PV-Module im Überblick - Das Wichtigste in Kürze
Für Einfamilienhäuser kommen meistens PV-Module mit einer Fläche von unter 2 Quadratmetern zum Einsatz.
- Typen: Zum einen unterscheiden sich PV-Module durch den verwendeten Zelltyp und zum anderen über den Aufbau.
- Größe: Auf dem Markt tauchen fortgehend PV-Module mit höheren Leistungen auf, wodurch sie immer größer werden.
- Gewicht: Je nach Typ und Größe eines Solarmoduls, wiegt dieser 16 bis 29 Kilogramm.
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Welche Typen von PV-Modulen gibt es?
Je nach Aufbau eines PV-Moduls entstehen verschiedene Typen. Am häufigsten werden Glas-Folie-Module eingesetzt, da sie günstiger und leichter sind. Glas-Glas-Module sind zwar teurer und schwerer, haben dafür aber eine höhere Lebensdauer aufgrund des doppelten Glasschutzes. Diese PV-Module verwenden üblicherweise Vollzellen. In den letzten Jahren haben sich Halbzellenmodule auf dem Markt etabliert, da sie besser auf Verschattungen reagieren und mehr Strom erzeugen.
Glas-Folie-Module
Glas-Folien-Module sind die am häufigsten verwendeten Solarmodule. Diese Module umschließen die Solarzelle mit einer Glasschicht auf der Außenseite und einer Glasfolie auf der Innenseite. Dies bietet zwar weniger Schutz, wird aber als akzeptabel angesehen, da die nach unten gerichtete Seite bereits relativ gut vor Witterungseinflüssen geschützt ist.
Zu den weiteren Vorteilen des Entwurfs gehören eine Kostenreduzierung bei der Herstellung und eine Verringerung des Gesamtgewichts eines Glas-Folien-Solarmoduls. Diese Aspekte bieten Vorteile für die Installation und mögliche Anwendungen.
Glas-Glas-Module
Bei Glas-Glas-Modulen sind die Solarzellen beidseitig mit einer Glasschicht versehen. Glas-Glas-Solarmodule haben den Vorteil, dass sie robuster sind und größeren Belastungen standhalten. Die Hersteller geben eine Lebensdauer von 30 bis 40 Jahren an. Außerdem schafft die Glas-Glas-Einfassung eine attraktive, halbtransparente Oberfläche und lässt das Licht durchscheinen.
Halbzellenmodule
Halbzellenmodule sind eine Weiterentwicklung von herkömmlichen PV-Modulen, die nur Halbzellen anstatt ganze Solarzellen benutzten. Sie werden sowohl in Glas-Folie- wie auch Glas-Glas-Modulen verbaut. Sie haben keine Gewichtsvor- oder -nachteile. Allerdings ist ihre Leistung höher. Das bedeutet, dass das Verhältnis zwischen Leistung und Gewicht besser ist. Dies kann auf Dächern mit geringer Tragfähigkeit von Vorteil sein. Mit weniger Modulen wird die gewünschte Leistung bei geringerem Gewicht erreicht.
In der Produktion besteht der Trick darin, die Zellen zu halbieren. So entstehen zwei parallel geschaltete "Zwillingshälften". Dadurch verdoppelt sich die Anzahl der Zellverbinder im Vergleich zu Vollzellenmodulen, wodurch sich der elektrische Widerstand verringert. Das erhöht die Effizienz von Halbzellenmodule 2 bis 3 Prozent.
Dicksicht- und Dünnschichtmodule
Unabhängig vom Aufbau unterscheiden sich PV-Module auch durch die genutzten Zelltyp.
- Dicksichtmodule nutzen überwiegend monokristalline Solarzellen, aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads. Für spezifische Anwendungen wie Solarparks kommen polykristalline Solarzellen zum Einsatz, da sie das beste Preis-Leistungs-Verhältnis aufweisen. Dafür werden die Zellen in dünne Stücke geschnitten, in Folien eingeschlossen und in einen Rahmen eingesetzt. Diese Paneele sind stabil und widerstandsfähig gegen äußere Belastungen, was die Installation erleichtert.
- Dünnschichtmodule werden aus Materialien wie amorphem Silizium hergestellt und nutzen Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Cadmiumtellurid (CdTe) als Halbleiter. Dünnschicht-Solarmodule haben den Vorteil des geringen Gewichts und sind auch als transparente, flexible oder semiflexible Module erhältlich, die eine diskrete Integration in bestehende Gebäude ermöglichen. Sie haben allerdings einen geringen Wirkungsgrad, weswegen sie selten zur Anwendung kommen.
