Solarmodule mit dem höchsten Wirkungsgrad im Vergleich (2024)

Stefano Fonseca
Zuletzt aktualisiert: 17/07/2024
Kategorie: Solarzellen

Der Wirkungsgrad der Solarmodule ist wichtig für die Effizienz der PV-Anlage. In diesem Beitrag erläutern wir den Wirkungsgrad von Solarmodulen und stellen einen Vergleich der leistungsstärksten Solarpanels zusammen.

Das Wichtigste zuerst

Was ist der Wirkungsgrad?

Wirkungsgrad beschreibt, wie viel Prozent des Sonnenlichts in elektrische Energie umgewandelt wird.

Wirkungsgrad nach 20 Jahren

Der Wirkungsgrad von Photovoltaik nach 20 Jahren liegt bei ca. 90 %. Es ist ein Verlust von 0,2 bis 0,5% pro Jahr. 

Wie hoch ist der Wirkungsgrad?

Monokristalline Solarmodule erreichen den höchsten Wirkungsgrad von 18 bis 24%. Polykristalline Module kommen auf Wirkungsgrade von 15 bis 20%.

Neue Solarzellen mit 47,6%

Neue Solarzellen erreichen im Labor einen Wirkungsgrad von 47,6%. Allerdings sind sie bis jetzt nicht marktreif.

Was ist der Wirkungsgrad von PV-Modulen? 

Der Wirkungsgrad von PV-Modulen misst die Menge der in Strom umgewandelten Sonnenenergie. Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet mehr genutzte Sonnenenergie und einen höheren Energieertrag.

Wie ist der Wirkungsgrad verschiedener Solarzellen im Vergleich (Tabelle)? 

Der Wirkungsgrad von PV-Modulen liegt durchschnittlich bei 15 bis 24%. Monokristalline Solarmodule erreichen mit 18 bis 24% den höchsten Wirkungsgrad. Gefolgt von Polykristalline mit 15 bis 20%. Dünnschichtmodule erreichen geringere Wirkungsgrade von nur 7 bis 15%.

ZelltypWirkungsgrad
Monokristalline Solarzellen18 - 24 %
Polykristalline Solarzellen15 - 20 %
Amorphe Dünnschichtzellen10 - 15 %
Organische Dünnschichtzellen7 - 10 %
CIGS- / CIS-Zellen12 - 16 %

Monokristalline Solarmodule erreichen aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades einen Marktanteil von über 95%. Die höhere Effizienz sorgt dafür, dass sie weniger Platz beanspruchen und sich perfekt für Einfamilienhäuser in Deutschland eignen. 

Welche Solarmodule haben in 2024 den höchsten Wirkungsgrad? 

Wir haben über 70 Module getestet und die besten Solarmodule mit den höchsten Wirkungsgraden für Sie zusammengestellt. Die zehn leistungsstärksten Solarmodule davon sind alle monokristallin und erreichen Wirkungsgrade von rund 22 und 23%: 

PlatzHerstellerModellWirkungsgradModulart
1LuxorEco Line N-Type23,38 %Monokristallin
2SunPowerMAXEON 623 %Monokristallin
3Jinko SolarTiger Neo N-Type22,52 %Monokristallin
4AstronergyAstro N5 s mono22,3 %Monokristallin
5Canadian SolarTOPHiKu622,3 %Monokristallin
6RECREC Alpha Pure22,3 %Monokristallin
7SuntechUltra V Pro22,3 %Monokristallin
8SeraphimSIV N-TOPCON22,28 %Monokristallin
9LuxorEco Line22,05 %Monokristallin
10Meyer BurgerVG SERIES - HiE21,8 %Monokristallin

Bitte beachten Sie, dass die Auflistung nur eine Auswahl ist und es womöglich PV-Module mit einem noch höheren Wirkungsgrad geben kann, die wir nicht getestet haben. 

Luxor Eco Line N-Type

Luxor ist ein deutscher Solarhersteller aus Stuttgart. Mit ihrem neuen Solarmodul Eco Line N-Type HJT schaffen sie es auf Anhieb auf unser Podium. 

Das Solarmodul Eco Line N-Type erreicht mit 23,38% den höchsten Wirkungsgrad in unserer Übersicht. Aber auch in anderen Punkten schneidet es sehr gut ab, wie unser Test zeigt

Luxor Solarmodule Test Eco Line N-TYPE HJT GG

SunPower / Maxeon 6 AC

SunPower ist ein amerikanischer Hersteller von Solarmodulen und gehört zu den größten der Welt.

Das Maxeon 6 AC punktet mit einem hohen Wirkungsgrad von 23%. Wenn Sie mehr über das Solarpanel erfahren möchten, dann schauen Sie in unseren Test von SunPower rein.   

SunPower Test Maxeon 6 AC

Jinko Solar / Tiger Neo N-Type

Auf dem dritten Platz landet - mit einem Wirkungsgrad von 22,52% - das Tiger Neo N-Type des chinesischen Solar-Riesen Jinko Solar

Jinko Solarmodule Test Tiger Neo Mono 54R

Ist der Solarzellen-Wirkungsgrad entscheidend für die Leistung der PV-Anlage?

