Der Aufbau eines Solarmoduls ist recht einfach. Das Herzstück stellen die Solarzellen dar. Ein PV-Modul besteht aber auch aus weiteren Bauteilen. Welche Komponenten es sind und wie ein Solarpanel aufgebaut ist, erklären wir Ihnen in diesem Artikel.
Das Wichtigste zuerst
Aufbau von Solarmodulen
Solarmodule bestehen aus Solarzellen, Glas, Rahmen, Rückseite und Verkabelung.
Glas-Glas vs. Glas-Folie?
Glas-Glas-Module haben beidseitige Glasabdeckung, Glas-Folie nutzt Glas vorn und Folie hinten.
Solarzellen
Solarzellen in Solarmodulen wandeln Sonnenlicht in elektrischen Gleichstrom um.
Full Black Module
Full Black Module haben schwarze Zellen, Rahmen und Rückseite für eine ästhetisch einheitliche Optik.
Wie ist ein Solarmodul aufgebaut?
Zentral im Aufbau eines Solarmoduls sind die Solarzellen, welche das Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Die meisten Zellen sind auf beiden Seiten von einer Schicht aus Kunststoff- oder Gießharzfolie umgeben. Die der Sonne zugewandte Seite ist zum Schutz mit einer lichtdurchlässigen Glasplatte versehen. Unter den Solarzellen befindet sich eine witterungsbeständige Rückwand aus Kunststoff oder Glas. Für die Stabilität des Moduls sorgt ein Rahmen aus Aluminium oder Edelstahl.
Ein Solarmodul ist ein wesentlicher Bestandteil im Aufbau einer PV-Anlage.
Solarzellen
Die Solarzellen wandeln das Sonnenlicht in elektrische Leistung um. Sie bestehen aus einem Halbleitermaterial aus Silizium. Je nach Herstellungsverfahren entsteht eine Einkristallstruktur (monokristallin) oder eine Mehrkristallstruktur (polykristallin). Monokristalline Solarzellen haben einen höheren Wirkungsgrad, weil die Elektronen sich besser bewegen und somit mehr elektrische Leistung erzeugen.
Solarzellen können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Je nach Schaltungsart entstehen Halbzellen- oder Vollzellenmodule.
Aufbau von Halbzellen- und Vollzellen-Solarmodulen
Das klassische Vollzellenmodul besteht aus ganzen in Reihe geschalteten Zellen. Bei einem Drittel der Zellen ist eine Bypass-Diode über die Reihenschaltung geschaltet, um die Leistung bei teilweiser Abschattung zu erhalten.
Halbzellenmodule bestehen aus eingefügten "halbierten Zellen". In der oberen linken Ecke des Moduls befindet sich ein String (auch Strang genannt), der sich aus 20 Halbzellen zusammensetzt. Jede Halbzelle erreicht bei vollem Sonnenschein einen Strom von 5 Ampere. Der untere Strang ist gleich aufgebaut. Die beiden Strings des Moduls sind parallel geschaltet, sodass sich in der Mitte ein Gesamtstrom von 10 Ampere ergibt. Diese Schaltung führt zu einer besseren Leistungen bei Teilverschattungen.
Einbettungsfolie
Die Einbettungsfolie besteht aus einer transparente Kunststoffschicht. Diese wird entweder aus Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyolefin (PO) hergestellt. Ihre Funktion besteht in der elektrischen Isolierung der Solarzellen. Sie verleiht außerdem dem Modul ein bestimmtes optisches Erscheinungsbild.
Glasscheibe
Die Glasscheibe besteht aus sogenanntem Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG). Sie wird entweder auf der zur Sonne gewandten Seite oder auf Vorder- und Rückseite - wie bei Glas-Glas-Modulen - platziert. Das Glas schütz die Solarzellen vor Witterung und Verschmutzung.
Rückseitenfolie
Auf der Rückseite wird eine ähnliche Folie wie die Einbettungsfolie zum Verkleben der Rückseitenverkapselung genutzt. Sie sorgt für eine gasdichte und witterungsbeständige Abdichtung. Zudem beeinflusst die Folie das Aussehen des Solarpanels. Zum Beispiel verwenden Full Black Module eine schwarze Rückseitenfolie.
Schwarze Full-Black-Module auf einem Dach
Rahmen
Der Rahmen schützt die Glasscheibe während des Transports, der Handhabung und der Montage. Er schützt zudem vor Windlasten und mechanischen Einflüssen. Der Rahmen dient auch zur Befestigung und Aussteifung des Verbundes. Glas-Glas-Module sind rahmenlos und werden mit speziellen Klemmen direkt auf einer Unterkonstruktion befestigt.
Anschlussdose
Die Anschlussdose verfügt über eine Freilaufdiode oder Bypass-Diode. Außerdem verfügt sie über eine Anschlussklemme, die häufig mit Anschlusskabeln und Steckern ausgestattet ist. Die verwendeten Stecker sind meist MC4-Stecker. Die Kabel haben einen Durchmesser zwischen 4 und 6 mm².
Wie funktioniert ein Solarmodul?
Die Funktionsweise eines Solarmoduls ist einfach erklärt. Die Sonnenstrahlung trifft in Form von Photonen auf die Solarzelle. Die Photonen lösen Elektronen aus den Atomen. Werden Leiter an die positive und negative Seite der Zelle angeschlossen, entsteht ein Stromkreis. Die durch den Stromkreis fließenden Elektronen erzeugen Strom.
Welche Größe haben Solarmodule?
Die Größe von Solarmodulen ist unterschiedlich. Sie liegt zwischen 1.720 x 900 mm und 2.172 x 1.303 mm. Die genauen Maße hängen von der Leistung und dem Hersteller eines Solarmoduls ab. Größere Module haben eine höhere Leistung.
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