Solarmodule: Vergleich gängiger Arten, Größen & Kosten

Ein Solarmodul, auch als Photovoltaikmodul bekannt, ist das zentrale Bauteil einer PV-Anlage. Es besteht aus mehreren, in Serie oder parallel geschalteten Solarzellen (meist 36 oder 72, bzw. 60 oder 120 Stück). Diese wandeln das Sonnenlicht in Strom um. Häufig wird im Zusammenhang mit Photovoltaik-Anlagen auch vom Solarpanel gesprochen. Letztlich sind Solarpanels jedoch auch eine andere Bezeichnung für Solarmodule bzw. Photovoltaikmodule.

Ganz anders ist das beim ebenfalls häufig in Verbindung mit Solaranlagen erwähnten Solarkollektor. Er ist Bestandteil einer Solarthermie-Anlage, die aber keinen Strom produziert. Sie erzeugt stattdessen mithilfe der Sonnenenergie Warmwasser und / oder unterstützt die Heizung. Es handelt sich also um eine andere Technologie, die ebenfalls die Sonne als Energiequelle nutzt, aber Wärme statt Strom erzeugt.

Aus physikalischer Sicht basiert die Photovoltaik-Technologie auf dem sogenannten Photoeffekt. Bei diesem Vorgang wird im Inneren der Solarzellen elektrische Energie erzeugt und somit das Licht der Sonne in Gleichstrom umgewandelt.

Bei der Bestrahlung (Sonnenlicht) der Solaranlage treffen Photonen, auch als Lichtteilchen bekannt, auf die Oberfläche des Metalls der Solarzelle. Dabei handelt es sich um einen Halbleiter. Die Photonen regen die dort überschüssigen Elektronen an. Diese wandern dann von einer negativ geladenen Silizium-Phosphor-Schicht durch eine Trennschicht (p-n-Übergang) in eine positiv geladene Silizium-Bor-Schicht. Dabei entsteht ein Stromfluss, der in Form von Gleichstrom zur Verfügung steht. Mithilfe eines Wechselrichters kann dieser zu Wechselstrom umgewandelt werden und ist dadurch für den Haushalt nutzbar.

Solarmodule enthalten – wie weiter oben schon beschrieben – parallel oder in Reihe geschalteten Solarzellen. Diese wiederum bestehen aus einer negativ und einer positiv geladenen Siliziumschicht in Verbindung mit dem Element Bor (Elektronenmangel) oder dem Element Phosphor (Elektronenüberschuss). Beide Siliziumschichten verfügen zudem über eine Metallelektrode zur Stromführung. Die beiden Siliziumschichten trennt eine Schicht Bor, die bereits ein Elektron aufgenommen hat – der sogenannte p-n-Übergang.

Die Schichten auf der sonnenzugewandten Seite sind in den meisten Fällen mit einer Antireflexionsschicht überzogen, die dafür sorgt, dass das Licht weniger reflektiert und somit mehr elektrische Energie entstehen kann. Diese Antireflexionsschicht ist auch der Grund, warum Solarmodule häufig blau sind. Darüber hinaus sind die äußeren Schichten mit einer Glasscheibe aus Einscheiben-Sicherheitsglas abgedeckt und die Solarzellen in eine transparente Kunststoffschicht eingelassen.

Durch Lötbändchen oder Kupferdrähte sind die Solarzellen miteinander verbunden. Die Rückseite des Moduls ist ebenfalls durch eine Kunststofffolie geschützt. Ergänzt wird diese ggf. durch eine weitere Kunststoff- oder Glasschicht, die dem Schutz vor Witterung dient. Dazu kommen Freilaufdioden sowie ggf. ein Aluminium-Profilrahmen zum Schutz des Solarpanels.

Es gibt verschiedene Arten von Solarmodulen. Grundsätzlich kann man zwischen drei Varianten von Solarpanels unterscheiden: Monokristalline Solarzellen, polykristalline Solarzellen und Dünnschichtmodule.

Bei monokristallinen Modulen handelt es sich um die leistungsstärksten Solarpanels am Markt. Sie bestehen aus reinen Siliziumkristallen. Deren Herstellung ist allerdings sehr aufwendig. Daher sind monokristalline Solarmodule auch am teuersten in der Anschaffung. Sie kosten ca. 200 bis 350 Euro pro Modul und eignen sich besonders für Gebäude, die über wenig nutzbare Dachfläche verfügen, auf der sich Solarmodule montieren lassen.

Polykristalline Solarpanels sind nicht ganz so leistungsfähig wie monokristalline. In der Praxis bedeutet dies, dass man mehr Dachfläche benötigt, um mit polykristallinen Solarmodulen die gleiche Menge PV-Strom zu erzeugen. Sie haben aber auch einen Vorteil: Sie sind deutlich preiswerter in der Herstellung und somit auch in der Anschaffung. Polykristalline Solarpanels kosten ca. 150 bis 250 Euro pro Modul.

