Solarmodule – Solarstrom für den Garten

Solarmodule kaufen – Flexible Stromversorgung für den Garten

Die Stromerzeugung aus Sonnenenergie gewinnt nicht erst seit der Energiewende immer größere Bedeutung. Steigende Energiepreise und der Wunsch nach Unabhängigkeit veranlasst viele Gärtner dazu, im Garten eine Photovoltaikanlage zu errichten.

Solarmodule werden eingesetzt, um das Licht der Sonne in elektrische Energie umgewandelt wird. Sie sind der bedeutendste Teil der Solaranlage und in verschiedenen Bauweisen erhältlich. Die große Auswahl an verschiedenen Größen und Leistungsklassen sorgt dafür, dass jeder – ausreichend Platz vorausgesetzt – die richtigen Solarmodule findet, um eine Photovoltaikanlage zu errichten.

Flexible Solarmodule sind häufig für den mobilen Einsatz konzipiert. Sie lassen sich falten oder aufrollen und sind mit ihren kompakten Abmessungen einfach zu transportieren.

Für eine Solaranlage im Garten werden überwiegend starre Solarmodule verwendet. Diese lassen sich z. B. auf dem Dach des Gartenhauses oder auf der Garage montieren.

Die Solarzellen sind dabei fest in den Rahmen eingebaut und durch eine Platte aus Glas vor Witterungseinflüssen geschützt. Für eine höhere Leistung können mehrere Solarmodule miteinander verbunden werden.

Was sind Solarmodule?

Eine Solaranlage wandelt die Lichtenergie der Sonne in elektrischen Strom um. Dieser Prozess findet bei jeder Photovoltaikanlage in den Solarmodulen statt. Jedes Solarmodul besteht dabei aus mehreren Solarzellen und verfügt über verschiedene Anschlussmöglichkeiten.

Die Solarzellen wandeln über einen photoelektrischen Effekt die Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie um. Um den so erzeugten Solarstrom zu speichern, benötigt man für die Errichtung einer Solaranlage im Garten zusätzlich eine Solarbatterie und einen Laderegler.

Der Aufbau eines Solarmoduls

Jedes Photovoltaikmodul besteht aus einer unterschiedlichen Anzahl Solarzellen. Diese sind auf einem Trägermaterial befestigt und auf der Vorder- und auf der Rückseite durch eine spezielle Schicht vor Nässe und Feuchtigkeit geschützt.

Dazu kommen beispielsweise wetterfeste Folien aus Kunststoff zur Anwendung, bei denen die oberste Schicht eine gute Lichtdurchlässigkeit aufweisen sollte. Die vordere Seite der Solarzelle ist durch eine Scheibe aus Glas vor Witterungseinflüssen geschützt.

Dabei kommt häufig Einscheiben-Sicherheitsglas zum Einsatz, das besonders robust und strapazierfähig ist. Selbst Hagel und Sturm kann das Glas standhalten, sodass gerahmte Solarmodule unbesorgt ganzjährig im Garten verbleiben können.

Das Solarmodul ist in einen stabilen Rahmen aus Edelstahl oder aus Aluminium gefasst und an den Seiten abgedichtet. Ein solcher Rahmen dient dem optimalen Halt und erleichtert gleichzeitig die Montage und den Transport der Solarmodule.

Je nach Modell ist der Aufbau eines Solarmoduls unterschiedlich. Dabei wird unter anderem zwischen monokristallinen und polykristallinen Zellen differenziert.

Dickschicht vs. Dünnschicht beim Solarmodul

Generell unterscheidet man zwei Arten von Solarmodulen: das Dünnschicht-Solarmodul und das Dickschicht-Solarmodul. Beide haben unterschiedliche Vorteile und Nachteile, und können auch unterschiedlich eingesetzt werden.

Für den Gebrauch im Garten, beispielsweise auf dem Dach von Gartenhäusern oder als frei stehendes Kraftwerk im Garten, eignen sich monokristalline Dickschicht-Solarmodule in der Regel am besten. Sie haben das beste Preis-Leistungs-Verhältnis, sind langlebig und haben einen sehr guten Wirkungsgrad.

Dickschicht-Solarmodule aus kristallinem Silizium

Dickschicht-Solarmodule werden aus kristallinem Silizium gefertigt und unterscheiden sich in monokristalline und polykristalline Solarmodule. Diese Variante wird häufig für Solaranlagen im Garten eingesetzt.