Wie groß ist ein PV-Modul?
Für PV-Module gibt es keine Normung bezüglich Größen. Im Laufe der Jahre hat sich jedoch ein Industriestandard etabliert. Am häufigsten haben PV-Module eine Größe von circa 1.722 x 1.134 Millimeter. Dabei hängt die Größe von der Anzahl an Zellen und der Zellanordnung ab.
| Modultyp | Größe PV-Modul (Höhe x Breite) |
| 48 Zellen | 1.320 x 1.000 mm |
| 54 Zellen | 1.480 x 1.000 mm |
| 60 Zellen | 1.640 x 1.000 mm |
| 72 Zellen | 2.000 x 1.000 mm |
Was beeinflusst die Größe eines Solarmoduls?
Es gibt drei Faktoren, die die Größe eines Solarmoduls beeinflussen. Zu diesen Faktoren gehören die Anzahl der verwendeten Solarzellen, die Größe der Zellen und die Anordnung der Solarzellen. Solarmodule bestehen aus zusammengeschalteten kleinen Solarzellen innerhalb eines Modulrahmens.
Anzahl der Solarzellen
Die Anzahl der Solarzellen in einem Solarmodul variiert je nach Hersteller. Herkömmliche Solarmodule bestehen aus 60 oder 72 Zellen. Mittlerweile werden vor allem Halbzellenmodule hergestellt, die entweder aus 120 oder 144 Solarzellen bestehen.
Größe der Solarzellen
Vor 2010 hatten Solarmodule standardmäßig 60 Solarzellen, die etwa 156 mm x 156 mm groß waren. Diese Zellen kennt man als M0-Zellen. Seitdem sind die Solarzellen auf dem Markt jedoch größer geworden. Heutzutage werden in PV-Modulen hauptsächlich M10- und M12-Zellen verwendet.
| Zelltyp | Maße |
| M12 | 210 x 210 mm |
| M10 | 182 x 182 mm |
| M6 | 166 x 166 mm |
| M4 | 161,7 x 161,7 mm |
| M2 | 156,75 x 156,75 mm |
| M0 | 156 x 156 mm |
Anordnung der Solarzellen
Die damaligen PV-Module ordneten die M0-Solarzellen in 10 Reihen und 6 Spalten und waren 1.640 Millimeter hoch und 1.000 Millimeter breit. Heutzutage sind die Solarzellen innerhalb eines Moduls effizienter angeordnet. Mittlerweile produzieren die meisten Hersteller nur noch Halbzellenmodule, wodurch die PV-Module circa 10 Prozent länger sind. Ein vergleichbares Halbzellenmodul mit 120 Halbzellen, ist 1.800 Millimeter hoch und 1.000 Millimeter breit.
Zusammenhang zwischen Größe und Leistung von PV-Modulen
Grundsätzlich gilt, je größer die Leistung eines PV-Moduls, desto größer ist es. Allerdings sagt die Größe eines Solarmoduls nicht direkt was über seine Qualität aus. Um verschiedene Module zu vergleichen, muss man neben den Abmessungen auch ihre Leistung berücksichtigen. Moderne PV-Module erreichen eine höhere Leistung pro Quadratmeter, da der Wirkungsgrad von Solarzellen zunehmend steigt.
| Leistung Solarmodul | Standard Größe PV-Modul |
| 300 Watt | 1.680 mm x 9.90 mm |
| 400 Watt | 1.722 mm x 1.134 mm |
| 500 Watt | 2.110 mm x 1.145 mm |
| 600 Watt | 2.172 mm x 1.303 mm |
Welche Größe darf ein PV-Modul haben?
Aus technischer Sicht ist die Größe eines Solarmoduls kein wesentlicher Faktor. In der Regel erfordern größere und leistungsstärkere PV-Module weniger Installationen. Allerdings gibt es Einschränkungen, insbesondere bei der Installation auf Dächern von Wohngebäuden, wo größere Solarmodule schwierig zu installieren sind.
Bei der Planung einer Solaranlage ist es wichtig, Module zu verwenden, die kleiner als 2 Quadratmeter sind. Denn PV-Module mit über 2 Quadratmetern Fläche sind genehmigungspflichtig.
