Modulwirkungsgrad

Vor­be­mer­kung: 

Der Modul­wir­kungs­grad beschreibt die Effi­zi­enz eines ein­zel­nen Solar­mo­duls bzw. der dar­in ent­hal­te­nen Solar­zel­len bei der Umwand­lung von Son­nen­licht in elek­tri­sche Ener­gie. Er ist eine fes­te, tech­nisch mess­ba­re Grö­ße und wird in Pro­zent ange­ge­ben.
Der Solar­wir­kungs­grad ist ein wei­ter gefass­ter Begriff, der sich ent­we­der auf die Effi­zi­enz der gesam­ten PV-Anla­ge oder all­ge­mein auf die Umwand­lung von Son­nen­licht in Strom bezie­hen kann. Je nach Kon­text umfasst er auch sys­tem­be­ding­te Ver­lus­te, etwa durch den Wech­sel­rich­ter oder durch ungüns­ti­ge Betriebs­be­din­gun­gen.

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Was ist der Modulwirkungsgrad?

Der Modul­wir­kungs­grad bezeich­net die Effi­zi­enz, mit der ein Pho­to­vol­ta­ik­mo­dul Son­nen­en­er­gie in elek­tri­sche Ener­gie umwan­delt. Er wird als Pro­zent­satz aus­ge­drückt und zeigt an, wie viel der auf das Modul tref­fen­den Son­nen­strah­lung tat­säch­lich in Strom umge­wan­delt wird. Ein höhe­rer Modul­wir­kungs­grad bedeu­tet, dass das Modul mehr Ener­gie aus der glei­chen Flä­che her­aus­holt, was zu einer bes­se­ren Leis­tung und gerin­ge­ren Flä­chen­an­for­de­run­gen führt.

Warum ist der Modulwirkungsgrad wichtig?

Ein hoher Modul­wir­kungs­grad redu­ziert den Platz­be­darf für eine Pho­to­vol­ta­ik­an­la­ge und stei­gert die Wirt­schaft­lich­keit. Beson­ders bei begrenz­tem Raum, wie etwa auf Dächern in städ­ti­schen Gebie­ten, ist der Modul­wir­kungs­grad ein ent­schei­den­der Fak­tor. Zudem kann er die Ren­ta­bi­li­tät einer PV-Anla­ge erhö­hen, da weni­ger Modu­le für die glei­che Men­ge Strom benö­tigt wer­den.

Wie wird der Modulwirkungsgrad gemessen?

Der Modul­wir­kungs­grad wird unter ver­schie­de­nen Test­be­din­gun­gen gemes­sen, um eine ver­gleich­ba­re Bewer­tung zu gewähr­leis­ten:

• Stan­dard­test­be­din­gun­gen (STC): Die­se beinhal­ten eine Bestrah­lungs­stär­ke von 1000 W/m², eine Zell­tem­pe­ra­tur von 25 °C und eine Luft­mas­se (AM) von 1,5. Die­se Bedin­gun­gen sind die gän­gigs­te Grund­la­ge für die Mes­sung des Modul­wir­kungs­grads.

• Inten­si­täts­ab­hän­gig­keit: Der Modul­wir­kungs­grad wird auch unter ver­schie­de­nen Beleuch­tungs­be­din­gun­gen geprüft, um die Leis­tung bei unter­schied­li­chen Son­nen­strah­lungs­in­ten­si­tä­ten zu bewer­ten.

• Tem­pe­ra­tur­ab­hän­gig­keit: Da die Leis­tung von PV-Modu­len bei höhe­ren Tem­pe­ra­tu­ren ten­den­zi­ell sinkt, wird der Modul­wir­kungs­grad auch unter ver­schie­de­nen Tem­pe­ra­tu­ren gemes­sen.

• Lang­zeit­sta­bi­li­tät: Lang­zeit­mes­sun­gen zei­gen, wie sta­bil der Modul­wir­kungs­grad über die Lebens­dau­er des Moduls bleibt, auch unter extre­men Umwelt­be­din­gun­gen wie Feuch­tig­keit und UV-Strah­lung.

Kann man den Modulwirkungsgrad verbessern?

Die Wir­kungs­grad­ver­bes­se­rung bezieht sich auf Maß­nah­men, die ergrif­fen wer­den, um den Gesamt­wir­kungs­grad einer Pho­to­vol­ta­ik­an­la­ge zu erhö­hen. Dies umfasst ver­schie­de­ne Tech­ni­ken und Stra­te­gien, die dar­auf abzie­len, die Effi­zi­enz der Umwand­lung von Son­nen­licht in elek­tri­sche Ener­gie zu maxi­mie­ren.

Zu den Maß­nah­men zur Wir­kungs­grad­ver­bes­se­rung kön­nen gehö­ren

• die Aus­wahl hoch­wer­ti­ger Solar­mo­du­le mit einem höhe­ren Wir­kungs­grad,
• die Opti­mie­rung der Aus­rich­tung und Nei­gung der Modu­le für eine bes­se­re Son­nen­ein­strah­lung,
• die Redu­zie­rung von Ver­schat­tungs­ef­fek­ten,
• die regel­mä­ßi­ge Rei­ni­gung der Modu­le, die Ver­wen­dung von leis­tungs­fä­hi­gen Wech­sel­rich­tern und
• die Inte­gra­ti­on von Track­ing-Sys­te­men, die die Aus­rich­tung der Modu­le ver­fol­gen, um die Son­nen­ein­strah­lung zu maxi­mie­ren.

Durch die Imple­men­tie­rung von Wir­kungs­grad­ver­bes­se­run­gen kön­nen PV-Anla­gen­be­trei­ber die Strom­pro­duk­ti­on stei­gern und die Ren­ta­bi­li­tät ihrer Anla­ge erhö­hen.

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