Die Basis beider Varianten sind die sogenannten Wafer. Dabei handelt es sich um Siliziumscheiben, die auf unterschiedliche Art und Weise produziert werden. Werden die Scheiben von polykristallinem Silizium geschnitten, entstehen die weit verbreiteten polykristallinen Solarmodule. Die verschiedenartige Anordnung der Kristalle und ihre unregelmäßige Größe reduzieren jedoch den Wirkungsgrad.

Zusätzlich ist der Siliziumanteil in dieser Variante deutlich geringer als in der von monokristallinen Solarmodulen. Diese Nachteile lassen sich durch eine größere Fläche ausgleichen, die mit polykristallinen Solarzellen versehen wird. Sie eignen sich also vor allem für große Freiflächen oder für die Installation auf großen, langen Dächern, die sich in vollem Umfang nutzen lassen.

Bereits hier zeigt sich, dass polykristalline Module für den Einsatz in einer Garten-Solaranlage nur bedingt geeignet sind. Der Platz auf Garagen- oder Gartenhausdächern ist zumeist begrenzt, sodass man hier auf engem Raum einen möglichst hohen Wirkungsgrad erzielen möchte.

Deutlich besser geeignet sind deswegen monokristalline Solarmodule. Diese weisen einen deutlich höheren Anteil an Silizium auf. Zudem wird eine reinere Form des Elementes verwendet.

Weil sie aus nur einem Silizium-Kristall bestehen, ist der Wirkungsgrad bei monokristallinen Modulen deutlich höher als bei polykristallinen Solarmodulen. Bei der Fertigung werden dünne Scheiben von einem zylinderförmigen Einkristall geschnitten. Durch die aufwendigere Herstellung sind sie in der Anschaffung zwar teurer, aber auch auf kleinen Flächen effizient einsetzbar.

Wer für die Garten-Solaranlage nur einen begrenzten Platz zur Verfügung hat und diesen möglichst effizient nutzen möchte, ist mit monokristallinen Solarmodulen gut beraten.

Monokristalline Solarmodule gehören zu den Dickschicht-Solarmodulen. Sie sind die erste Wahl, wenn man Solarmodule im Garten installieren möchte und nur eine begrenzte Fläche zur Verfügung hat.

Ganz ohne Nachteil ist diese Variante jedoch ebenfalls nicht: Diffuses Licht kann von monokristallinen Solarmodulen nicht ganz so effizient verarbeitet werden.

Dazu kommt, dass Solarmodule dieser Art bei hohen Temperaturen an Leistung verlieren. Anders als angenommen erzielen polykristalline Solarzellen also nicht an heißen Sommertagen ihren höchsten Ertrag. Ganz im Gegenteil sinkt der Wirkungsgrad mit steigender Temperatur.

Im Durchschnitt liegt der Leistungsverlust bei etwa 0,3 – 0,5 % mit jedem zusätzlichen Grad Celsius. Je nach Modell ist dieser Wert jedoch unterschiedlich. In den technischen Daten der einzelnen Solarmodule kann dieser sogenannte Temperaturkoeffizient in Erfahrung gebracht werden.

Dünnschicht-Solarmodule sind deutlich leichter

Dünnschicht-Solarmodule bestehen aus deutlich dünneren Solarzellen und werden häufig aus nicht-kristallinem Silizium gefertigt. Zudem kommen auch andere Halbleiter zum Einsatz. Um Dünnschichtmodule herzustellen, wird ein Material als Träger mit einer dünnen Schicht aus Solarzellen bedampft.

Hierbei wird viel weniger Silizium verwendet als bei poly- und monokristallinen Solarmodulen, weswegen die Fertigung von Dünnschichtmodulen preisgünstiger ist. Dünnschicht-Solarzellen haben eine Stärke von nur rund 5 Mikrometern, was zu einem geringen Gewicht und einer hohen Flexibilität des Solarmoduls beiträgt.

Dünnschicht-Solarmodule sind nicht von einem Rahmen umgeben und benötigen keine Glasplatte zum Schutz der Solarzellen. Eine dünne Schutzschicht auf der Oberseite ist ausreichend, um Dünnschicht-Solarmodule vor Witterungseinflüssen zu schützen.

Durch die Bauweise liegt das Gewicht von Dünnschicht-Solarmodulen oftmals unter 10 kg. Sie wiegen damit weniger als die Hälfte von einem vergleichbaren Dickschicht-Solarmodul. Damit eignen sie sich besonders gut zur Fertigung von mobilen Solarmodulen.

