinwirkung wird als photovoltaischer Effekt bezeichnet und wurde 1839 von einem Franzosen namens Edmond Becquerel entdeckt. Solarmodule bestehen aus Solarzellen, die in Reihe und parallel geschaltet sind. Es gibt zwei Hauptfamilien von Photovoltaikmodulen:

1. Sonnenkollektoren, die Silizium enthalten
   
2. Siliziumfreie Sonnenkollektoren

Fotos unten von einem monokristallinen Solarmodul (links) und einem polykristallinen Modul (rechts) –

 

Innerhalb der Familie der siliziumhaltigen Sonnenkollektoren lassen sich je nach Herstellungstechnologie drei Haupttypen unterscheiden:

Polykristalline Solarmodule: Diese Photovoltaikmodule sind etwas billiger als monokristalline Module, haben aber einen geringeren Oberflächenwirkungsgrad (was bedeutet, dass mehr Module installiert werden müssen, um die gleiche Energie zu erzeugen), im Allgemeinen weniger als 16%. Der Hauptvorteil dieser Sonnenkollektoren besteht darin, dass sie relativ niedrige Temperaturkoeffizienten haben, die definieren, wie die Sonnenleistung mit steigender Temperatur abnimmt. Diese Art von Panel eignet sich daher gut für heiße Regionen mit viel Sonnenschein.
Monokristalline Solarmodule: Diese Photovoltaikmodule sind etwas teurer als polykristalline Module, haben aber einen höheren Oberflächenwirkungsgrad, der über 20 % hinausgehen kann (es ist eine geringere Anzahl von Modulen erforderlich, um die gleiche Leistung zu erzielen). Diese Solarmodule haben höhere Temperaturkoeffizienten als polykristalline und werden daher in kühleren Regionen bevorzugt, in denen weniger Sonnenlicht vorhanden ist und wo ein höherer Zellwirkungsgrad erforderlich ist.
Amorphe Solarpaneele: Diese Paneele sind hauptsächlich für großflächige Anlagen bestimmt, da sie einen sehr geringen Oberflächenwirkungsgrad haben, der 10% nicht übersteigt. Die Preise für polykristalline und monokristalline Solarpaneele sind seit 2010 stark gefallen, so dass sie für die breite Öffentlichkeit zugänglich sind, so dass amorphe Solarpaneele derzeit einen winzigen Teil des Marktes ausmachen. Der Hauptvorteil dieser Solarmodule besteht darin, dass sie bei diffusem Sonnenlicht an bewölkten Tagen bessere Leistungen erbringen als kristalline Module.
Innerhalb der Familie der Solarpaneele, die kein Silizium enthalten, gibt es mehrere verschiedene Arten von Modulen, je nachdem, welches Halbleitermaterial anstelle von Silizium verwendet wird:
CdTe-Solarmodule: die aus Cadmiumtellurid hergestellt werden.
CIGS-Solarpaneele: die aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen hergestellt werden.
CIS-Solarpaneele: hergestellt aus Kupfer, Indium und Selen.
Organische DSC: das bedeutet farbstoffsensibilisierte Solarzelle.
Diese Technologien gehören zusammen mit den Paneelen aus amorphem Silizium zu einer Klasse von Dünnschicht-Solarpaneelen und werden durch verschiedene Verfahren zur Abscheidung eines Halbleitermaterials auf ein Substrat (in der Regel Glas) hergestellt. Die Dünnschicht-Technologie hat vor allem mehrere Vorteile:
das Substrat kann flexibel sein, was zu flexiblen Solarzellen führt,
sie können unter Verwendung gängiger Materialien hergestellt werden, was die Herstellungskosten senken kann.
Die wichtigsten Nachteile sind die folgenden:
Niedriger Oberflächenwirkungsgrad, in der Regel weniger als 12 %, so dass die für die Installation erforderliche Fläche größer ist als bei kristallinen Modulen.
Nur Wechselrichter mit integrierten Transformatoren sind mit diesen Solarmodulen kompatibel (teurere Wechselrichter mit niedrigerem Wirkungsgrad).

Nachfolgend finden Sie eine Tabelle, in der die Vor- und Nachteile der einzelnen Typen von Solarpaneelen zusammengefasst sind. Diese Tabelle ist als Anhaltspunkt zu verstehen, da derzeit fast der gesamte Markt auf mono- und polykristalline Module umgestellt wurde. Es gibt keinen wirklichen Preisunterschied mehr zwischen kristallinen Paneelen und anderen Arten von Paneelen).

	Preis	Effizienz	Verfügbarkeit	Temperatur-Koeffizient	Leistung : diffuses Licht
Polykristallin	ooo	oo	ooo	oo	o
Monokristallin	oo	ooo	ooo	o	o
Amorphisch	ooo	o	o	ooo	oo
Andere dünne Filme	ooo	o	o	ooo	ooo

 

IMEON-Hybrid-Wechselrichter sind transformatorlose Wechselrichter und daher mit monokristallinen und polykristallinen Solarmodulen kompatibel.