Leistungsstarke Solarmodule
Bifaziale Solarmodule
Die Solarzellen der bifazialen Solarmodule können beidseitig Sonnenenergie aufnehmen und in elektrische Energie umwandeln. Der Wirkungsgrad ist somit höher. Wer also effektive Solarmodule kaufen möchte ist oft mit bifazialen Modulen gut beraten. Doch was bedeutet „bifazial“ und sind bifaziale Module wirklich immer besser?
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Inhalt
Was sind bifaziale Module
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Mehr InformationenWas sind bifaziale Module
Bifaziale Solarmodule sind eine innovative Weiterentwicklung in der Welt der Photovoltaik.
„bi“ bedeutet zwei
„facies“ bedeutet Gesicht
Ursprung aus dem Lateinischen:
Der Name leitet sich aus dem lateinischen „Bi“ (zwei) und „Facies“ (Gesicht) ab und beschreibt genau das, was sie sind: Solarzellen, die nicht nur auf der Vorderseite ein durchlässiges Glas verbaut haben, sondern auch auf der Rückseite des Solarmoduls. Es kann somit eine beidseitige Lichteinstrahlung zur Energieerzeugung genutzt werden.
Definition Bifaziale Solarmodule
Solarzellen, die auf beiden Seiten, sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite, photoelektrisch aktiv sind. Dies mag auf den ersten Blick nach zwei separaten Zellen klingen, aber es handelt sich tatsächlich um eine einzelne Solarzelle, die sowohl von vorne als auch von hinten bestrahlt werden kann.
Historie bifazialer Module
Die Idee der bifazialen Module ist keineswegs neu, sie wurde bereits in den 1960er Jahren vorgestellt. Allerdings erleben sie in der heutigen Zeit eine Renaissance, da sie eine Reihe von Vorteilen bieten.
Um diese Vor- und Nachteile genauer zu beleuchten, werde ich in einem der kommenden Abschnitte eingehen. Zunächst jedoch werfen wir einen genaueren Blick auf den Aufbau und die Funktionsweise dieser faszinierenden Technologie.
Solarmodule im Vergleich
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- Aktuelle monofaziale und bifaziale Module in der Übersicht
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Aufbau bifazialer PV-Module
Bifaziale Module zeichnen sich durch einen speziell angepassten Rückseitenkontakt aus, der es ermöglicht, Photonen auch von der Rückseite der Zelle aufzufangen.
Dies bedeutet, dass nicht nur das einfallende Sonnenlicht von oben genutzt wird, sondern auch das gestreute oder reflektierte Licht von umliegenden Oberflächen.
Diese Fähigkeit zur doppelten Lichtausnutzung steigert die Effizienz und Leistungsfähigkeit bifazialer Solarmodule erheblich.
Der Aufbau eines bifazialen Moduls unterscheidet sich somit grundlegend von herkömmlichen Solarmodulen. Die innovative Technologie ermöglicht es, mehr Energie aus dem gleichen Flächenmaß zu gewinnen, was besonders in begrenzten Platzverhältnissen von Vorteil ist.
Die verbesserte Leistungsfähigkeit macht bifaziale Solarmodule zu einer vielversprechenden Option in der Photovoltaikbranche.
Produktionsprozess bifazialer Module
Für das Herstellen bifazialer Module müssen zusätzliche Prozessschritte erfolgen. Diese Produktionsschritte können ohne größere Probleme an den bereits bestehenden Herstellungsprozess monofazialer Module ergänzt werden. Der zusätzliche Produktionsaufwand ist somit überschaubar bzw. relativ einfach zum Bestehenden zu ergänzen.
Die Kosten sind für bifaziale Module jedoch u.a. durch die zusätzlichen Prozessschritte höher. Weitere Nachteile führe ich in den nächsten Kapitel auf.
Wieviel Mehrertrag durch bifaziale Module?
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Mehr InformationenWelche Leistungen können durch bifaziale Module erreicht werden? Der Bifazialfaktor, spielt hier eine entscheidender Rolle und beeinflusst die Leistung und Effizienz Ihrer Solaranlage maßgeblich.
Definition Bifazialfaktor
Bifazialfaktor
oder im englischen auch bekannt unter
Bifaciality Coefficient / Bifaciality Factor (BiFi)
Der Bifazialfaktor ist ein Leistungsindikator für bifaziale Solarmodule im Vergleich zu monofazialen Modulen. Der Wert an sich beschreibt das Verhältnis des Wirkungsgrads der Vorderseite zum Wirkungsgrad der Modulrückseite.
Das Licht, das die Rückseite erreicht, kann nicht so effektiv genutzt werden wie das auf der Vorderseite. Dieser Unterschied wird durch den Bifazialfaktor quantifiziert – eine Kennzahl, die die Differenz im Wirkungsgrad zwischen Vorder- und Rückseite beschreibt.
