Wirkungsgrad Solarzelle: So effizient sind PV-Anlagen

Die Nutzung von Solarenergie ist für viele Hausbesitzer in Deutschland eine attraktive Option geworden, insbesondere angesichts der wachsenden Sorge um Energiekosten, unabhängige Versorgung und Umweltschutz. Ein entscheidender Faktor für die Effizienz einer Solaranlage ist der Wirkungsgrad der Solarzellen. 

Dieser Artikel bietet einen umfassenden Einblick in den Wirkungsgrad von Solarzellen, erklärt dessen Bedeutung und vergleicht verschiedene Technologien, um Hausbesitzern bei der Auswahl der besten Option für ihre Bedürfnisse zu helfen.

Was ist der Wirkungsgrad einer Solarzelle?

Der Wirkungsgrad einer Solarzelle wird in Prozent gemessen und gibt an, wie gut die Solarzelle Sonnenlicht in Strom umwandeln kann. Je höher der Wirkungsgrad, desto mehr Solarstrom kann aus der gleichen Menge Sonnenlicht erzeugt werden. Für Hausbesitzer bedeutet ein hoher Wirkungsgrad, dass sie mehr Energie aus ihrem Solarpanel gewinnen können, was sowohl umweltfreundlich als auch kosteneffizient ist.

Wie effizient Ihre Anlage bestimmt die Performance Ratio. Mehr dazu hier: Performance Ratio

Photovoltaik Wirkungsgrad im Vergleich

Beim Vergleich des Wirkungsgrades verschiedener Solarzellen ist es hilfreich, sich die unterschiedlichen Solarzellentypen anzusehen. Monokristalline, polykristalline und Dünnschichtzellen haben jeweils unterschiedliche Wirkungsgrade. In der folgenden Tabelle sind die Unterschiede deutlich:

Die verschiedenen Modularten unterscheiden sich übrigens auch im Gewicht. Mehr Informationen dazu finden Sie in diesem Artikel: Solarmodul Gewicht

Interessant: Weltweit werden immer wieder Fortschritte bei der Effizienzmaximierung von Solarzellen gemacht. So wurden in Testlaboren bereits Wirkungsgrade von 30 % und mehr erreicht. In den nächsten Jahren werden diese neuen Technologien aber voraussichtlich nicht am Markt verfügbar sein, da sie weiter erforscht werden. In der Zwischenzeit sollte man als Hausbesitzer also darauf achten, dass Photovoltaik Anbieter hocheffiziente monokristalline Solarzellen verwenden. Besonders hohe Werte erzielen bereits jetzt TOPCon Module.

Faktoren, die den Wirkungsgrad von Solarzellen beeinflussen

Der Wirkungsgrad von Solarzellen wird nicht nur durch das Material und die Technologie bestimmt, sondern auch durch eine Reihe externer Faktoren. Es ist wichtig für Hausbesitzer, diese zu verstehen, um das Potenzial ihrer Photovoltaikanlage voll auszuschöpfen und den Photovoltaik Ertrag zu maximieren.

Standort und Ausrichtung 

Die geografische Lage und die Ausrichtung der Solarpanels spielen eine entscheidende Rolle. Panels, die in Richtung Süden ausgerichtet und in einem optimalen Winkel montiert sind, fangen mehr Sonnenlicht ein und sind daher effizienter.

Verschattung

Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse, die Schatten auf die Panels werfen, können den Wirkungsgrad verringern. Eine strategische Platzierung und regelmäßige Überprüfung auf Verschattung sind daher vorteilhaft. Dies ist besonders wichtig, denn im schlimmsten Fall kann Verschattung zu einem Hotspot führen.

Temperatur 

Solarzellen funktionieren bei bestimmten Temperaturen am besten. Zu hohe Temperaturen können die Effizienz verringern. Daher ist eine gute Belüftung der Panels wichtig. Solarfachbetriebe installieren die PV-Module so, dass eine gute Belüftung gewährleistet ist.

