Polykristalline Solarmodule: Alle Vor- und Nachteile im Überblick
Fast 50% aller in Deutschland verbauten Solarzellen sind polykristallin – und das aus gutem Grund. Sie bieten ein ausgezeichnetes Preis-Leistungs-Verhältnis und einen soliden Wirkungsgrad. Doch sind sie wirklich die richtige Wahl für Ihr Projekt?
In diesem umfassenden Ratgeber erfahren Sie alles Wichtige über polykristalline Solarmodule – von der Funktionsweise über Herstellung und Eigenschaften bis hin zu Kosten und Flächenbedarf. Wir vergleichen sie mit monokristallinen Modulen und helfen Ihnen zu entscheiden, ob diese Technologie die richtige Wahl für Ihre Bedürfnisse ist.
Was sind polykristalline Solarmodule?
Polykristalline Solarmodule gehören zu den kristallinen Silizium-Solarzellen und zählen neben monokristallinen Modulen zu den am häufigsten eingesetzten Photovoltaik-Technologien. Die Bezeichnung "polykristallin" (manchmal auch "multikristallin" genannt) bezieht sich auf die innere Struktur der Solarzellen, die aus vielen kleinen Siliziumkristallen besteht.
Die charakteristische bläuliche Färbung und das schillernde Erscheinungsbild entstehen durch die verschiedenen Kristalle, die das Licht unterschiedlich reflektieren. Im Gegensatz zu monokristallinen Zellen, die aus einem einzigen Siliziumkristall bestehen und eine einheitlich dunkle Färbung aufweisen, erkennt man polykristalline Module sofort an ihrer unverwechselbaren blauen Optik.
Polykristalline Solarmodule wandeln Sonnenlicht mithilfe des photoelektrischen Effekts in elektrische Energie um. Sie bieten einen guten Kompromiss zwischen Anschaffungskosten und Energieausbeute, was sie besonders für kostenorientierte Projekte mit ausreichend verfügbarer Fläche interessant macht.
Herstellung: So werden polykristalline Solarzellen produziert
Bei der Herstellung polykristalliner Solarzellen kommen hauptsächlich zwei Verfahren zum Einsatz:
Blockgussverfahren
Beim Blockgussverfahren wird gereinigtes Silizium in einer quadratischen Form (Kokille) durch eine Induktionsheizung auf ca. 1.400°C erhitzt und geschmolzen. Das Silizium wird anschließend kontrolliert abgekühlt, wobei sich viele unterschiedlich orientierte Kristalle bilden – daher der Name "polykristallin".
Bridgman-Verfahren
Das alternative Bridgman-Verfahren nutzt ebenfalls eine Induktionsheizung, um Silizium im Tiegel zu schmelzen. Die Besonderheit: Während der Abkühlung bewegt sich die Heizung relativ zum Tiegel nach oben, wodurch die Schmelze von unten nach oben erstarrt und sich die charakteristischen Kristallstrukturen bilden.
Nach beiden Verfahren wird der entstandene Siliziumblock in dünne Scheiben (Wafer) zersägt. Diese Wafer bilden schließlich die Basis für die fertigen Solarzellen. Bemerkenswert: Bei diesem Prozess gehen bis zu 30% des Materials als Sägeverlust verloren.
Der Vorteil dieser Herstellungsverfahren liegt in ihrer Kosteneffizienz – sie sind weniger energieintensiv und benötigen weniger hochreines Silizium als die Produktion monokristalliner Zellen. Dadurch können polykristalline Module zu niedrigeren Preisen angeboten werden.
Eigenschaften und technische Daten auf einen Blick
Hier finden Sie die wichtigsten technischen Spezifikationen polykristalliner Solarmodule:
Polykristalline Module bieten einen soliden Wirkungsgrad, der für viele Anwendungen völlig ausreichend ist. Mit einer geringen jährlichen Degradation von nur ca. 0,1% behalten sie ihre Leistungsfähigkeit über lange Zeit. Die typische Modulgröße entspricht dem Industriestandard und erlaubt eine flexible Installation.
Die 4 wichtigsten Vorteile polykristalliner Solarmodule
Polykristalline Solarmodule punkten mit mehreren entscheidenden Vorteilen:
1. Hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis
Der größte Vorteil polykristalliner Module liegt in ihrem ausgezeichneten Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie sind etwa 10% günstiger als monokristalline Module bei nur geringfügig niedrigerem Wirkungsgrad. Die niedrigeren Material- und Herstellungskosten machen sie zu einer wirtschaftlich attraktiven Option.
