Schindel-Solarmodule - Das Wichtigste in Kürze
Wie Schindeln in einem Mauerwerk sind die Solarzellen in den Matrix-Schindelmodulen angeordnet.
- Technologie: Nutzen 300 bis 400 übereinander gelappte Schindelzellen.
- Vorteile: Mehr Effizienz, besseres Verschattungsverhalten, homogene Optik.
- Nachteile: Kaum Erfahrungswerte, geringe Verfügbarkeit, höhere Spannung.
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Was sind Schindel-Solarmodule?
Schindel-Solarmodule bestehen aus 300 bis 400 einzelnen Schindelzellen, die sich überlappen und mit leitfähigem Klebstoff verbunden sind. Die Siliziumwafer werden bei der Herstellung mit einem Laser in Teile geschnitten, so dass 5 bis 6 Schindelzellen entstehen. Der Klebstoff, der für Schindel-Solarmodule verwendet wird, kann thermischen Ausdehnungen unabhängig von der Temperatur problemlos standhalten. Schindelmodule gelten als sehr robust, auch wenn die Langzeitdaten begrenzt verfügbar sind. Sie haben geringere Leistungsverluste und eine bessere Leistung bei Verschattung.
Wie funktioniert die Schindel-Technologie?
Im Folgenden zeigen wir die Funktionsweise der Schindel-Technologie.
Aufbau
Für die Herstellung von Schindel-Solarmodulen werden die monokristalline Siliziumwafer mittels Lasertechnik in 3 bis 6 Streifen geschnitten. Diese Streifen werden dann zu Ketten zusammengefügt, indem die Kanten miteinander verbunden werden. Ein elektrisch leitfähiger Klebstoff wird aufgetragen, um sicherzustellen, dass es keine Lücken zwischen den Streifen gibt.
Bei diesem Verfahren entsteht eine Reihe von Streifen, die mit anderen Streifen unter Verwendung von Bändern und Stromschienen zu Schindelmodulen kombiniert werden. Die Zellstränge werden in diesem Fall parallel geschaltet, was ein wesentlicher Unterschied zu herkömmlichen Solarmodulen ist.
Durch diesen Aufbau und Schaltung können die Schindel-Module viel besser auf Verschattungen reagieren und eine hohe Leistung erhalten. Bei Matrix-Schindelmodulen fließt der Strom um schattierte Bereiche herum. Bei normalen Modulen wird der Stromfluss durch schattierte Bereiche unterbrochen. Das zeigt die folgende Abbildung.
Leistung
In Hinsicht auf die Leistung erreichen geschindelte Solarmodule eine Leistung von 300 bis 500 Watt. Sie erreichen einen Wirkungsgrad von 18 bis 20,5 Prozent, was etwas unter dem von herkömmlichen Solarmodulen mit maximal 23 Prozent liegt.
Schindeln können bei PV-Modulen mit Glas-Glas- und bifacialen Techniken kombiniert werden. Diese Methode eignet sich für bifaciale Module, da ein größerer Teil des Moduls mit Solarzellen bedeckt werden kann. Die Überlappung trägt dazu bei, mehr Licht zu absorbieren und die bei herkömmlichen bifacialen Modulen auftretenden "Back-Escape"-Verluste zu verringern.
Robustheit
Solarmodule müssen gegen äußere Einflüsse wie Wind und Schnee beständig sein, damit sie zuverlässig und langlebig sind. Geschindelte Solarzellen sind widerstandsfähiger als herkömmliche Solarzellen, wie mechanische Belastungstests gezeigt haben.
Bei einem Test mit einer Last von 5.400 Pa nach IEC-Norm weisen herkömmliche halbgeschnittene Zellmodule Mikrorisse und einen leichten Leistungsverlust von etwa 1 Prozent auf. Im Gegensatz dazu weisen geschindelte Solarzellen nach demselben Test weder Leistungsverlust noch Mikrorisse auf.
Optik
Standardmodule sind nicht sehr ästhetisch, da auf der Vorderseite des Moduls mehrere Schaltkreise sichtbar sind. Geschindelte Solarzellen hingegen verbessern das Gebäudedesign, da viele der bei herkömmlichen Modulen verwendeten Bänder und Stromschienen wegfallen.
Welche Vorteile haben Schindel-Solarmodule?
Schindel-Solarmodule haben vier Vorteile gegenüber herkömmlichen: einen höhere Effizienz, höhere Leistung bei Teilverschattungen, geringere Wärmeverluste und ansprechendere Optik.
Höhere Effizienz
Schindelmodule sind effizienter, weil sie einen besseren Kontakt zu den Solarzellen haben. Jede Solarzelle ist auf der Vorderseite mit Silber verbunden, außer bei Zellen mit Rückseitenkontakttechnologie.
Metallkontakte wie Busbars und Kontaktfinger ermöglichen den Stromfluss in Solarzellen und damit die Erzeugung von Solarstrom. Sie können jedoch die nutzbare Fläche verringern, indem sie Licht reflektieren und Abschattungen verursachen, was zu Leistungsverlusten führt.