Formel zur Berechnung des Bifazialfaktors
Aktuelle bifaziale Module weisen Bifazialfaktoren von 70 bis 95 % auf. Dies bedeutet, dass die Rückseite theoretisch bis zu 95 % des Wirkungsgrades der Vorderseite erreichen kann – ein beeindruckend hoher Wert.
Typische bifazialwerte bei unterschiedlichen Modul-Technologien
- PERT (Passivated emitted rear diffused) -Bifaciality: 80–90%
- PERC (Passivated emitted rear contact) – Bifaciality: 80–90%
- PERC (Passivated emitted rear locally diffused) -Bifaciality: 70–80%
- IBC (Interdigitated back contact) – Bifaciality: 70–80%
- HIT (Heterojunction with thin layer) – Bifaciality: 95–100 %
Quelle: ae-solar.com
Tatsächliche Leistungsgewinne durch bifaziale Module
In der Praxis erreicht man jedoch nie diesen Wert, da auf die Rückseite in der Regel nur reflektiertes Licht fällt. Reflexion und Diffusion reduzieren die auf das Modul treffende Energie bereits. In der Praxis kann man realistisch mit einem zusätzlichen Ertrag von etwa 25-30 % rechnen.
Das Fraunhofer Institut ISE entwickelt spezielle Werkzeuge zur Simulation der Einstrahlung auf die Rückseite und somit auch zur Berechnung des zusätzlichen Ertrages durch bifaziale Module. Einfach ist das in der Tat nicht, da der Mehrertrag von drei Faktoren ab, welche sich bei jeder Installation unterscheiden.
Faktoren die sich auf den bifazialen Mehrertrag auswirken
- Den Moduleigenschaften
- Die Art der Montage (Höhe, Winkel, Abstand zu anderen Flächen, etc.)
- Die Umgebung der PV Anlage (Albedo-Effekt)
Ideale Einsatzgebiete für bifaziale Solarmodule
- Agri-Photovoltaik
- Carports
- aufgeständerte Montage z.B. auf Flachdächern, Garagendächern
- Freiflächenanlagen
- PV Terrassengeländer
- Balkonkraftwerke
- Glasüberdachung über Terrassen
Vorteile und Nachteile bifaziale Module
Den offensichtlichen Hauptvorteil ist die höhere Leistung. Doch die Glas-Glas-Module haben zum einen noch mehr Vorteile und zum anderen auch einige Nachteile.
Vorteile bifaziale Module im Überblick
- Maximal 25-30 % höherer Ertrag durch die zusätzliche Nutzung der Modulrückseite zur Stromerzeugung
- Besseres Schwachlichtverhalten. Höhere Ausbeute an Morgen- und Abendstunden, wenn die Sonne in einem flachen Winkel auf das Modul trifft.
- Robuster und somit langlebiger. Durch die Glas-Glas Konstruktion sind die Module deutlich robuster. Die Hersteller geben hier Produktgarantien von bis zu 30 Jahren.
- Geringere jährliche Degradation als bei monofazialen Modulen
- Sehr gute Temperaturkoeffizienten, somit auch gut bei hohen Temperaturen
- Die Glas-Glas Module bieten einen besseren Brandschutz als Glas-Folie-Module. Das hat den Vorteil, dass die Solarmodule auch nach den Brandschutzverordnungen näher an das Nachbarshaus installiert werden dürfen und somit gerade bei Reihenhäusern und Doppelhaushälften oft mehr Dachfläche ausgenutzt werden kann.
Nachteile bifaziale Module im Überblick
- Höherer Preis im Vergleich zu monofazialen PV-Modulen
- Ausreichend Platz erforderlich, damit auch eine Reflexion der umgebenden Oberflächen möglich ist
- Höheres Gewicht durch zweite Glasschicht
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Fazit: Lohnen sich bifaziale Module?
Bifaziale Solarmodule bieten viele Vorteile, doch können diese auch nur ausgespielt werden, wenn dafür gesorgt wird, dass ausreichend Licht auf die Rückseite eingestrahlt werden kann. Das heißt, dass bifaziale Module für Aufdachmontagen ohne Aufständerung wenig Vorteile bzgl. des Ertrags bringen. Die anderen Vorteile bzgl. der Garantiezeit und der geringeren Degradationsrate, etc. sind natürlich weiterhin gegeben.
Für Privatpersonen machen bifaziale Module aus meiner Sicht vor allem für die Installation auf Flachdächern, Garagen, Carports oder als Terrassenüberdachung sinn. Auch bifaziale Balkonkraftwerke / Steckersolargeräte sind mittlerweile sehr günstig zu erwerben. In meinem Beitrag 4 bifaziale Balkonkraftwerke im Vergleich habe aus meiner Sicht sehr gute Balkonkraftwerke mit Glas Glas Modulen im Direktvergleich gegenübergestellt.
Wer eine Aufdach-PV-Anlage mit bifazialen Modulen plant, kann auch einfach den kostenlosen und unverbindlichen PV-Angebotsvergleich nutzen, um somit auch eine kostenlose Beratung zum Projekt und zu den Fördermöglichkeiten zu bekommen.
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