Der Wirkungsgrad von Solarzellen ist ein wichtiger Faktor, der die Leistung einer PV-Anlage erheblich beeinflusst. Neben ihm gibt es aber weitere Faktoren, die die Gesamtleistung einer PV-Anlage beeinflussen:

  • Ausrichtung und Winkel: Die Ausrichtung der Module zur Sonne und der Neigungswinkel spielen eine entscheidende Rolle. Optimal ausgerichtete Module maximieren die Sonnenexposition und somit die Energieerzeugung.
  • Verschattung: Teilweise oder vollständige Verschattung durch Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse mindern den Ertrag der Anlage erheblich. Dies können Sie durch sorgfältige Planung und den Einsatz von Leistungsoptimierern oder Mikrowechselrichtern minimieren.
  • Temperatur: Zu hohe Temperaturen reduzieren die Effizienz von Solarzellen. Ein Temperaturanstieg führt zu einem höheren Elektronenfluss im Halbleitermaterial, wodurch die Effizienz der Stromerzeugung sinkt. Deshalb sind kühle, sonnige Tage oft besser für die Stromproduktion als sehr heiße Tage.
  • Verschmutzung und Reinigung: Staub, Schmutz und andere Verunreinigungen auf der Moduloberfläche verringern die Lichtdurchlässigkeit und mindern somit die Leistung. Die regelmäßige Reinigung verringert den Leistungsverlust.
  • Alterung und Degradation: Solarzellen verlieren im Laufe der Zeit an Effizienz. Im Durchschnitt beträgt die Degradationsrate etwa 0,3% pro Jahr, sodass nach 20 Jahren noch etwa 90% der ursprünglichen Leistung erhalten bleiben.
  • Wechselrichterverluste: Die Umwandlung von Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) führt zu Verlusten. Effiziente Wechselrichter minimieren diese Verluste und verbessern die Gesamtleistung der Anlage.

Was ist ein guter Wirkungsgrad bei PV-Modulen? 

Der Wirkungsgrad eines PV-Moduls sollte mindestens 20% betragen. Dieser Wert dient als Standard in unserem Test und Vergleich von PV-Modulen. Ein hoher Wirkungsgrad von PV-Modulen ist entscheidend für die Maximierung der Energieerzeugung auf beschränkter Fläche.

Warum ist der Wirkungsgrad von Solarzellen so gering?

Der Wirkungsgrad von Solarzellen ist durch physikalische und technische Grenzen beschränkt. Die Shockley-Queisser-Grenze setzt den maximalen Wirkungsgrad bei etwa 33%, aber die besten monokristallinen Siliziumzellen erreichen nur ca. 24%. Grund ist, dass viel Energie als Wärme verloren geht. Spektrale Verluste, Rekombination und Materialverluste sowie Temperaturabhängigkeit verringern die Effizienz weiter. Hohe Temperaturen reduzieren die Effizienz typischerweise um 0,3 bis 0,5 % pro Grad Celsius über 25 °C. 

Wie wird der Wirkungsgrad von Solarmodulen ermittelt?

Der Wirkungsgrad einer Solarzelle wird unter Standard-Testbedingungen (STC) ermittelt. Sie umfassen eine Zelltemperatur von 25 °C, eine Einstrahlung von 1000 Watt pro Quadratmeter und eine Luftmasse (Air Mass) von 1,5. Diese Bedingungen ermöglichen einen einheitlichen Vergleich der Leistungsfähigkeit verschiedener Solarmodule.

Zusätzlich zu STC gibt es die Nominal Operating Cell Temperature (NOCT)-Bedingungen, die realistische Betriebsszenarien widerspiegeln. NOCT-Bedingungen berücksichtigen eine Zelltemperatur von 45 °C, eine Einstrahlung von 800 Watt pro Quadratmeter und eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit. Diese realistischeren Bedingungen helfen dabei, die tatsächliche Leistung der Solarmodule im täglichen Betrieb besser einzuschätzen.

Wie ist der Wirkungsgrad von PV-Modulen nach 20 Jahren?

Nach 20 Jahren haben PV-Module in der Regel noch etwa 80 bis 90% ihrer ursprünglichen Leistungsfähigkeit. Die Degradation kristalliner PV-Module liegt bei 0,1 bis 0,5% pro Jahr. Diese Abnahme wird durch verschiedene Faktoren verursacht:

  • Materialermüdung: Langzeitbelastung durch Umweltbedingungen führt zu mikroskopischen Schäden.
  • UV-Strahlung: Abbau von Schutzmaterialien durch kontinuierliche UV-Einwirkung.
  • Temperaturschwankungen: Wechsel zwischen Hitze und Kälte schwächt Verbindungen und Kontakte.
  • Feuchtigkeit und Korrosion: Eindringende Feuchtigkeit kann zu Korrosion an elektrischen Verbindungen führen.
  • Verschmutzung: Ablagerungen auf der Moduloberfläche reduzieren die Lichtdurchlässigkeit und Effizienz.
Meyer Burger Solarmodule Test Leistungsgarantie

Die meisten Hersteller bieten eine Leistungsgarantie an. Standesgemäß garantieren sie, dass Solarpanels nach 10 Jahren 90% ihrer ursprünglichen Leistung beibehalten. Nach 25 Jahren versprechen sie 80% der ursprünglichen Leistung. Sie können die Effekte der Degradation durch regelmäßige Wartung minimieren.

Neue Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad

Die Entwicklung leistungsstarker Solarzellen schreitet schnell voran. Moderne Technologien wie HJT-, PERC-, TOPCon- und Perowskit-Solarzellen erreichen Wirkungsgrade weit über 20%. Sie bieten enormes Potenzial für die Zukunft der Solarenergie. Neueste Entwicklungen haben sogar Wirkungsgrade von bis zu 41% erzielt.

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