Wie ist ein Solarmodul aufgebaut?

Das Solarmodul ist Hauptbestandteil einer Photovoltaikanlage. In ihm wandeln parallel oder in Reihe geschaltete Solarzellen die vorhandene Sonnenenergie in Strom um. Doch zu einem funktionsfähigen PV-Modul gehören noch zahlreiche weitere Komponenten.

Oberfläche Solarmodul
Oberfläche eines Solarmoduls

Folgende Bestandteile lassen sich in allen gängigen Solarmodulen finden:

  • Glas-Schicht auf der Modul-Oberseite, meist ein so genanntes Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG)
  • Einbettungsfolie zum Schutz der sensiblen Solarzellen, häufig eine transparente Kunststoffschicht aus Ethylenvinylacetat (EVA)
  • Mono- oder polykristallinen Solarzellen, vornehmlich aus Silizium
  • Lötverbinder (auch „Bars“ genannte), um die einzelnen Zellen zu verbinden und fixieren
  • Rückseitenfolie bzw. eine weitere dünne Glasschicht
  • Anschlussdose
  • Aluminiumrahmen und Rahmendichtband für die Stabilität und Widerstandsfähigkeit des Moduls
Schematische Darstellung Modulaufbau
Schematische Darstellung: Aufbau eines Glas-Glas-Moduls

Verarbeitung der einzelnen Bestandteile

Die gewöhnlich auf Silizium basierenden Solarzellen sind auf der Unterseite mit einer witterungsfesten Kunststoffverbundfolie versehen. Auf der Oberseite befindet sich eine transparente Einbettungsfolie aus Ethylenvinylacetat. Sie wird nicht etwa geklebt, sondern mit den hoch performanten, aber empfindlichen Solarzellen verschweißt, um diese optimal vor Korrosion zu schützen. Darüber befindet sich eine Glasscheibe aus Einscheiben-Sicherheits-Glas (ESG), welches Antireflektions-Eigenschaften aufweisen kann, um die Stromerzeugung zu optimieren. Mit dieser temperaturbeständigen, schlag-, druck- und stoßfesten Oberfläche sind die Solarzellen bestens vor äußeren Witterungseinflüssen geschützt und können für lange Zeit zuverlässig ihre Aufgabe erfüllen. Seine Stabilität erlangt das Modul letztendlich durch eine Rahmeneinfassung aus leichtem Aluminium mit einer passgenauen Dichtung.

Glas-Folie- und Glas-Glas Module

Bei oben beschriebenen Modulen werden als Glas-Folie-Module bezeichnet. Bei Glas-Glas-Modulen werden die Zellen nicht wie beschrieben auf eine Kunststoffverbundfolie geklebt, sondern auf einer Glasscheibe angebracht. Glas-Glas-Module sind demnach Solarmodule, bei denen die Solarzellen zwischen zwei Glasscheiben angeordnet sind, anstatt zwischen Glas und Kunststoff. Dieser Aufbau macht diese Art von Modulen weniger anfällig für Schaden durch Belastung und Durchbiegen. Insbesondere die symmetrische Komposition der Glas-Glas-Variante trägt dazu bei, dass diese deutlich höheren Lasten tragen können und die Module z.B. größere Schneelasten standhalten. Auch durch Witterungseinflüsse bzw. Eindringen von Wasser¬dampf oder Chemikalien nehmen sie weniger Schaden als die Glas-Folie-Variante. Dies ist wiederum in Gegenden mit hoher landwirtschaftlicher oder industrieller Aktivität von großem Vorteil und sichert die hohe Leistung der Solarmodule über längere Zeit hinweg.

Dünnschichtmodule, bei denen das Silizium auf das Trägermaterial aufgedampft wird, kommen auch ganz ohne Glas aus. Auf diese Weise lassen sich sehr dünne und sogar flexible Module fertigen, die allerdings nur einen geringen Wirkungsgrad haben und deshalb für die typischen Einfamilienhaus-PV-Anlagen keine Anwendung finden.

Jede der genannten Varianten hat ihre speziellen Einsatz- und Anwendungsfelder, für die sie geeignet und zu empfehlen sind. Der grundlegende Aufbau von Photovoltaikmodulen folgt jedoch den Prinzipien wie sie hier beschrieben wurden.

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