Solarmodule mit Schindel-Technologie benötigen keine Frontkontakte wie Busbars. Stattdessen werden die Schindeln mit einem leitfähigen Kleber mit einer leichten Überlappung verbunden, anstelle von Zellverbindern. Schindelmodule bieten eine effiziente Flächennutzung, da kein Platz zwischen den Schindelzellen benötigt wird.
Höhere Leistung bei Teilverschattungen
Die Schindelzellen sind nicht alle in Reihe geschaltet, da die Spannung sonst zu hoch wäre. Die Zellen sind in 5 Strings aufgeteilt, und innerhalb jedes Strings wird eine Reihenschaltung verwendet. Alle Schindelstränge werden dann parallel geschaltet. Dadurch ergibt sich eine Verringerung der Mismatch-Verluste, insbesondere wenn ein Strang teilweise beschattet oder von Schnee bedeckt ist, so dass die übrigen Stränge reibungslos funktionieren.
Geringerer Wärmeverluste
Durch die Teilung der Solarzelle wird der Kurzschlussstrom geteilt. Dadurch werden Widerstandsverluste und Wärmeverluste verringert. Geringere Wärmeverluste führen zu einer niedrigeren Zelltemperatur, was die Leistung verbessert. Die Kontaktfläche zwischen den Schindelsolarzellen ist größer, was den Leitungswiderstand verringert. Der Kontakt erstreckt sich über die gesamte Breite der Zellen und nicht nur über einige Busbars.
Ansprechende Optik
Ein Schindelsolarmodul hat im Vergleich zu einem herkömmlichen Solarmodul ein einheitliches Aussehen.
Welche Nachteile haben Schindel-Solarmodule?
Mit Schindel-Modulen gibt es im Vergleich zu herkömmlichen Solarzellen weniger Erfahrungswerte. Schindelmodule werden aufgrund verbesserter Herstellungsverfahren und kostengünstiger Produktion immer beliebter.
Die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion oder eines Defekts ist jedoch minimal. Ob die Schindel-Module die Lebensdauer von herkömmlichen Solarmodulen erreichen, ist jedoch nicht klar. Dennoch bieten Hersteller eine Produktgarantie von 20 bis 25 Jahren an. Somit haben Betreiber weniger Risiko.
Schindelmodule haben im Vergleich zu Halbzellenmodulen eine höhere Spannung (43 bis 50 Volt). Ihre Leerlaufspannung ist 10 bis 20 Prozent höher. Dies kann die Anzahl der Module in einer Reihe und der Wechselrichter, die verwendet werden können, einschränken, ist aber kein großes Problem.
Welche Hersteller für Schindelmodule gibt es?
Die Anzahl an Hersteller von Schindelmodule ist überschaubar. Zur Zeit produzieren lediglich Hyundai Energy, Viessmann, Maxeon, Solaria und Eco Delta Power diese Art von PV-Modul.
Erfahrungen mit der Schindel-Technologie
Beim Solarmodul-Vergleich erreichen Schindelmodule einen maximalen Wirkungsgrad von 20,7 % und liegen damit nur etwas unter Solarmodule mit anderer Zelltechnologie, die 21 bis 22 % erreichen.
Der Unterschied liegt in der Art der verwendeten Solarzellen. In Schindelmodulen werden in der Regel PERC-Zellen verwendet, während sich Hersteller, die eine Halbzellenstruktur verwenden, häufig für HJT-Zellen entscheiden, die für ihre höhere Leistung bekannt sind.
Der Temperaturkoeffizient von Schindelmodulen beträgt rund -0,34 Prozent pro Kelvin, einige Hochleistungsmodule erreichen sogar Werte von bis zu -0,26 Prozent pro Kelvin. Das führt zu einem geringeren Leistungsverlust bei steigender Zelltemperatur.
Schindel-Solarmodule Rezensionen
Rezension 1: Erfahrungsbericht über Modul mit Schindeltechnik (Quelle: PV-Forum)
„Nun, eigentlich sollten sie sogar beständiger sein durch die flexible leitende Verklebung statt der starren Standard-Löt-Verbindungen. Gerade bei Biegung (Wind) oder auch thermischer Ausdehnung hat die Technologie da Vorteile - so die Theorie 😉 In der Praxis wird man sehen. Bis jetzt gibt es keine Auffälligkeiten nach fast 1,5 Jahren Betrieb. Alle Module mit SolarEdge überwacht, alle liefern, was man erwartet und sehen aus wie am ersten Tag.“
Rezension 2: Erfahrung über spezifischen Typ von Schindelmodul (Quelle: Photovoltaikforum)
„Habe jemand gefunden, der die Schindelmodule im Einsatz hat. Er selbst ist sehr zufrieden über die Erträge. Seine Anlage produziert seit über zwei Jahren und ist immer über der Prognose. Sowohl bei der erwarteten Leistung als auch bei der Jahresarbeit. Der kennt sich ganz gut aus und vergleicht seine Anlage wohl auch mit anderen gleichartigen Anlagen. Sein Solarteur verbaut die Module wohl seit Jahren und ist ebenfalls zufrieden.“
Rezension 3: Erste Eindruck über das Hyundai-Modul (Quelle: Facebook Photovoltaik-Gruppe)
„Ich hab die (Full Black 395 Watt). Leider erst im Oktober installiert, aber manchmal wundert es mich, dass die bei Bewölkung sich so viel bringen.“
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