Wie groß ist eine PV-Anlage?
Als Faustregel nimmt man pro installiertem Kilowatt Peak um die 6 Quadratmeter Dachfläche an. Für ein Einfamilienhaus besteht durchschnittlich ein Flächenbedarf von 30 bis 60 Quadratmetern. Wie groß eine PV-Anlage ist und wie viel Dachfläche es zur Installation braucht, hängt von der Leistung und Hersteller der Anlage sowie von den örtlichen Gegebenheiten ab.
Wie schwer ist ein PV-Modul?
Ein PV-Modul hat im Schnitt ein Gewicht zwischen 16 und 29 Kilogramm. Dabei sind die Glas-Folie-Module die leichtesten alle Modultypen. Glas-Glas-Module sind aufgrund der zusätzlichen Glasschicht 10 bis 20 Prozent schwerer. Das Gewicht von PV-Modulen hat durch die Entwicklung zu Halbzellenmodulen zugenommen.
| Modultyp | Gewicht PV-Modul |
| Glas-Folie-Module | 16 - 22 kg |
| Glas-Glas-Module | 20 - 26 kg |
| Halbzellenmodule | 21 - 29 kg |
Was wiegt ein Solarmodul pro m²?
Ein durchschnittliches Solarmodul wiegt 11 Kilogramm pro Quadratmeter, während Glas-Glas-Module mit 13 Kilogramm pro Quadratmeter etwa 15 Prozent mehr wiegen.
Welches Gewicht hat eine PV-Anlage?
Eine PV-Anlage erreicht ein Gewicht von circa 66 Kilogramm pro Kilowatt Peak Nennleistung. Hinzu kommen 2 bis 4 Kilogramm Gewicht für die Unterkonstruktion. Somit würde eine PV-Anlage mit 5 Kilowatt Peak circa 350 Kilogramm wiegen und eine PV-Anlage mit 10 Kilowatt Peak ganze 700 Kilogramm.
Diese Lasten können die meisten Dächer von Einfamilienhäusern tragen. Dennoch sollte die Statik während der Planung einer PV-Anlage geprüft werden. Daher raten wir, einen erfahrenen Solarteur hinzuzuziehen. Dieser hilft alle Voraussetzungen für Photovoltaik zu erfüllen und legt die PV-Anlage fachgerecht aus.
Welche innovativen Technologien wenden PV-Module an?
Damit PV-Module auf der gleichen Fläche mehr Strom erzeugen, wird durchgehend an innovativen Technologien geforscht. Vor allem zielt die Forschung darauf ab, den Wirkungsgrad von Solarzellen zu steigern.
Technologien wie bifaziale, HJT sowie PERC- und TOPCon-Solarzellen sind bereits marktreif und weit verbreitet. In der Forschung befinden sich Tandem- und Perowskit-Solarzellen, mit vielversprechenden Ergebnissen.
- Bifacial-Module eignen sich hervorragend für Solar-Carports, Terrassen, Großkraftwerke und Flachdächer. Sie eignen sich auch gut für Fassadensysteme auf weißen Wänden.
- Heterojunction-Solarzellen werden in bifazialen Modulen eingebaut, um deren Wirkungsgrad nochmals zu erhöhen.
- PERC- und TOPCon-Solarzellen werden in herkömmlichen Modulen eingebaut, um deren Wirkungsgrad zu erhöhen. Dies ist besonders wichtig, wenn wenig Platz zur Installation von Photovoltaik verfügbar ist. Der Unterschied zwischen PERC- und TOPCon-Solarzellen liegt im Wirkungsgrad und auch im Preis.
- IBC-Solarzellen werden am häufigsten in Solarmodulen für Balkonkraftwerke genutzt. Sie erreichen einen noch höheren Wirkungsgrad und produzieren auf limitierter Fläche einen höheren Ertrag.
Bifaziale Solarzelle
Bifaciale Solarzellen nutzen das Licht sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite, da sie eine zusätzliche Glasscheibe auf der Rückseite des PV-Moduls haben. Dies ermöglicht einen indirekten Lichteinfall, was letztlich den Wirkungsgrad des Moduls erhöht. Das erhöht den Ertrag um bis zu 15 Prozent.
Heterojunction-Solarzellen
Heterojunction-Solarzellen verwenden eine dünne Schicht aus amorphem Silizium und eine kristalline Siliziumscheibe, um den Wirkungsgrad der Zelle auf über 24 % zu erhöhen. Sie kombinieren die Vorteile von kristallinen und organischen Solarzellen.
