Bifaziale Module – Vorteile und Nachteile beidseitig PV-aktiver Solarmodule

Wenn Sie Ihre Stromerzeugung maximieren und unabhängiger von Ihren Energieversorgern werden möchten, sind bifaziale Module eine innovative Lösung. Diese modernen Solarmodule sind auf beiden Seiten fotoelektrisch aktiv und nutzen das Sonnenlicht sowohl von vorn als auch von hinten. Dadurch können Sie von einem höheren Ertrag und einer verbesserten Effizienz profitieren, insbesondere unter optimalen Installationsbedingungen. In diesem Beitrag erfahren Sie mehr über die Funktionsweise, Vorteile, Nachteile und Herstellung dieser vielversprechenden Technologie.

Alles Wichtige über Bifaziale Module in Kürze:

• Bifaziale Module nutzen Solarzellen, die sowohl auf der Vorder- als auch
  
  auf der Rückseite photoelektrisch aktiv sind, was zu einem höheren Ertrag im Vergleich zu monofazialen Modulen führt.
• Der Bifazialfaktor ermöglicht eine Effizienzsteigerung von bis zu 30 %, abhängig von Faktoren wie der Installation, dem Neigungswinkel und dem Rückstrahlvermögen des Untergrunds.
• Die Herstellung von bifazialen Modulen erfordert zusätzliche Produktionsschritte, was zu höheren Kosten führt, jedoch sinken diese zunehmend, da immer mehr Hersteller auf diese Technologie setzen.

Verständnis Bifazialer Module

Bifaziale Solarmodule sind innovative Photovoltaiksysteme, die auf beiden Seiten solaraktiven Zellen nutzen. Diese Technologie ermöglicht es Ihnen, nicht nur die direkte Sonneneinstrahlung auf der Vorderseite, sondern auch das durch Reflexion auf der Rückseite erhaltene Licht zu nutzen. Dies kann zu einer signifikanten Ertragssteigerung führen und Ihre Unabhängigkeit von herkömmlichen Stromerzeugern erhöhen.

Definition und Terminologie

Der Begriff „bifazial“ leitet sich von den lateinischen Wörtern „bi“ für zwei und „facies“ für Gesicht ab. Dies bedeutet, dass bifaziale Module sowohl auf ihrer Vorder- als auch auf ihrer Rückseite solaraktive Eigenschaften besitzen. Diese Module sind in der Lage, Photonen von beiden Seiten zu sammeln, wodurch die Effizienz ihrer Stromerzeugung erhöht wird.

Geschichte und Entwicklung

Die Entwicklung bifazialer Solarmodule begann bereits in den 1960er Jahren, als ein japanischer Forscher das Konzept von Solarzellen mit zwei p-n-Übergängen vorstellte. Obwohl diese Technologie anfangs hauptsächlich in der Raumfahrt genutzt wurde, konnte sie sich aufgrund hoher Produktionskosten lange Zeit nicht im kommerziellen Bereich etablieren. Erst in den letzten Jahren haben große Hersteller wie LG Electronics und Panasonic die Produktion bifazialer Module vorangetrieben, was zu einer breiteren Markteinführung führte.

In den letzten Jahren hat sich die Technologie der bifazialen Solarmodule erheblich weiterentwickelt. Die heutigen Module nutzen durch innovative Herstellungsverfahren optimierte Materialien und Designs, die die Effizienz steigern und die Produktionskosten senken. Der Bifazialfaktor dieser modernen Zellen kann bis zu 95 % betragen, was bedeutet, dass Sie auch bei suboptimalen Lichtverhältnissen von einer erheblichen Energieerzeugung profitieren können. Das Wachstum und die Verbreitung bifazialer Module sind ein wichtiges Signal für die zukünftige Richtung im Bereich erneuerbarer Energien.

Technische Merkmale von bifazialen Modulen

Bifaziale Module zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, Sonnenlicht auf beiden Seiten zu nutzen, was zu einer höheren Energieausbeute führt. Diese Solarmodule bestehen meist aus transparenten Materialien an der Rückseite, was das Eindringen von Licht ermöglicht und die Effizienz steigert. Ein typisches Merkmal ist der Bifazialfaktor, der den Unterschied in der Leistung zwischen Vorder- und Rückseite angibt, wobei moderne Zellen Werte von bis zu 95 % erreichen können.

Bau und Design

Der Aufbau bifazialer Module unterscheidet sich vom monofazialen Design durch zusätzliche Schritte in der Herstellung. Die Rückseite der Zellen ist poliert und passiviert, um eine effektive Nutzung des einfallenden Lichts zu ermöglichen. Zudem können diese Module als rahmenlose Glas-Glas- oder Glas-Folie-Konstruktionen realisiert werden, um Stabilität und Ästhetik zu vereinen.

Leistung und Effizienz

Die Leistung bifazialer Module ist beeindruckend, da sie durch die Nutzung von reflektiertem Licht auf der Rückseite eine höhere Energieausbeute erzielen. Im Vergleich zu herkömmlichen monofazialen Modulen kann der Mehrertrag zwischen 5 % und 30 % liegen, abhängig von der Installation und den Umgebungsbedingungen. Faktoren wie Neigungswinkel und Rückstrahlvermögen des Untergrundes beeinflussen ebenfalls die Effizienz und den letztlichen Ertrag Ihrer Solaranlage. Unter optimalen Bedingungen können bifaziale Solarmodule bis zu 20% mehr Energie erzeugen als monofaziale Module.

Bifaziale Module Nachteile

Bifaziale Solarmodule haben trotz ihrer Vorteile einige Nachteile:

1. Höhere Kosten: Sie sind in der Anschaffung 10-20% teurer als monofaziale Module aufgrund des höheren Materialaufwands und der aufwendigeren Fertigungstechnologie.
2. Komplexere Installation: Die optimale Nutzung erfordert eine sorgfältige Planung, insbesondere hinsichtlich des Neigungswinkels und der Höhe des Montagesystems.
3. Spezielle Montagesysteme: Es werden teurere und komplexere Montagesysteme benötigt, die keine Schatten auf die Rückseite werfen.
4. Empfindlichkeit: Bifaziale Module reagieren besonders empfindlich auf Verschmutzungen und Schatten auf beiden Seiten, was häufigere Reinigung und Wartung erfordert.
5. Standortabhängigkeit: Ihre Effizienz hängt stark von der Reflexion des Lichts ab. Ohne reflektierende Oberfläche ist die zusätzliche Leistung begrenzt.
6. Höheres Gewicht: Bifaziale Module sind schwerer, was die Installation erschwert und zu höheren Installationskosten führen kann.
7. Eingeschränkte Einsatzmöglichkeiten: Auf Schrägdächern oder Ziegeldächern sind sie weniger effektiv, da die Rückseite kaum reflektiertes Licht erhält.

Diese Nachteile sollten bei der Entscheidung für oder gegen bifaziale Module sorgfältig abgewogen werden.

Vorteile bifazialer Module

Bifaziale Module bieten Ihnen zahlreiche Vorteile, die über die herkömmlicher Solarmodule hinausgehen. Durch ihre beidseitige Aktivität können sie nicht nur direktes Sonnenlicht, sondern auch reflektiertes Licht nutzen, was zu einem höheren Energieertrag führt.

Erhöhter Energieertrag

Mit bifazialen Modulen können Sie sich auf einen erheblichen Ertragsanstieg freuen. Im Vergleich zu herkömmlichen monofazialen Modulen sind Gewinne von 5 % bis 30 % möglich, abhängig von Faktoren wie dem Rückstrahlvermögen Ihres Untergrunds. Dieser Mehrertrag entsteht durch die Nutzung des Sonnenlichts, das auf die Rückseite der Module trifft, was Ihren Eigenverbrauch erheblich steigert.

Anpassungsfähigkeit an verschiedene Installationen

Bifaziale Module zeichnen sich durch ihre hohe Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichste Installationsbedingungen aus. Sie können sowohl auf Flachdächern als auch in freistehenden Anlagen wie PV-Zäunen oder Carports installiert werden, wo sie von der Reflexion des Bodens profitieren können. Diese Vielseitigkeit macht bifaziale Module zu einer attraktiven Option für diverse Nutzungsszenarien und sorgt dafür, dass Sie ihre Vorteile optimal ausschöpfen.

Insbesondere bei Flachdachinstallationen und aufgeständerten Modulen können Sie den Ertrag durch direkte und reflektierte Sonnenstrahlung maximieren. Auf diese Weise nutzen Sie auch in weniger idealen Bedingungen die volle Leistungsfähigkeit der Module. Denken Sie daran, dass der Abstand zwischen Modulen und Untergrund sowie das Rückstrahlvermögen der Fläche großen Einfluss auf die Energieausbeute haben, was die Notwendigkeit einer cleveren Platzierung unterstreicht. Dadurch gewährleisten Sie, dass Ihre Solaranlage in jeder Situation effizient arbeitet.