2. Lange Lebensdauer und geringe Degradation
Mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von etwa 30 Jahren und einer sehr geringen jährlichen Leistungsabnahme von nur ca. 0,1% sind polykristalline Module langlebig und zuverlässig. Sie amortisieren sich wirtschaftlich und energetisch meist innerhalb von 2 bis 5 Jahren.
3. Wartungsarm und robust
Wie die meisten Solarmodule benötigen auch polykristalline Module nur wenig Wartung. Sie sind robust gegenüber Umwelteinflüssen und können unter verschiedenen klimatischen Bedingungen eingesetzt werden.
4. Hohe Verfügbarkeit am Markt
Polykristalline Module sind aufgrund ihrer weiten Verbreitung und kostengünstigen Produktion am Markt gut verfügbar. Die Lieferzeiten sind in der Regel kurz, und es gibt eine große Auswahl an Herstellern und Modellen.
Die 4 größten Nachteile polykristalliner Solarmodule
Neben ihren Vorteilen weisen polykristalline Solarmodule auch einige Nachteile auf, die bei der Kaufentscheidung berücksichtigt werden sollten:
1. Geringerer Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad polykristalliner Solarmodule liegt mit 15-18% unter dem von monokristallinen Modulen (18-23%). Dieser Unterschied entsteht durch die Übergänge zwischen den verschiedenen Kristallen in der Zellstruktur, die zu Leistungsverlusten führen. Bei begrenzter Dachfläche kann dieser Effizienznachteil entscheidend sein.
2. Höherer Flächenbedarf
Als direkte Folge des geringeren Wirkungsgrads benötigen polykristalline Module mehr Fläche, um die gleiche Strommenge zu erzeugen. Die Differenz beträgt etwa 15-25% im Vergleich zu monokristallinen Modulen. Für ein 5 kWp-System werden etwa 40 m² Fläche benötigt, während monokristalline Module nur etwa 30 m² beanspruchen würden.
3. Höheres Gewicht
Polykristalline Module haben ein relativ hohes Gewicht von etwa 22 kg pro Modul. Dies kann bei der Installation eine Herausforderung darstellen und stellt höhere Anforderungen an die Tragfähigkeit des Daches.
4. Leistungsabfall bei besonderen Lichtverhältnissen
Bei diffusem Licht, Bewölkung oder teilweiser Verschattung kommt es bei polykristallinen Modulen zu einer spürbaren Leistungsminderung. Auch bei hohen Temperaturen fällt ihre Leistung stärker ab als bei manchen alternativen Technologien wie Dünnschichtmodulen.
Polykristallin vs. Monokristallin: Der direkte Vergleich
Um die Entscheidung zwischen polykristallinen und monokristallinen Solarmodulen zu erleichtern, hier ein direkter Vergleich der wichtigsten Eigenschaften:
Der Hauptunterschied zwischen polykristallinen und monokristallinen Modulen liegt im Herstellungsverfahren: Bei monokristallinen Zellen wird ein einziger kontinuierlicher Siliziumkristall erzeugt, während bei polykristallinen Zellen mehrere Kristalle unterschiedlicher Größe entstehen. Dieser Unterschied in der Kristallstruktur führt zu den verschiedenen Eigenschaften bezüglich Effizienz, Optik und Kosten.
Kosten: Was kosten polykristalline Solarmodule?
Die Kosten für polykristalline Solarmodule liegen im Bereich von 85-180 € pro Modul, während monokristalline Module mit 100-250 € etwas teurer sind. Betrachtet man die Kosten pro Kilowatt Peak (kWp), ergeben sich folgende Werte:
Der Preisunterschied zwischen polykristallinen und monokristallinen Modulen beträgt etwa 10-20%. Dieser Preisunterschied ergibt sich aus dem weniger aufwendigen Herstellungsprozess und dem geringeren Reinheitsgrad des verwendeten Siliziums bei polykristallinen Modulen.
Bei der Entscheidung sollten jedoch nicht nur die reinen Anschaffungskosten, sondern auch der Stromertrag über die gesamte Lebensdauer betrachtet werden. Hier kann der höhere Wirkungsgrad monokristalliner Module den Preisunterschied teilweise oder ganz ausgleichen, besonders bei begrenzter Dachfläche.