Wartung und Sauberkeit

Verschmutzungen durch Staub, Blätter oder Vogelkot können die Effizienz beeinträchtigen, wenn auch meistens nur minimal. Regelmäßige Reinigung und Wartung sind daher für einen optimalen Wirkungsgrad vorteilhaft.

Alter der Solarzellen

Mit der Zeit können Solarzellen an Effizienz verlieren. Diese Degradation sollte bei der Planung der Solaranlage berücksichtigt werden. Gut zu wissen: Die Degradation von Solarzellen ist sehr gering. So geben die meisten Hersteller eine Garantie, dass die Solarmodule auch nach 20 Jahren noch mindestens 80 % ihrer Leistung bringen.

Photovoltaik Wirkungsgrad nach 20 Jahren

Eien Studie des Frauenhofer ISE hat ergeben, dass Solarpanels im Durchschnitt nach 20 Jahren eine Reduktion des Wirkungsgrads auf ca. 95 % der ursprünglichen Leistung aufweisen. Diese sogenannte Degradation wird durch Faktoren wie UV-Strahlung, Wettereinflüsse und Temperaturschwankungen beeinflusst, die die Halbleitermaterialien der Zellen langsam beeinträchtigen.

Fortschritte in der Materialwissenschaft und bei der Herstellung von Solarzellen haben jedoch dazu geführt, dass moderne Solarzellen wesentlich widerstandsfähiger gegen diese Degradationsprozesse sind. So behalten beispielsweise Module, die mit Anti-Reflex-Beschichtungen und verbesserten Halbleitermaterialien wie monokristallinem Silizium hergestellt werden, ihre Effizienz länger bei.

Zusätzlich wird durch technologische Neuerungen wie bifaziale Solarmodule, die Licht von beiden Seiten aufnehmen können, die Leistung über längere Zeiträume gesteigert. Diese Verbesserungen helfen, den Wirkungsgrad auch nach vielen Betriebsjahren hochzuhalten, was die Rentabilität von Solarinvestitionen signifikant steigert.

Neue Solarzellen mit 41 % Wirkungsgrad

Die Entwicklung von Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 41 % markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Photovoltaik-Technologie. Diese Effizienzsteigerung wurde durch innovative Ansätze in der Materialforschung erreicht.

Mehrfachsolarzell-Technologien ermöglichen es, unterschiedliche Wellenlängen des Sonnenlichts effizienter zu konvertieren. Dafür werden mehrere übereinander angeordnete Halbleiterschichten verwendet. Jede Schicht ist spezialisiert auf verschiedene Abschnitte des Lichtspektrums. Dadurch kann mehr Energie aus dem Sonnenlicht extrahiert werden.

Diese Technologien werden bisher in hochspezialisierten Anwendungen eingesetzt, wo hohe Energieausbeuten auf kleinstem Raum notwendig sind. Für den privaten Nutzen auf Eigenheimen sind diese Art Solarzellen allerdings noch nicht möglich. 

Die Herausforderungen bei der Integration liegen hier noch in den hohen Herstellungskosten und der Komplexität der Zellproduktion. Wer dennoch nach einem möglichst hohen Wirkungsgrad sucht, ist mit bifazialen Solarmodulen gut bedient. Sie haben eine transparente Rückseite, die zusätzliches Licht einfängt. Dadurch haben Sie im Vergleich zu traditionellen Solarmodulen eine höhere Energieausbeute.

Hinweis: Bei Enpal erhalten Sie standardmäßig bifaziale All-Black-Module ganze ohne Aufpreis im Vergleich zu herkömmlichen Modulen!

Mit den richtigen Solarzellen zu unabhängiger und günstiger Stromversorgung

Der Wirkungsgrad von Solarzellen ist ein zentrales Element für die Effizienz einer Solaranlage. Durch das Verständnis der verschiedenen Typen von Solarzellen und der Faktoren, die ihren Wirkungsgrad beeinflussen, können Hausbesitzer eine informierte Entscheidung treffen und das Beste aus ihrer Investition in Solarenergie herausholen.

Ob sich eine Photovoltaikanlage auch für Ihr Haus lohnt, finden Sie hier heraus: