Transparente Solarmodule: Pro und Contra

Sie ziehen die Blicke auf sich: klassische Solarmodule auf Dächern und an Hausfassaden. Doch nicht jede/r Eigenheimbesitzer*in empfindet sie als ansprechend. Transparente Solarmodule können eine Lösung dafür sein, grüne Energie und hohe Designansprüche in Einklang zu bringen. Auch eignen sich die transparenten Module besonders gut als Dach für ein Carport oder als Terrassendach. 

Welche unterschiedlichen Ausführungen am Markt erhältlich sind, welche Vor- und Nachteile Verbraucher bedenken sollten und wie das Preis-Leistungs-Verhältnis von transparenten Photovoltaikmodulen (PV-Modulen) einzuschätzen ist – darüber gibt dieser Artikel Auskunft.

Aufbau von transparenten Solarmodulen

Wenn von „transparenten Solarmodulen“ die Rede ist, sind meist lichtdurchlässige, "semitransparente" Solarmodule gemeint. Die klassischen Solarzellen selbst haben nur eine geringe Lichtdurchlässigkeit. Der Transparenzeffekt entsteht im Wesentlichen, wenn die Zellen zwischen lichtdurchlässigen Materialien eingebettet sind. Dadurch kann zwischen den einzelnen Solarzellen und am Rand des Moduls das Sonnenlicht hindurchscheinen. Es gibt aber auch Solarmodule, die tatsächlich transparent sind. Dabei handelt es sich in der Regel um spezielle Dünnschichtmodule.

Einen wesentlichen Einfluss auf die Transparenz hat auch die Frage, ob das Solarmodul mit einem Rahmen ausgestattet ist oder nicht. Ohne Rahmen ist die Transparenz zwar höher, doch das Solarmodul wird dadurch insgesamt empfindlicher. Bei der Installation und im Einsatz kann es daher leichter zu Beschädigungen kommen. Gerade bei großflächigen PV-Anlagen legen viele Bauherren Wert auf standardisierte Produkte, weil dies Planung und Installation vereinfacht und zusätzliche Abnahmen und Genehmigungen überflüssig macht. 

Noch recht jung ist die Idee, Glasflächen wie Fenster mit durchsichtigen Solarzellen zu versehen, um so auch bisher ungenutzte Flächen wie Glasfassaden von Bürogebäuden für die Photovoltaik nutzbar zu machen. Damit die Zellen transparent wirken, dürfen Sie nur den ultravioletten Teil des Lichts verwerten. Ausbeute und damit Ertrag sind entsprechend geringer. Dennoch haben die transparenten PV-Fenster ein großes Potential. 

Solarzellen für transparente PV-Module

In semitransparenten Solarmodulen können polykristallinen oder monokristallinen Solarzellen zum Einsatz kommen. Ein wirklich transparentes Solarmodul lässt sich aus amorphen Dünnschicht-Solarzellen und organischen Solarzellen herstellen. 

Die Leistung transparenter Module hängt wesentlich von folgenden Faktoren ab:

●       Art der verwendeten Solarzellen

●       Lichtverhältnisse

●       Grad der Transparenz

Steht bei der konkreten Anwendung die Leistung der PV-Anlage im Vordergrund, sind monokristalline Dickschicht-Solarpanels die erste Wahl. Ist die Entscheidung für den Zelltyp gefallen, kann die Transparenz nur noch durch den Abstand der Zellen untereinander geändert werden. Die Abstände zwischen den Zellen sind bei industriell gefertigten Standardmodulen allerdings immer etwa gleich groß. Im direkten Vergleich liegen transparente Module deshalb im Schnitt 1–2 % unter diesen Wirkungsgraden von Modulen mit einer weißen Rückseitenfolie. Bei dunklen Rückseitenfolien fällt dieser Effekt noch geringer aus. Der Stromertrag transparenter Dickschicht-Module ist also bei gleicher Größe und identischem Aufbau etwas niedriger als der nicht-transparenter Solarmodule. Allerdings kann sich dieser Effekt beim Vergleich von Modulen mit dunkler Rückseitenfolie und transparenten Modulen vor einem stark reflektierendem Hintergrund umkehren. 

Kommerzielle erhältliche polykristalline Dickschicht-Solarmodule mit einer Transparenz vom 10 % erreichen im Durchschnitt Wirkungsgrade von 12–16 %, transparente monokristalline Dickschicht-Solarmodule erreichen 15–20 %, was einem Leistungsverlust gegenüber Standardmodulen von etwa 14 % entspricht. Es handelt sich dabei meist um Spezialanfertigungen mit größeren Abständen zwischen den Zellen und zum Rand.

Transparente Dünnschicht-Solarmodule lassen sich mit Wirkungsgraden von 10–15 % herstellen. Sie haben den besonderen Vorteil, dass es bei ihrer Verwendung kein unruhiges Schattenspiel entsteht, sondern der Lichteinfall unter den Dünnschichtmodulen insgesamt gleichmäßiger ausfällt. 

Preis-Leistungs-Verhältnis transparenter Solarmodule

Die Preise für transparente Solarmodule liegen häufig über denen nicht transparenter Solarpanels. Zwar sind auch Standardmodule in transparenter Ausführung erhältlich, doch in vielen Fällen werden sie den individuellen Designwünschen der Verbraucher, die damit Wintergärten, Glasdächer und Glasfassaden gestalten wollen, nicht gerecht. Deshalb müssen in der Regel Sonderanfertigungen produziert werden, was zu deutlichen Preisaufschlägen führt. Wer sich vorab mit Fachexperten in Verbindung setzt, kann sich von diesen einen detaillierten Kostenplan erstellen lassen.

Das tatsächliche Preisniveau hängt auch hier von der Art der verbauten Solarzellen ab: Monokristalline Solarpanels sind bereits in nicht transparenter Ausführung teurer als polykristalline Solarmodule, und die wiederum teurer als Dünnschicht- oder organische Module.

Wirtschaftlich relativieren sich höhere Anschaffungskosten zumindest zum Teil, wenn man die niedrigen Betriebskosten und die lange Laufzeit einer Solaranlage berücksichtigt. Module mit Glasoberfläche sind mechanisch belastbarer und weniger aufwendig hinsichtlich Wartung und Reinigung der Solaranlage, denn die Module haben Dank Neigung und Glasschicht hat einen selbstreinigenden Effekt.

Auch gegenüber Wettereinflüssen sind sie deutlich robuster als organische Solarmodule, wobei Glas-Glas-Module typische Glas-Folie-Module übertreffen. Hersteller geben eine Garantie auf eine hohe Leistung über 25, teilweise 30 Jahre und damit bis zu 5 Jahre mehr als für Glas-Folien-Ausführungen.

Der Stromertrag transparenter Module ist im Allgemeinen niedriger als bei den entsprechenden nicht-transparenten Photovoltaikmodulen. Wer sich für transparente Module entscheidet, dem bieten sich verschiedene Vor- und Nachteile.