Transparente Solarmodule: Wirkungsgrad, Kosten, Vor- und Nachteile

Mit transparenten Solarmodulen sind meist halb lichtdurchlässige (semi-transparente) Solarmodule gemeint. Die Solarzellen selbst sind nicht lichtdurchlässig, jedoch das Trägermaterial. Der Wirkungsgrad von transparenten PV-Modulen liegt je nach Zellenart zwischen 7 und 20% und ist dabei niedriger als bei normalen Modulen. Die Kosten sind zudem höher. 

In diesem Artikel erfahren Sie: 

• Wie ist der Aufbau von durchsichtigen Solarmodulen?
• Welche Solarzellen für transparente Solarmodule?
• Was ist die Leistung und Wirkungsgrad von durchsichtigen PV-Modulen?
• Was kosten transparente Solarmodule?
• Was sind die Einsatzgebiete von transparenten Solarmodulen?
• Welche Hersteller gibt es von lichtdurchlässigen PV-Modulen?
• Was sind die Vor- und Nachteile von durchsichtigen Solarzellen?

Aufbau von durchsichtigen Solarmodulen

Durchsichtige Solarmodule bestehen aus den Solarzellen, einer äußeren Schutzschicht und der Einbettung. Die transparente äußere Schutzschicht der Module ist meistens ein durchsichtiges Glas ohne Färbung oder Mattierung. Sie können zwischen Sicherheitsglas, Wärmeschutzglas oder normalem Hartglas wählen, auf den Transparenzeffekt hat das keine Auswirkungen.

Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von EVA, PVB oder Tedlar anstelle von Glas. Wenn transparentes Tedlar verwendet wird, werden die Solarzellen eingebettet, bei EVA oder PVB werden sie einlaminiert. Eine Kombination aus beiden Typen ist möglich, um Vorder- und Rückseite unterschiedlich zu gestalten.

PVB (Polyvinylbutyral) wird als eine elastische, reißfeste Polymerfolie benutzt, die auch Bestandteil im kommerziellen Verbundsicherheitsglas ist. PVB besitzt ein thermoplastisches (temperaturabhängiges) und viskoelastisches (zeitabhängiges) Materialverhalten.

EVA (Ethylen-Vinylacetat) kommt im Glasbau als sogenannter Schmelzklebstoff zur Anwendung. Er hat eine hohe Kohäsion (Festigkeit und Elastizität) und auch deutlich höhere Adhäsionsgrade (Haftkräfte an den Kontaktflächen) als PVB.

Welche Solarzellen für transparente Solarmodule?

In Semitransparenten Solarmodulen können unterschiedliche Arten von Solarzellen eingebaut werden, die Wahl beeinflusst das Erscheinungsbild ein wenig, jedoch nicht die Transparenz. So können Dickschicht-Solarzellen (polykristalline und monokristalline Solarzellen), Dünnschicht-Solarzellen und organische Solarzellen verwendet werden.

Polykristalline und Monokristalline Solarzellen

Polykristalline Solarzellen haben einen mittelblauen Schein und Monokristalline Zellen sind dunkelblau bis schwarz. Beide Typen sorgen bei einer semitransparenten Verwendung für ein interessantes Lichtspiel. Außerdem haben diese Solarzellen im Vergleich den höchsten Wirkungsgrad, wobei monokristalline Solarzellen vor den polykristallinen liegen. 

Transparente Dünnschicht-Solarmodule

Mit Dünnschicht-Solarmodulen erreichen Sie einen sehr hohen Transparenzgrad. Das Glas wird farblich an die verwendeten Solarzellen angepasst und es entsteht eine getönte Volltransparenz. Die Dünnschicht-Module sind auch in gebogenen Ausführungen mit Transparenz erhältlich. Ihr Vorteil liegt in der hohen Effektivität bei schlechteren Lichtverhältnissen. Nachteilig sind der geringe Wirkungsgrad.

Transparente Solarmodule mit organischen Solarzellen

Mit organischen Solarzellen ist es möglich, völlig lichtdurchlässige und farblose Solarmodule zu erstellen. Der Wirkungsgrad liegt jedoch bei sehr geringen 7 bis 8%, was deutlich schlechter ist als bei den anderen Semitransparenten Modulen.

Leistung und Wirkungsgrad von durchsichtigen PV-Modulen

Der Wirkungsgrad von durchsichtigen PV-Modulen ist etwa 1 bis 2% niedriger als bei normalen Solarmodulen. Bei einer Transparenz von 10% werden beispielsweise Wirkungsgrade von bis zu 14% erzielt. Die Leistung hängt dabei stark von der Art der Solarzellen, den Lichtverhältnissen und dem Grad der Transparenz ab. Je höher diese ist, desto geringer ist der Wirkungsgrad.

Im Durchschnitt erreichen durchsichtige monokristalline Dickschicht-Solarzellen mit 15 bis 20% die beste Leistung. Transparente polykristalline Dickschichtzellen sind an zweiter Stelle und haben einen Wirkungsgrad von 12 bis 16%. Die durchsichtigen Dünnschicht-Solarmodule haben Wirkungsgrade von 10 bis 30% und die organischen Solarzellen liegen bei 7 bis 8%.

Kosten von lichtdurchsichtigen Solarmodulen

Transparente Solarmodule kosten deutlich mehr als nicht lichtdurchlässige Solarzellen. Es gibt mittlerweile Standardausführungen semitransparenter Module die günstiger sind, jedoch eignen diese sich kaum für individuellen Designwünsche. Meistens müssen Sonderanfertigungen hergestellt werden, was den Preis erheblich steigert. Die Art der verbauten Solarzellen spielt ebenfalls eine Rolle.

Einsatzgebiete von transparenten Solarmodulen

• Überdachungen und Vordächer
• Wintergärten
• Gewächshäuser
• Verschattungslamellen und Sonnenschutzinstallationen
• Dachfenster und Oberlichter
• Balkon-, Veranda- und Terrassenverglasung
• Fassadenelemente
• Fensterelemente und Solarfensterläden

Hersteller von lichtdurchlässigen PV-Modulen

• Bisol (Standardgrößen)
• Ertex-Solar
• PVP-Greenhouse (Gewächshäuser)
• Scheuten
• Schott
• Solarwatt 
• Sunovation (Überdachung und Solarfassade)
• Sunways (Nur Zellen)
• Voltarlux
• Würth

Vor- und Nachteile von durchsichtigen Solarzellen

Die Vorteile von durchsichtigen Solarzellen sind ihre vielseitige Verwendbarkeit und die Möglichkeiten für ein ästhetisches und individuelles Design. Die durchsichtigen Module lassen sich zudem dank der Glasoberfläche schnell reinigen und sind generell kaum anfällig für Schmutz oder gegenüber Wettereinflüssen. Glas-Glas-Module übertreffen hier die Folien-Variante.

Nachteile sind die erheblich höheren Kosten in der Anschaffung, speziell bei Sonderanfertigungen, sowie die niedrigere Leistung.

Unabhängig von ihrer Form und Bauart sind alle Solarmodule nur dann wirksam, wenn sie richtig installiert wurden. Eine falsche Montage der PV-Module ist nämlich der häufigste Grund für Störungen und Ausfälle von Solaranlagen. 

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