Bifaziale PV-Module, die Sonnenlicht von beiden Seiten sammeln, gewinnen an Popularität, da sie das Potenzial bieten, erheblich höhere Energieerträge zu liefern als herkömmliche monofaziale Module. Trotz der historisch höheren Kosten und Produktionsherausforderungen für bifaziale Technologien haben jüngste Innovationen die Kosten gesenkt und sie zu einer wettbewerbsfähigen Alternative gemacht. Diese Entwicklung, kombiniert mit der Fähigkeit der Module, sich an verschiedene Montageszenarien und Umgebungen anzupassen, weckt das Interesse der Industrie.
Inhaltsverzeichnis
- Entwicklung bifazialer Module
- Vorteile und Betrieb von bifazialen Modulen
- Leistungsbeurteilung und Expertenmeinung
- Nachteile von Bifazialen Modulen bei einer Auf-Dach-Installation
1. Entwicklung bifazialer Module
Bifaziale Solarzellentechnologie, obwohl sie in den 1970er Jahren entstand, hat erst kürzlich einen bemerkenswerten Aufschwung in der Solarindustrie erlebt. Historisch gesehen waren die Produktions- und Installationskosten für bifaziale Zellen deutlich höher als für monofaziale Zellen, was sie zu einem Nischenprodukt machte. Die größeren Kosten waren hauptsächlich auf zusätzliche Produktionsschritte und den Einsatz teurerer Materialien zurückzuführen.
In den letzten Jahrzehnten haben technologische Fortschritte und Innovationen in der Herstellungsprozesskette jedoch dazu beigetragen, die Kosten für bifaziale Module erheblich zu senken. Dies, gepaart mit ihrem Potenzial, deutlich höhere Energieerträge zu liefern, hat sie zu einer attraktiven Option für PV-Installateure und Endverbraucher gemacht. Der Markt hat auch einen Anstieg der Anzahl der Hersteller gesehen, die jetzt bifaziale Module anbieten, was zu erhöhtem Wettbewerb und weiteren Preisreduktionen geführt hat. Es ist erwähnenswert, dass während bifaziale Technologien immer noch einen geringeren Marktanteil im Vergleich zu monofazialen Modulen haben, ihre steigende Popularität und Akzeptanz in der Branche nicht zu übersehen ist.
2. Vorteile
Bifaziale Solarzellen bieten in vielen Hinsichten einzigartige Vorteile gegenüber herkömmlichen monofazialen Modulen. Einer der auffälligsten Vorteile ist das Potenzial für signifikant erhöhte Energieerträge. Aber unter welchen Umständen ist dieser Mehrertrag von bis zu 20% tatsächlich möglich?
Mehrertrag durch Freistehende Montage:
Wenn bifaziale Module freistehend installiert werden, können sie Sonnenlicht von beiden Seiten aufnehmen. Dies erlaubt ihnen, nicht nur das direkte Sonnenlicht von oben, sondern auch das reflektierte Licht von der Unterseite und aus ihrer Umgebung zu nutzen.
Optimale Nutzung bei Installation über reflektierendem Boden:
Die Höhe, in der ein bifaziales Modul montiert wird, spielt eine wesentliche Rolle für den Energieertrag. In Freiflächenanlagen, in denen die Module hoch über einem reflektierenden Boden wie hellem Sand, hellem Kies oder sogar Schnee montiert sind, kann das Modul das von diesen Oberflächen reflektierte Licht maximal nutzen. Diese reflektierende Eigenschaft des Bodens, bekannt als Albedo, verstärkt die Energieaufnahme des Moduls von seiner Rückseite erheblich und kann zu einem Ertragszuwachs von bis zu 20% führen, verglichen mit einem herkömmlichen monofazialen Modul.
Designflexibilität: Bifaziale Module sind nicht nur effizienter, sondern bieten auch mehr Gestaltungsmöglichkeiten, was sie für innovative Solarprojekte attraktiv macht.
Im Großen und Ganzen hängt der Mehrertrag von bifazialen Modulen von einer Kombination aus Montagehöhe, Bodenreflexion (Albedo) und anderen installativen Faktoren ab. In den richtigen Umständen können sie Ertragssteigerungen von bis zu 20% gegenüber herkömmlichen Modulen liefern.
3. Leistungsbeurteilung und Expertenmeinung
TÜV Rheinland hat die Leistung von bifazialen Modulen analysiert und festgestellt, dass die gemessenen bifazialen Faktoren zwischen 57,6 % und 96,3 % variieren. Einige Module zeigten durch Schatteneffekte verringerte Leistungen. Darüber hinaus gibt es Unterschiede in der Lichtdurchlässigkeit aufgrund unterschiedlicher Glasarten. Als unabhängige Experten betont TÜV Rheinland die Bedeutung von standardisierten Daten für einen effektiven Vergleich von Solarzellen.
4. Nachteile von Bifazialen Modulen bei einer Auf-Dach Installation:
Energieverlust bei Dachparalleler Montage:
Bei einer dachparallelen Montage geht Energie durch die Durchstrahlung der Module verloren. Übliche Dacheindeckungen bieten in der Regel kein hohes Albedo, was zu einem reduzierten Ertrag bei dieser Art von Installation führt.
Risiko von Mikrorissen:
Bifaziale Module, die aus zwei Glasscheiben von jeweils etwa 1,6 mm bestehen, sind anfälliger für Mikrorisse, besonders bei Hagel, im Vergleich zu anderen Modulkonstruktionen. Es werden 2x 2mm Glasstärke empfohlen.
Wärmeübertragung:
Die rückseitige Glasscheibe bei bifazialen Modulen bietet nicht die gleiche Wärmeableitung wie eine dünne Folie. Dies kann dazu führen, dass sich das Modul stärker erwärmt, was wiederum die Energieausbeute reduziert.
Effizienz bei dachparalleler Installation:
Um bei einer dachparallelen Installation das meiste Licht zu erfassen, wäre eine weiße Folie oder ein Abdruck aus reflektierendem Material effizienter, da das Licht direkt hinter der Zelle zurück in diese reflektiert wird.
Irreführendes Marketing:
Einige Hersteller empfehlen ihre bifazialen Module für dachparallele Installationen, obwohl diese Art von Modulen für diesen spezifischen Anwendungsfall möglicherweise nicht optimal ist.