Dünnschichtmodule heißen so, weil sie auf das Trägermaterial aufgedampft werden. Dabei ist die Schicht mit den Solarzellen nur 1 bis 5 Mikrometer (1.000 Mikrometer = 1 Millimeter) dick – deutlich dünner also, als monokristalline oder polykristalline Solarmodule. Diese sind in der Regel zwischen 0,18 und 0,2 Millimeter dick.

Das macht sich auch beim Gewicht bemerkbar. Nachteilig ist allerdings der geringere Wirkungsgrad. Man benötigt ca. doppelt so viel Dachfläche für den gleichen Ertrag wie bei monokristallinen Modulen. Außerdem sind Dünnschichtmodule schwieriger zu montieren. Sie kosten ca. 120 bis 220 Euro pro Stück.

Solarmodule gibt es in verschiedenen Größen. Die Breite beträgt normalerweise immer 1m, die Länge variiert zwischen 1,67m und 2m. Daneben existieren noch seltene Modulzwischengrößen mit 1,33 m bis 1,48m Höhe. Im privaten Bereich haben sich aber in den letzten Jahren die 60-zelligen Module durchgesetzt. Diese haben in der Regel Maße von 1m x 1,67m und wiegen circa 20 kg. Auch 72-zellige Solarmodule mit einer Regelgröße von 1m x 1,96m trifft man auf Einfamilienhäusern ab und zu an.

Die Größe eines Solarmoduls allein ist aber nicht ausschlaggebend dafür, wie viele Module Sie letztendlich brauchen. Wichtiger ist die Leistung, bzw. der Wirkungsgrad eines Solarmoduls. Ein typisches 60-zelliges Standard-Solarmodul allein erzeugt etwa 300 Kilowattstunden Strom im Jahr. Bei einem durchschnittlichen Stromverbrauch einer vierköpfigen Familie von 4.500 kWh pro Jahr bräuchten Sie dementsprechend 15 bis 25 Module und ca. 50m² Dachfläche, um eine PV-Anlage wirtschaftlich zu betreiben.

Entscheidend für die benötigte Anzahl von Solarmodulen ist der Wirkungsgrad der Zellen. Er sagt aus, wie viel Energie die Solarzelle in Strom umwandeln kann. Verschiedene Arten von Photovoltaikmodulen bieten unterschiedlich hohe Wirkungsgrade. Den höchsten Wirkungsgrad erzielen monokristalline Module. Je höher der Wirkungsgrad der Solarmodule, desto weniger Module benötigen Sie.

Wie bereits erwähnt, produzieren Standardmodule (300 – 400 Watt) üblicherweise etwa zwischen 300 und 400 Kilowattstunden Strom im Jahr. Die Leistung variiert selbstverständlich über das Jahr. In den Sommermonaten erzeugen die Module am Tag die meiste elektrische Energie, während in den Monaten November, Dezember und Januar im Schnitt am wenigsten Sonne scheint. Darüber hinaus spielt auch der Einfallswinkel des Sonnenlichts eine Rolle, da sich dieser im Laufe des Jahres ändert.

Je nachdem, wie hoch Ihr durchschnittlicher Stromverbrauch ist, können Sie grob rechnen, wie viele Solarpanels Sie brauchen. Für ein Einfamilienhaus mit 140 m² Wohnfläche werden für gewöhnlich zwischen 15 und 30 Solarmodule zu einer Photovoltaik-Anlage verbunden.

Natürlich gibt es auch Hochleistungsmodule mit mehr als 400 Watt Leistung, diese sind aber im privaten Bereich eher unüblich. Allerdings setzen sich Module mit PERC-Technologie sowohl im privaten als auch im gewerblichen Bereich immer mehr durch. Diese steigern den Wirkungsgrad eines Solarmoduls um bis zu 1 Prozent, indem sie Teile des Lichts, die bis zur Rückseite der Zelle gelangt sind ohne Strom erzeugt zu haben, wieder zurück in die Zelle reflektieren. Das klingt vielleicht im ersten Moment wenig, wenn Sie aber nur eine sehr kleine Dachfläche zur Verfügung haben, machen 1 Prozent mehr sich am Ende durchaus im Solarertrag bemerkbar.

Hersteller von Solarmodulen gibt es viele und für Verbraucher:innen sind die Modelle kaum zu unterscheiden. Wir haben hier einmal die gängigsten Hersteller von Solarmodulen in alphabetischer Reihenfolge für Sie zusammengestellt. Mit einigen dieser Hersteller arbeiten auch wir für die Anlagen unserer Kund:innen zusammen.

• Aleo Solar
• Axitec
• Ben-Q
• Canadian Solar
• Heckert Solar
• Hyundai
• Jinko Solar
• LG Solarmodule
• Luxor
• Panasonic
• Sunpower
• Solarwatt
• Solarworld

Die meisten Hersteller gewähren 25 Jahre Leistungsgarantie. Inzwischen gibt es aber auch vereinzelt Hersteller, die Leistungsgarantien von 30 oder 35 Jahren für ihre Module anbieten. Die meisten Solarmodule werden im asiatischen Raum angefertigt, einzelne Anbieter produzieren aber auch in Deutschland sowie den USA.