solartechnik

Solartechnik | Spezial
Vom silizium zum
Photovoltaik-modul
Die Sonne schickt uns täglich nicht nur das lebensspendende Elixier aus Licht und Wärme, sondern
zusätzlich kostenlose Energie im Überfluss. Sie nicht zu nutzen, wäre ziemlich unklug. Selbst diffuses
Licht kann noch genutzt werden – zumindest für die Photovoltaik.
Die Fertigung eines Solarmoduls erfolgt weitgehend mit der optisch aktiven Seite nach unten. Als erstes wird ein entsprechendes Glas
gereinigt und bereitgelegt. Auf dieses kommt dann eine zugeschnittene Bahn EVA-Folie. Die Solarzellen werden mittels Lötbändchen
zu einzelnen Strängen (so genannte Strings) verbunden und auf der Scheibe mit der EVA-Folie positioniert. Nun werden die Querverbinder,
die die einzelnen Stränge miteinander verbinden und zum Ort der Anschlussdose führen, positioniert und verlötet. Anschließend wird alles
nacheinander mit einer zugeschnittenen EVA-Folie und einer Tedlarfolie bedeckt. Als nächster Produktionsschritt erfolgt das Laminieren des
Moduls bei einem Unterdruck und ca. 150 °C. Beim Laminieren bildet sich aus der bis dahin milchigen EVA-Folie eine klare, dreidimensional
vernetzte und nicht mehr aufschmelzbare Kunststoffschicht, in der die Zellen nun eingebettet sind und die fest mit der Glasscheibe und der
Rückseitenfolie verbunden ist. Nach dem Laminieren werden die Kanten gesäumt, die Anschlussdose wird gesetzt und mit den Freilaufdioden
bestückt. Nun wird das Modul noch gerahmt, vermessen und nach seinen elektrischen Werten klassifiziert und verpackt.
In einem Photovoltaikmodul arbeiten Zellen mit zwei Schichten, einer positiven und einer negativen. Wenn Sonnenlicht auf solch eine Zelle
trifft, entsteht an den Kontakten eine elektrische Spannung. Die Energie wird von den hocheffizienten Solarzellen aus Silizium direkt zu
Gleichstrom verarbeitet. In den nachgeschalteten Wechselrichtern erfolgt anschließend die Umwandlung in Wechselstrom zur Einspeisung in
das öffentliche Netz.
Für jede Kilowattstunde elektrische Energie, die mit einer Sonnenstrom-Anlage produziert wird, muss der Netzbetreiber laut EEG (Erneuerbare-
Energien-Gesetz) eine Mindestvergütung zahlen. Die jeweils angegebene (Spitzen-)Nennleistung eines Solarmodules (in Watt-peak) wird nur
bei Laborbedingungen von 1000 W/m 2 , 25 °C Zelltemperatur und 90° Einstrahlungswinkel, Lichtspektrum 1,5 AM erreicht. Diese Normbedingungen
gibt es in der Praxis nur selten. Entweder ist es dunkler, die Sonne steht niedriger oder im Sommer sind die Zellen wärmer.
Jedes Modul reagiert auf die unterschiedlichen Lichtstärken/Lichtfarben anders, so dass die effektive, aktuelle Leistung oder der jährliche Ertrag
zweier gleichstarker Modultypen stark unterschiedlich sein kann. Somit kommt es bei den tatsächlichen Tages- oder Jahreserträgen schon
auf die Art und Qualität an und hochwertige, preisintensivere Module können meist erheblich mehr »einfahren« als ihre Billig-Konkurrenz.
Mittels Solarstrahlungsdaten und Korrektur-Faktor-Tabellen kann man für den jeweiligen Standort typische Solar-Erträge ermitteln.
Trotz einer Lebensdauer der Solarmodule von 20-40 Jahren fallen schon jetzt mehrere hundert Tonnen Elektroschrott jährlich an. Bei Temperaturen
um 600 °C werden die im Modul enthaltenen Kunststoffe verbrannt und zurück bleiben Glas, Metall, Füllstoffe und die Solarzelle.
Diese kann unter leichten Materialverlusten zu einer neuwertigen Solarzelle werden.
18 | 19