PERC-Solarzellen
PERC-Solarzellen reflektieren das Sonnenlicht zurück in die Solarzelle. Dadurch wird die Stromerzeugung maximiert. Es verringert den Verlust an Sonnenlicht und erhöht den Ertrag pro Solarzelle. Der Wirkungsgrad erhöht sich auf bis circa 1 Prozent.
TOPCon-Solarzelle
Die TOPCon-Solarzellen sind eine Weiterentwicklung von PERC-Solarzllen. Sie haben eine feine Aluminiumoxidschicht auf der Oberfläche des P-Typ-Materials. Außerdem haben sie eine dünne Siliziumdioxidschicht als Tunnelschicht und eine darunter liegende Schicht mit hohem Polysiliziumgehalt. Das steiget den Wirkungsgrad von Solarzellen um 2 bis 3 Prozent.
IBC-Technologie
Die IBC-Solarzelle ist eine neue Solarzellentechnologie. Bei ihr befinden sich der p-n-Übergang und der Metallkontakt auf der Rückseite der Zelle. Dadurch wird die Abschirmung durch die vordere Metallgitterelektrode vermieden. Dadurch erreichen Sie noch höhere Wirkungsgrade als die PERC- und TOPCon-Solarzellen.
Tandemsolarzelle
Tandemsolarzellen haben mehrere Teilsolarzellen. Indem sie verschiedene Zelltypen, absorbieren sie einen größeren Teil des Lichtspektrums und erzeugen mehr Strom. Die am meisten untersuchte Kombination umfasst kristalline, Perowskit- und Dünnschichtsolarzellen. Diese Zellen sind zwar noch nicht ganz marktreif, erreichen aber bereits einen Wirkungsgrad von etwa 30 Prozent. Erste Hersteller wie Q Cells und Oxford PV produzieren seit 2023 Tandem-Solarzellen.
Perowskit-Solarzellen
Eine Perowskit-Solarzelle verwendet das Mineral Perowskit als Halbleiter. Sie sammelt Licht mit Hilfe einer Blei- oder Zinnhalogenide-Verbindung als aktive Schicht. In der Regel handelt es sich bei der Verbindung um ein organisch-anorganisches Hybridmaterial. Diese Zellen haben einen Wirkungsgrad von etwa 30 Prozent, aber ihre Lebensdauer ist derzeit noch zu kurz. Außerdem verwenden sie Blei, das umweltschädlich ist. Prognosen zufolge wird die Marktreife bis 2025 erwartet.
Welche Hersteller von PV-Modulen sind Marktführer?
Laut Absatz sind die chinesischen Hersteller Tongwei, JA Solar, AIKO, LONGi und JinkoSolar die Marktführer von PV-Modulen. Die meisten PV-Module werden in China hergestellt, sodass China einen Marktanteil von fast 90 Prozent erreicht. Die nordamerikanische Produktion steht an zweiter Stelle, und die europäische Produktion hat einen Marktanteil von lediglich 5 %.
Tongwei
Tongwei aus China ist der weltweit größte Hersteller von Solarmodulen. Im Jahr 2022 erzielte das Unternehmen einen Absatz von 38,1 Gigawatt. Tongwei ist in der Forschung, Entwicklung, Produktion und dem Verkauf von Solarzellen tätig. Das Unternehmen hat mehrere Standorte, darunter den Hauptsitz in Hefei, Provinz Anhui, China.
JA Solar
JA Solar ist ein chinesischer Hersteller von Solarmodulen. Es ist der zweitgrößte Hersteller von Solarzellen weltweit. Im Jahr 2022 verkaufte das Unternehmen 36,2 Gigawatt. Das 2005 gegründete Unternehmen JA Solar hat seinen Sitz in Peking und verfügt über 11 Produktionsstätten und 27 Niederlassungen. Seine Photovoltaik-Komponenten, wie z. B. Solarmodule, werden in rund 100 Ländern verkauft.
Aiko
Aiko ist der drittgrößte Solarmodulhersteller weltweit. Im Jahr 2022 erreichte ihr Absatz 30,7 Gigawatt. Das Unternehmen hat seinen Sitz in Shanghai und ist in den Bereichen Forschung, Entwicklung, Produktion und Vertrieb von Solarmodulen tätig. Aiko betreibt mehrere Standorte und verfügt über fast 800 genehmigte Patente. Das Unternehmen beschäftigt über 6.800 Mitarbeiter.