Gibt es Unterschiede in der Lebensdauer zwischen bifazialen und monofazialen Modulen?

Es gibt signifikante Unterschiede in der Lebensdauer zwischen bifazialen und monofazialen Solarmodulen:

1. Bifaziale Module haben in der Regel eine längere Lebensdauer von etwa 30-40 Jahren, während monofaziale Module durchschnittlich 25-30 Jahre halten.
2. Die erhöhte Langlebigkeit bifazialer Module spiegelt sich oft in längeren Garantiezeiten wider. Beispielsweise bietet Meyer Burger für bifaziale Module eine Garantie von 30 Jahren, während für monofaziale Module nur 25 Jahre gewährt werden.
3. Bifaziale Module, insbesondere solche mit Glas-Glas-Konstruktion, sind robuster und weniger anfällig für UV-bedingte Alterungsprozesse im Vergleich zu monofazialen Modulen mit Polymerrückseitenfilm.
4. Die doppelglasige Bauweise macht bifaziale Module widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse wie UV-Strahlung und mechanische Belastungen, was zu ihrer längeren Lebensdauer beiträgt.
5. Aufgrund ihrer höheren Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen führen bifaziale Module zu geringeren Wartungskosten über ihre Lebensdauer hinweg.

Diese längere Lebensdauer trägt zur verbesserten Gesamtrentabilität von bifazialen Modulen bei, trotz ihrer höheren Anfangskosten.

Welche speziellen Montagesysteme sind für bifaziale Module erforderlich?

Für bifaziale Solarmodule sind spezielle Montagesysteme erforderlich, die deren einzigartige Eigenschaften berücksichtigen und den Energieertrag optimieren:

1. Minimierung von Verschattung: Die Montagesysteme müssen so gestaltet sein, dass sie keine signifikanten Schatten auf die Rückseite der Module werfen. Dazu werden Querstreben entfernt und Modulträger an den Rand versetzt.
2. Angepasste Trägerstruktur: Die Sparren der Unterkonstruktion werden zwischen den Modulen verlegt, und die Modulträger im Abstand einer Modulbreite installiert.
3. Erhöhte Stabilität: Da die Querstreben entfernt werden, müssen die Systeme durch längere Binder zwischen den Modulträgern stabilisiert werden, was mehr Material erfordert.
4. Optimale Neigung und Höhe: Die Montagesysteme müssen eine präzise Einstellung des Neigungswinkels (idealerweise 30-35° Richtung Süden) und der Höhe ermöglichen.
5. Windlastbeständigkeit: Die Konstruktion muss robust genug sein, um erhöhten Windlasten standzuhalten.
6. Flexible Ausrichtung: Verstellbare Racking-Systeme können die Effizienz der bifazialen Module erhöhen.
7. Bodenabstand: Eine empfohlene Höhe von etwa 108 cm vom Boden ermöglicht eine gleichmäßigere Bestrahlung und verhindert Selbstbeschattung.

Diese speziellen Montagesysteme sind zwar komplexer und teurer in der Anschaffung, ermöglichen aber eine optimale Nutzung des Potenzials bifazialer Module.

Wirtschaftliche Überlegungen

Bifaziale Solarmodule bieten Ihnen nicht nur eine innovative Technologie, sondern auch wirtschaftliche Vorteile. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Licht von beiden Seiten zu nutzen, können Sie höhere Erträge erzielen. Indem Sie in bifaziale Module investieren, machen Sie sich unabhängiger von steigenden Strompreisen und profitieren von garantierten Preisen für selbst erzeugten Strom, die bei ca. 7 Cent/kWh liegen. Dies trägt zu einer Stabilität Ihrer Energiekosten über die lange Lebensdauer der Module bei.

Kostenvergleich mit monofazialen Modulen

Fazit zu Bifazialen Modulen

Bifaziale Module bieten Ihnen eine innovative Lösung zur Steigerung der Effizienz Ihrer Photovoltaikanlage. Durch ihre Fähigkeit, Sonnenlicht von beiden Seiten zu nutzen, können sie einen signifikanten Mehrertrag im Vergleich zu herkömmlichen monofazialen Modulen erzielen. Besonders bei geeigneten Installationen, wie Freiflächen oder aufgeständerten Modulen, profitieren Sie von zusätzlichen Erträgen. Investieren Sie in diese Technologie, um Ihre Unabhängigkeit von Strompreisen zu erhöhen und gleichzeitig einen nachhaltigen Beitrag zur Energieerzeugung zu leisten.