Transparente Solarmodule: Pro und Contra
Transparente Solarmodule: Das sollte man wissen
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.
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 halb lichtdurchlässige (semitransparente) Solarmodule gemeint. Die Solarzellen selbst sind nur wenig lichtdurchlässig. Der Transparenzeffekt entsteht im Wesentlichen, wenn die Zellen zwischen lichtdurchlässigen Materialien eingebettet sind. Zwischen den einzelnen Solarzellen und am Rand des Moduls kann das Sonnenlicht dann hindurchscheinen.
Als transparente, äußere Schutzschicht der Module kommt meist durchsichtiges Glas ohne Mattierung zum Einsatz. Je nach Einsatzzweck lässt sich zwischen Wärmeschutzglas, Sicherheitsglas oder konventionellem Hartglas wählen. Auf die Transparenz hat das nur einen geringen Einfluss, die wird wesentlich von den verwendeten Einbettungs- und Rückseitenfolien bestimmt. Als transparente Materialien sind Tedlar, EVA oder PVB erhältlich.
Solarzellen für transparente PV-Module
In semitransparenten Solarmodulen können verschiedene Arten von Solarzellen verbaut werden: polykristalline und monokristalline Solarzellen, Dünnschicht-Solarzellen und organische Solarzellen. Die Wahl der verbauten Solarzellen beeinflusst das Erscheinungsbild, aber auch die Leistungsfähigkeit der transparenten Solarmodule.
Poly- und monokristalline Solarmodule erzeugen bei semitransparenter Ausführung ein interessantes Licht-Schatten-Spiel. PV-Module aus polykristallinen Dickschicht-Solarzellen weisen einen mittelblauen Schein auf, monokristalline PV-Module sind in der Regel dunkelblau oder schwarz gefärbt.
Da sich die schwarzen monokristallinen Solarmodule besonders gut in die Architektur eines Gebäudes integrieren lassen, bevorzugen viele Verbraucher sie auch in der Ausführung als transparente Photovoltaikmodule.
Ein möglichst hoher Transparenzgrad kann bei Dünnschicht-Solarmodulen erreicht werden, da die Zellen selbst zum Teil durchsichtig sind. Indem das Glas den verwendeten Solarzellen farblich angepasst wird, lässt sich mit Dünnschicht-Solarmodulen eine getönte Volltransparenz erzeugen.
Auch gebogene Solarpanels oder flexible Solarplanen sind in transparenter Ausführung möglich, was sich für den Einsatz auf Booten oder für Glasdächer anbietet.
Mit organischen Solarzellen können mittlerweile auch farblose, völlig lichtdurchlässige Solarmodule realisiert werden.
Die Wirkungsgrade der durchsichtigen organischen Solarzellen bleiben aber mit 7–8 % noch deutlich hinter denen anderer semitransparenter Ausführungen zurück. Es gibt hier also für Forschung und Entwicklung noch einiges Potential.
Leistung von transparenten Solarmodulen
Der Stromertrag transparenter Module ist bei gleicher Größe etws niedriger als der nicht-transparenter Solarmodule. Die Leistung hängt jedoch wesentlich von folgenden Faktoren ab:
● Art der verwendeten Solarzellen
● Lichtverhältnisse
● Grad der Transparenz
Transparente polykristalline Dickschicht-Solarzellen erreichen im Durchschnitt Wirkungsgrade von 12–16 %, transparente monokristalline Dickschicht-Solarzellen erreichen 15–20 %. Steht also die Leistung im Vordergrund, sind monokristalline Dickschicht-Solarpanels vorzuziehen. Ist die Entscheidung für einen Zelltyp gefallen, kann die Transparenz nur durch den Abstand der Zellen untereinander noch geändert werden. Allerdings sind diese Abstände bei allen industriell gefertigten Modulen in etwa gleich groß.
Im direkten Vergleich liegen transparente Zellen liegen im Schnitt 1–2 % unter diesen Wirkungsgraden, da das Sonnenlicht nicht von der weißen Rückseitenfolie reflektiert wird. Bei dunklen Rückseitenfolien fällt dieser Effekt noch geringer aus.
Dünnschicht-Solarmodule kommen auf Wirkungsgrad von 10–30 %. Sie haben den besonderen Vorteil, dass es bei ihrer Verwendung kein unruhiges Schattenspiel entsteht, sondern der Lichteinfall unter den Dünnschichtmodulen insgesamt gleichmäßiger ausfällt. Grundsätzlich gilt: Bei 10 % Transparenz ist mit Leistungseinbußen von bis zu 14 % zu rechnen.
Auch für transparente Module gilt: Bei der Materialwahl ist der Standort der Solarpanels und das Schwachlichtverhalten der Solarzellen zu berücksichtigen: Dünnschicht-Solarmodule verlieren bei schlechten Lichtverhältnissen deutlich weniger Leistungsfähigkeit als Dickschichtmodule.
Preis-Leistungs-Verhältnis transparenter Solarmodule
Die Preise für transparente Solarmodule liegen häufig über denen nicht transparenter Solarpanels. Mittlerweile sind Standardmodule in transparenter Ausführung erhältlich. In vielen Fällen werden sie den individuellen Designwünschen der Verbraucher, die damit Wintergärten, Glasdächer und Glasfassaden gestalten wollen, jedoch nicht gerecht. Meist müssen 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.
Wirtschaftlich relativieren sich höhere Anschaffungskosten zumindest zum Teil, wenn man die niedrigen Betriebskosten und die lange Laufzeit einer Solaranlage berücksichtigt. Module mit Glasoberfläche sind weniger aufwendig in Wartung und Reinigung der Solaranlage: Die 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 30, teilweise 40 Jahre und damit bis zu 5 Jahre mehr als für Glas-Folien-Ausführungen.
Vor- und Nachteile völlig durchsichtiger Solarmodule auf einen Blick
Der Stromertrag transparenter Module ist grundsätzlich niedriger als bei den entsprechenden nicht-transparenten Photovoltaikmodulen. Wer sich für transparente Module entscheidet, dem bieten sich verschiedene Vor- und Nachteile.