LONGi
LONGi ist weltweit der viertgrößte Hersteller von Solarmodulen mit einem Absatz von 29,2 Gigawatt im Jahr 2022. Ihr Ziel ist es, der wertvollste Hersteller von Solarmodulen zu werden. LONGi wurde im Jahr 2000 gegründet und betreibt heute mehrere Standorte in China und anderen Ländern. Ihre Produkte verkaufen Sie in 85 Ländern.
JinkoSolar
JinkoSolar war einst der weltweit größte Hersteller von Solarmodulen, liegt jetzt aber an fünfter Stelle. Im Jahr 2022 erreichte der Absatz 23,9 Gigawatt. Das Unternehmen wurde 2006 gegründet und hat seinen Hauptsitz in Shanghai. Es betreibt mehrere Standorte und ist für seine niedrigen Produktionskosten bekannt. Die Module haben einen Wirkungsgrad von über 22 Prozent und werden mit einer 30-jährigen Leistungsgarantie geliefert. Das Unternehmen stellt verschiedene Arten von Solarmodulen her, darunter Halbzellen und bifaciale Solarzellen. Andere Solarmodulhersteller übernehmen die Technologie von JinkoSolar.
Canadian Solar
Canadian Solar, der erste nicht-chinesische Hersteller von Solarmodulen, liegt mit einem Absatz von 16,9 Gigawatt im Jahr 2022 auf dem sechsten Platz. Das Unternehmen hat seinen Sitz in Ontario, Kanada, und produziert hauptsächlich in China. Canadian Solar hat aber auch Produktionsstätten in anderen Ländern.
Wichtigste PV-Hersteller aus Deutschland
Deutsche Photovoltaikmodule sind für ihre Qualität und lange Lebensdauer bekannt. Mit den chinesischen Herstellern können sie jedoch trotz ihres jüngsten Umsatzwachstums weltweit nicht mithalten.
AXITEC Energy
Das baden-württembergische Unternehmen Axitec ist einer der deutschen Photovoltaik-Hersteller im mittleren Preissegment. Es produziert Solarmodule, Stromspeichersysteme und Ladestationen an acht Standorten weltweit. Das Engineering-Team in Böblingen ist für die Produktkoordination und Qualitätssicherung zuständig.
AxSun Solar
Auch AxSun hat seinen Sitz in Baden-Württemberg. Das 2004 gegründete Unternehmen stellt seine Photovoltaik-Module ausschließlich in Deutschland her. Die Produktpalette umfasst All-Black-Module für Eigenheimbesitzer mit Fokus auf Design sowie Off-Grid-Module für netzunabhängige Anwendungen.
Hanwha Q Cells
Q Cells ist ein deutsches Photovoltaik-Unternehmen, das 2012 während der Insolvenz von Hanwha übernommen wurde. Infolgedessen wurde die Produktion der PV-Module von Q Cells nach Asien verlagert, während die Abteilungen für Vertrieb, Technologie und Innovation in Deutschland verblieben. Es ist erwähnenswert, dass Q Cells im Jahr 2019 der sechstgrößte Hersteller von Photovoltaikmodulen weltweit war.
Heckert Solar
Heckert Solar ist ein deutsches Unternehmen, das im Jahr 2001 gegründet wurde. Es produziert hochwertige Solarmodule, die ausschließlich in Deutschland hergestellt werden. Die Module von Heckert Solar sind etwas teurer, aber auch hochwertiger als die von internationalen Herstellern.
Luxor Solar
Luxor bietet PV-Module für alle Anwendungen, darunter hochwertige Glas-Glas-Module für Eigenheime und netzunabhängige Solarmodule für Inselsysteme. Die Produktgarantie beträgt 25 bis 30 Jahre und ist damit höher als der Branchendurchschnitt. Luxor produziert PV-Module in Deutschland, Japan und den USA.
Solarwatt
Solarwatt wurde 1993 in Dresden gegründet. Sie haben sich auf die Entwicklung von Energiesystemen für Haushalte und kleine Unternehmen spezialisiert. Zu ihren Produkten gehören PV-Module, Stromspeichersysteme und ein eigener Energiemanager. Solarwatt ist heute ein weltweit tätiges Unternehmen und sieht sich als Branchenprimus für langlebige Glas-Glas-Module.
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