Weil die Solarzellen oftmals auf biegsame Trägermaterialien wie Kunststoff-Folien aufgetragen werden, sind Dünnschicht-Solarmodule oftmals so flexibel, dass sie sich biegen lassen. Das ermöglicht einen vielfältigen, abwechslungsreichen Einsatz im Garten.

In der Funktionsweise unterscheiden sich Dickschicht- und Dünnschicht-Solarmodule kaum. Beide Varianten wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um.

Der Vorteil von Dünnschicht-Solarmodulen ist aber, dass diese selbst bei schwachem Licht konstante und gute Stromerträge erreichen. Allerdings bleibt ihr Wirkungsgrad deutlich hinter dem von Dickschicht-Solarmodulen zurück. Wer auf dem Dach des Gartenhauses nur wenig Platz hat, kann mit Dünnschicht-Solarmodulen deswegen nur vergleichsweise wenig Strom erzeugen.

Leistung von Solarmodulen

Die Leistung von Solarmodulen wird in Watt gemessen. Die Menge Energie, die von Solarmodulen abgegeben wird, trägt die Einheit Watt-Peak (Wp). In der Produktbeschreibung von Solarmodulen ist die Leistung in der Regel angegeben, man sollte aber bedenken, dass die Leistung von Solarmodulen durch die Umgebungstemperatur, die Bestrahlungsstärke durch die Sonne und auch durch das Lichtspektrum beeinflusst wird.

Mit einer Angabe in Watt-Peak beziehen sich die Hersteller daher immer auf die Leistung, die vom Solarmodul unter Standard-Testmethoden ermittelt wurde. Mit Watt-Peak bezeichnet man also die Spitzenleistung eines Solarmoduls, die in der Praxis jedoch nur selten erreicht wird.

Wie hoch die Leistung eines Solarmoduls sein muss, hängt vom gewünschten Verwendungszweck und vom Energiebedarf ab. Grundsätzlich haben Dickschicht-Solarmodule eine höhere Leistung als Dünnschicht-Solarmodule und auch der Wirkungsgrad ist hier höher. Auf kleineren Flächen kann mit Dickschicht-Solarmodulen also mehr elektrische Energie erzeugt werden.

Handelsübliche Solarmodule für den Garten haben eine Leistung zwischen 100 und 200 Watt. Sie können in Reihe geschaltet werden, um den Stromertrag zu erhöhen.

Wirkungsgrad bei Solarmodulen

Mit dem Wirkungsgrad wird die Effizienz der Solarmodule bezeichnet. Er ergibt sich aus dem Verhältnis der eintreffenden Sonnenenergie und der daraus erzeugten elektrischen Energie. Dickschicht-Solarmodule haben einen Wirkungsgrad von bis zu 22 %, wobei monokristalline Solarmodule hier besonders effizient arbeiten.

Dünnschicht-Solarmodule erreichen im Schnitt einen Wirkungsgrad von bis zu 10%. Bei gleicher Leistung benötigt man hier also die doppelte Fläche, um den reduzierten Wirkungsgrad auszugleichen. Für das Dach von Gartenhaus und Garage sind Dickschicht-Solarmodule deswegen besser geeignet, weil der Platz hier in der Regel begrenzt ist und bestmöglich ausgenutzt werden soll.

Die technische Ausstattung bei Solarmodulen

Steckersolargeräte bestehen meistens aus ein oder zwei Standardsolarmodulen sowie einem Wechselrichter. Je nach Ausstattung kommen dazu weitere Bauteile dazu.

Solche Geräte sind generell besonders sicher. Mittlerweile sind schon mehrere Hunderttausend dieser Systeme in Deutschland und den benachbarten Ländern in Betrieb. Bislang ist kein Fall von verletzten Personen oder Sachschäden bekannt geworden.

Dies liegt daran, dass die benutzte Technik ausgereift und die Bausteine ebenso in professionell installierte Photovoltaikanlagen verwendet werden. Es dürfen nur geprüfte und hergestellte Bauteile angewandt werden.

Sicher sind die Steckersolargeräte immer dann, wenn die benutzten Modulwechselrichter die Ansprüche erfüllen, welche ebenfalls an Wechselrichter für herkömmliche Photovoltaiksysteme gestellt werden. Kauft man Solarmodule von guter Qualität bei einem verlässlichen Hersteller, kann man sich aber sicher sein, dass alle Sicherheitsanforderungen erfüllt sind.