Flächenbedarf: Wie viel Platz benötigen polykristalline Module?
Der Flächenbedarf von Solarmodulen wird üblicherweise in Quadratmetern pro Kilowatt Peak (m²/kWp) angegeben. Hier zeigt sich ein deutlicher Unterschied zwischen den verschiedenen Modultypen:
Für eine durchschnittliche Photovoltaikanlage mit 5 kWp Leistung für ein Einfamilienhaus ergibt sich folgender Flächenbedarf:
- Polykristalline Module: etwa 40 m² (5 kWp × 8 m²/kWp)
- Monokristalline Module: etwa 30 m² (5 kWp × 6 m²/kWp)
Dieser Unterschied kann entscheidend sein, besonders bei Dächern mit begrenzter nutzbarer Fläche. Bei einem typischen Einfamilienhaus mit einer südlich ausgerichteten Dachfläche von 50 m², die durch Fenster, Schornsteine und andere Elemente weiter reduziert wird, kann der Platz für polykristalline Module knapp werden, während monokristalline Module noch ausreichend Platz finden würden.
Für wen lohnen sich polykristalline Solarmodule wirklich?
Polykristalline Solarmodule eignen sich besonders gut für:
- Großflächige Installationen: Wenn ausreichend Dachfläche oder Freifläche zur Verfügung steht, können die Kostenvorteile polykristalliner Module voll ausgespielt werden.
- Kostenorientierte Projekte: Bei streng limitiertem Budget bieten polykristalline Module einen guten Kompromiss zwischen Anschaffungskosten und Leistung.
- Anlagen in gemäßigten Klimazonen: In Regionen mit moderaten Temperaturen fällt der Nachteil bei hohen Temperaturen weniger ins Gewicht.
- Kommerzielle und industrielle Anwendungen: Bei großen Freiflächen- oder Industrieanlagen, wo die Kosten pro kWp entscheidend sind und ausreichend Platz zur Verfügung steht.
Weniger geeignet sind polykristalline Module hingegen für:
- Kleine Dachflächen: Bei begrenztem Platzangebot sollte der verfügbare Raum mit effizienteren monokristallinen Modulen genutzt werden.
- Hohe ästhetische Ansprüche: Wenn eine einheitliche, elegante Optik gewünscht ist, bieten monokristalline Module mit ihrer gleichmäßigen dunklen Färbung Vorteile.
- Regionen mit häufig diffusem Licht: In Gebieten mit häufiger Bewölkung können monokristalline Module mit ihrem besseren Schwachlichtverhalten vorteilhafter sein.
- Hochleistungsanlagen: Wenn maximale Leistung auf minimaler Fläche das Ziel ist, sind monokristalline Module die bessere Wahl.
Fazit: Die richtige Wahl treffen
Polykristalline Solarmodule haben maßgeblich zum schnellen Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland beigetragen. Ihr hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis macht sie zu einer attraktiven Option für viele Anwendungen.
Die Entscheidung zwischen polykristallinen und monokristallinen Modulen sollte vor allem auf Basis folgender Faktoren getroffen werden:
- Verfügbare Fläche: Bei begrenztem Platz sind monokristalline Module trotz höherer Kosten oft die bessere Wahl.
- Budget: Bei strenger Kostenkontrolle bieten polykristalline Module einen guten Kompromiss.
- Ästhetische Ansprüche: Für ein einheitliches, elegantes Erscheinungsbild eignen sich monokristalline Module besser.
- Klimatische Bedingungen: Je nach Standort können die unterschiedlichen Eigenschaften bei verschiedenen Lichtverhältnissen entscheidend sein.
In den letzten Jahren hat sich der Preisunterschied zwischen poly- und monokristallinen Modulen verringert, wodurch sich der Markt zunehmend in Richtung der effizienteren monokristallinen Technologie verschiebt. Dennoch bleiben polykristalline Module eine kosteneffiziente Option mit bewährter Technologie, die für viele Anwendungsfälle die optimale Lösung darstellt.
Lassen Sie sich bei der Entscheidung für die richtige Solarmodultechnologie am besten von einem Fachbetrieb beraten, der Ihre individuellen Anforderungen und örtlichen Gegebenheiten berücksichtigen kann.
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