1839 entdeckte Edmund Becquerel den photovoltaischen Effekt und legte damit den Grundstein für die Solartechnologie. Doch erst bedeutende Fortschritte, darunter die Entwicklung von Silizium-Solarzellen (dem wichtigsten Rohstoff für Solarmodule) in den 1950er Jahren, ebneten den Weg für die breite Anwendung moderner Solarenergie.
Seitdem sind die Kosten für die Solarstromerzeugung gesunken, während Photovoltaikmodule effizienter, leichter und optisch deutlich verbessert wurden. Dies hat zu einem sprunghaften Anstieg der Nachfrage nach Solarenergie geführt. Der globale Solarmarkt wird voraussichtlich zwischen 2021 und 2029 ein signifikantes Wachstum verzeichnen, mit einem prognostizierten Anstieg von rund 123 % bis 2029.
Dieser Artikel bietet eine detaillierte Erklärung der Komponenten, aus denen ein Solarpanel besteht.
Was ist ein Solar-Photovoltaikmodul und welche Komponenten gehören dazu?
Ein Solarmodul, auch Photovoltaikmodul (PV-Modul) genannt, ist ein Gerät, das Sonnenlicht in Elektrizität umwandelt und als Schlüsselkomponente eines Solarenergiesystems dient.
Solarpaneele wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom (DC) um. Dieser Gleichstrom wird dann an einen Wechselrichter weitergeleitet, der ihn in Wechselstrom (AC) umwandelt, der mit den meisten Haushaltsgeräten und dem Stromnetz kompatibel ist.
Ein Photovoltaikmodul besteht aus folgenden Teilen:
- Solarzellen
- Stromschienen
- Verkapselungsmittel
- Eine Rückseite
- Ein Rahmen
- Ein Glas
- Eine Verteilerdose
Solarzellen
Photovoltaikmodule sind die wichtigste Komponente einer Solarenergieanlage. Ebenso sind Solarzellen die wichtigsten Bestandteile des PV-Moduls. Sie sind dafür verantwortlich, Sonnenenergie einzufangen und in nutzbaren Strom umzuwandeln.
Ein Solarmodul besteht aus mehreren Solarzellen, typischerweise 66 oder 72, die über Leitungen miteinander verbunden sind. Solarzellen werden aus dünnen Siliziumscheiben hergestellt. Jede Zelle ist über dünne Leiterbahnen, sogenannte Stromschienen, mit den anderen verbunden.
Solarzellen sind der teuerste Bestandteil eines Solarmoduls. Die Qualität einer Solarzelle hängt vom verwendeten Material ab. Siliziumzellen sind im Allgemeinen teurer als Dünnschichtzellen. Obwohl Siliziumzellen mehr kosten, sind sie auch effizienter. Dies ist ein Hauptgrund dafür, dass sich die meisten Solarmodulhersteller auf Siliziummodule konzentrieren. Aktuell bestehen 90 % der auf dem Markt befindlichen Photovoltaikmodule aus Silizium.
Stromschienen
Stromschienen sind dünne, leitfähige Streifen, üblicherweise aus Kupfer oder Aluminium, die den von den einzelnen Solarzellen innerhalb des Moduls erzeugten Strom sammeln und verteilen. Sie sind auf der Oberfläche der Zellen angeordnet und verbinden diese zu einem Stromkreis. Die Anzahl der Stromschienen hängt vom Zelldesign und dem gewünschten Wirkungsgrad ab. Eine Erhöhung der Stromschienenanzahl reduziert zwar im Allgemeinen den elektrischen Widerstand und verbessert die Stromausbeute, kann aber auch die lichtempfindliche Oberfläche leicht verringern und dadurch die Gesamtstromerzeugung beeinträchtigen. Darüber hinaus werden neue Technologien wie Mehrschienenzellen und stromschienenfreie Designs erforscht, um den Wirkungsgrad weiter zu optimieren und andere Probleme zu lösen.
Glas
Solare Photovoltaikmodule benötigen Schutz vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Staub und Stößen, gleichzeitig muss aber gewährleistet sein, dass Sonnenlicht die Solarzellen erreicht. Hier kommt das Glas ins Spiel.
