Einsatz von Dünnschichtmodulen in Photovoltaikanlagen

• Was ist ein Dünnschichtmodul? Ein Dünnschichtmodul ist eine Art von Solarpanel, das dünnschichtige Photovoltaikzellen verwendet, um Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln. Sie sind meist kleiner als kristalline Module und haben eine homogene Oberfläche mit dunkelgrüner, bräunlicher oder schwarzer Färbung. Diese Module sind typischerweise dünner als traditionelle Solarzellen, die auf kristallinem Silizium basieren, und können flexibler sowie leichter sein.
• Welche Besonderheiten weisen Dünnschichtmodule auf? Dünnschichtmodule werden aus verschiedenen Materialien wie amorphem Silizium, Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS) oder Cadmiumtellurid hergestellt. Sie sind besonders nützlich für Anwendungen, bei denen Flexibilität oder Gewichtsbeschränkungen eine Rolle spielen, wie z. B. auf Gebäuden oder tragbaren Geräten.
• Was kosten Dünnschichtmodule? Mit Kosten von 400 € bis 750 € pro kW_p sind Dünnschicht Solarmodule relativ günstig. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass für dieselbe Leistung, die monokristalline Photovoltaikmodule bieten, etwa 1,5 bis 2 Mal mehr Dünnschichtmodule erforderlich sind.
• Beispiel Dünnschichtmodule Fassade: Dünnschicht PV-Module eignen sich gut für die Integration in Fassaden, da sie flexibel und ästhetisch ansprechend gestaltet werden können. Die dünnen Solarmodule können transparent oder farbig sein und lassen sich harmonisch in das architektonische Design einbinden. Sie tragen zur Energieeffizienz des Gebäudes bei, indem sie sowohl als Wärme- und Sonnenschutz dienen als auch Strom erzeugen.
• Dünnschichtmodule Wirkungsgrad im Vergleich: Der Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen liegt typischerweise zwischen 5 % und 10 %. Dies ist geringer als der Wirkungsgrad von kristallinen Silizium-Solarzellen, der oft zwischen 15 % und 22 % liegt. Der spezifische Wirkungsgrad hängt jedoch von dem verwendeten Material ab.
• Nachteile von Dünnschichtmodulen: Dünnschicht-Solarzellen haben typischerweise eine geringere Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität im Vergleich zu herkömmlichen kristallinen Siliziumzellen. Aufgrund ihrer geringeren Effizienz benötigen Dünnschichtmodule mehr Fläche, um dieselbe Menge an Strom zu erzeugen wie andere Technologien. Dünnschichtmodule können schneller an Effizienz verlieren über die Zeit als kristalline Solarzellen. Die verwendeten Stoffe wie Cadmium sind nicht unbedenklich.
• Vorteil Dünnschichtmodule Nordseite: Dünnschichtsolarmodule zeichnen sich durch eine hohe Effizienz bei diffusen und schwachen Lichtverhältnissen aus, wie sie oft auf Nordseiten vorkommen. Sie können auf flach geneigten Dächern sogar einen höheren Ertrag erzielen.

Dünnschicht-Module sind im Vergleich zu kristallinen Modulen sehr leicht. Sie verfügen über eine geringe Dicke. Häufig werden sie ohne Rahmen hergestellt, was sich ebenfalls positiv auf ihr Gewicht auswirkt. Zugleich sind sie aufgrund des fehlenden Rahmens allerdings etwas komplexer in den Montageanforderungen und auch weniger stabil. Sie lassen sich jedoch aufgrund des fehlenden Rahmens jedoch einfacher reinigen. Die Verschmutzungserscheinungen von Dünnschichtmodulen sind geringer, da sich in den Kanten des Modulrahmens kein Schmutz ablagern kann. Das wiederum bringt Kosten-Vorteilebei der Wartung der Dünnschichtanlage.

Als Degradation wird der Prozess bezeichnet, der bei den Solarmodulen eine Leistungsminderung bewirkt. Die Degradation ist somit bei der Ermittlung der Leistungserträge von Solarmodulen mit zu berücksichtigen. Dabei sind drei Arten von Degradation zu unterscheiden: die Anfangsdegradation, die auch als lichtinduzierte Degradation bezeichnet wird, die potenzialinduzierte Degradation und die altersbedingte Degradation.

• Gerade die lichtinduzierte Degradation tritt vor allem bei Dünnschicht-Solarmodulen auf. Dünnschichtmodul-Hersteller berechnen diese Anfangsdegradation bei der Angabe der Nennleistung der Module allerdings von vorherein mit ein.
• Auch bei der altersbedingten Degradation sind Dünnschichtmodule anfälliger im Vergleich zu kristallinen Modulen. Demzufolge sind sie weniger alterungsbeständig und haben damit eine geringere Lebensdauer. Hersteller geben daher für sie kürzere Garantien.
• Die potenzialinduzierte bzw. spannungsinduzierte Degradation tritt ebenso wie die lichtinduzierte Degradation nur einmalig auf, kann jedoch alle Modultypen gleichermaßen betreffen. Sie wird durch die Art der Installation hervorgerufen.