Vor- und Nachteile von monokristallinen Solarmodulen im Vergleich

Monokristalline Solarzellen zeichnen sich durch ihre hohe Qualität und ihren hohen Wirkungsgrad, den sie erzielen können, aus. Sie werden in einem aufwendigen Herstellungsverfahren produziert. Daher sind sie im Vergleich zu anderen Solarzellen aber auch teurer. Für ihre Herstellung wird zudem viel Energie benötigt und ihr Rohstoffeinsatz ist damit vergleichsweise hoch. Die Umweltbilanz monokristalliner Solarmodule schneidet damit im Vergleich zu den anderen Modultypen schlechter ab.

Für den Anlagenbetreiber überwiegen jedoch die Vorteile: Positiv ist ihre lange Lebensdauer, ihre Robustheit, ihre geringe Anfälligkeit gegenüber äußeren Einflüssen und ihre einfache Montage. Sie sind besonders geeignet für den Einsatz auf kleinen Dachflächen, die in Richtung Süden zeigen, auf denen sich mit monokristallinen Solarmodulen hohe Solarstromerträge erzielen lassen.

Monokristalline Module werden aus dem Halbleitermaterial Silizium hergestellt. Sie werden aus einkristallinen Stäben gefertigt, aus der ihre gleichartige, homogene Kristallstruktur stammt. Sie garantiert den hohen Wirkungsgrad monokristalliner Module. Dieses Herstellungsverfahren ist jedoch sehr aufwendig und teuer, was den hohen Preis der Module begründet. Die kristallinen Stäbe werden zunächst eingeschmolzen und anschließend aus der Siliziumschmelze gezogen. Danach werden die sogenannten Ingots in dünne Scheiben zersägt, die auch allgemein als „Wafer“ bezeichnet werden. Die einzelnen Solarzellen werden schließlich zu Solarmodulen miteinander verschaltet, beschichtet und gerahmt. Monokristalline Solarmodule kennzeichnet eine dunkelblaue bis schwärzliche Färbung. Sie wirken von ihrer Optik glatt und eben.

Monokristalline Module verfügen über den höchsten Wirkungsgrad von allen Modulen, die bislang am Markt erhältlich sind. Der Wirkungsgrad beschreibt die Umwandlung der nutzbar gemachten Stromenergie im Verhältnis zur Einstrahlungsenergie der Sonne (Sonnenenergie). Durch ihn wird ermittelt, wie hoch der durch die Solarmodule generierte Solarstromertrag ist. Je höher ein Wirkungsgrad ist, desto mehr Strom kann die Solarzelle bei gleicher Sonneneinstrahlung produzieren. Der Wirkungsgrad wird aus dem Verhältnis Leistung pro Modul-/Zellfläche ermittelt.

Monokristalline Module reagieren auf Temperaturschwankungen und Veränderungen der Lichtverhältnisse. Besonders hohe Umgebungstemperaturen können die Leistungsfähigkeit der Module beeinflussen, ebenso schwache oder diffuse Lichtverhältnisse. Herrschen keine optimalen Lichtverhältnisse vor, kommt es zu Leistungseinbußen bei den monokristallinen Modulen.

Dies lässt sich vermeiden, indem von vorherein auf den Aufstellungs- bzw. Einsatzort der Module geachtet wird. Monokristalline Module sollten möglichst direkt in Richtung Süden ausgerichtet und installiert werden, da sich nur so die hohen Wirkungsgrade und damit Stromerträge realisieren lassen.

Monokristalline Module lassen sich leicht und ohne besonders viel Aufwand auf Dächern installieren. Zwar verfügen sie über ein höheres Gewicht im Vergleich zu Dünnschicht-Modulen, welches im Schnitt und je nach Größe zwischen 8 und 16 kg liegt. Aufgrund ihrer Bauweise und vorgefertigter Montagesysteme lassen sich die Module einfach am Dach anbringen. Die einzelnen Solarzellen sind miteinander verschaltet und werden entweder durch eine meist durchsichtige Ethylen-Vinyl-Acetat Folie oder Solar-Glasscheibe bedeckt. Sie können auch durch zwei Glas-Scheiben auf Vorder- und Rückseite ummantelt sein. Das sind die sogenannten Glas-Glas-Module. Ein Aluminium- oder Edelstahlrahmen umrahmt die Module und dient zur Befestigung der Module auf dem Dach.