Die Module verwenden kein normales Glas; die Solarzellen werden durch gehärtetes Glas geschützt – dieses ist 2 mm dick und bis zu sechsmal stärker und haltbarer als normales Glas.
Das Glas ist außerdem mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen, um Reflexionen zu reduzieren und die Menge an Sonnenlicht zu erhöhen, die die Solarzellen erreicht.
Der Hauptzweck des Solarpanelglases besteht darin, so viel Sonnenlicht wie möglich in das Modul zu übertragen und gleichzeitig eine hohe Lichtdurchlässigkeit und geringe Reflexion zu gewährleisten.
Rückseite
Die Rückseitenfolie befindet sich auf der Rückseite des Moduls. Sie besteht typischerweise aus mehreren Schichten Polymermaterialien wie Polyvinylfluorid (PVF) oder Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE). Die Rückseitenfolie dient außerdem als elektrischer Isolator und hilft so, Stromschläge und Kurzschlüsse zu verhindern.
Die Hauptfunktion der Rückseitenfolie besteht darin, die Solarzellen und andere interne Komponenten des Moduls vor Feuchtigkeit, Staub und anderen Umwelteinflüssen zu schützen. Dies verlängert die Lebensdauer des Moduls und gewährleistet eine langfristig stabile Leistung.
Die Rückseitenfolie kann außerdem dazu beitragen, Licht zurück auf die Solarzellen zu reflektieren und dadurch die Effizienz des Moduls zu verbessern.
Verkapselungsmaterial (EVA)
Das Verkapselungsmaterial ist eine dünne Schicht aus Polymermaterial, die sowohl auf die Vorder- als auch auf die Rückseite der Solarzellen im Modul aufgetragen wird. Es erfüllt mehrere wichtige Funktionen:
- Schutz: Es schützt die Zellen vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Staub und anderen äußeren Einflüssen.
- Mechanische Unterstützung: Sie bietet den Zellen strukturelle Unterstützung, hält sie an ihrem Platz und verhindert physische Schäden oder Bewegungen.
- Elektrische Isolierung: Sie trägt zur elektrischen Isolierung der Zellen und anderer Komponenten innerhalb des Moduls bei.
- Lichtdurchlässigkeit: Es ist auf optimale Lichtdurchlässigkeit ausgelegt, sodass die Solarzellen das Licht vollständig absorbieren können, während gleichzeitig jegliche potenzielle Absorption oder Blockierung minimiert wird.
Rahmen
Der Rahmen eines Solarmoduls hält alle anderen Komponenten zusammen und verleiht dem Modul seine Struktur. Er besteht üblicherweise aus Aluminium oder Edelstahl und umschließt die Kanten des Moduls.
Der Rahmen bietet zudem eine praktische Montagefläche für das Modul und eine Möglichkeit zur Befestigung weiterer Komponenten.
Anschlussdose
Die Anschlussdose ist ein kleines Gehäuse auf der Rückseite des Moduls, das die elektrischen Verbindungen zwischen den Solarzellen und dem externen Stromkreis enthält. Sie besteht üblicherweise aus Kunststoff oder Metall und schützt die elektrischen Verbindungen vor Feuchtigkeit und Staub.
Die Anschlussdose verbindet das Modul mit dem Rest des Solarstromerzeugungssystems.
Abschluss
Von den Solarzellen und Stromschienen bis hin zur Anschlussdose und dem Rahmen spielt jede Komponente eine wichtige Rolle für die Gesamtleistung des Moduls.
Hochwertige Materialien sind für die Herstellung hochwertiger Solarmodule unerlässlich. Minderwertige Solarzellen oder Stromschienen können den Innenwiderstand eines Solarmoduls erhöhen, was zu Überhitzung und potenziellen Sicherheitsrisiken führen kann.
Minderwertige Verkapselungs-, Rückseiten- oder Rahmenmaterialien neigen zu Verschleiß, was zum Eindringen von Feuchtigkeit in das Modul und zur Beschädigung der Solarzellen führt. Defekte in der Anschlussdose oder den Steckverbindern können ebenfalls die Ausgangsleistung des Solarmoduls verringern.
Daher erfordert die Auswahl eines qualitativ hochwertigen Solarmoduls die genaue Prüfung jedes einzelnen Bauteils.
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Veröffentlichungsdatum: 16. Dezember 2025