Dünnschichtmodule für Solaranlagen: Wann lohnt sich die Investition?
Was ist ein Dünnschichtmodul?
Die Solarmodule sind der wichtigste Bestandteil einer Photovoltaikanlage, denn sie wandeln Sonnenenergie in Strom um. Beim Dünnschichtmodul besteht der Halbleiter, der das Sonnenlicht absorbiert, vorwiegend aus amorphem Silizium. Er wird hauchdünn auf das Trägermaterial wie Glas, Kunststoff oder Metall aufgedampft. Diese Form der Herstellung ermöglicht, dass das Paneel mikroskopisch dünn ist und nur ein geringes Gewicht aufweist.
Dagegen werden Dickschichtmodule aus kristallinem und deutlich massiverem Material hergestellt. Die mono- oder polykristallinen Zellen bestehen bei dieser Modulart aus besonders hochwertigen Einkristallen, die dann zu homogenen Flächen verarbeitet werden. Die massiveren Dickschichtmodule weisen daher einen deutlich höheren Wirkungsgrad auf als Dünnschichtmodule.
Die Funktionsweise einer Solaranlage mit Dünnschichtmodulen unterscheidet sich jedoch nicht von der einer Anlage mit Dickschichtzellen.
Wie hoch ist der Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen?
Der Wirkungsgrad eines Solarmoduls beschreibt, wie viel der auf die Moduloberfläche fallenden Sonnenenergie tatsächlich in elektrischen Strom umgewandelt wird. Dieser Wert ist bei Dünnschichtmodulen mit etwa 10 bis 13 Prozent momentan eher gering. Zum Vergleich: Ein polykristallines Solarmodul hat einen Wirkungsgrad von rund 15 bis 20 Prozent und ein monokristallines Solarmodul von bis zu 22 Prozent.
Wie hoch ist die Lebensdauer von Dünnschichtmodulen?
Im Schnitt haben Dünnschicht-Solarmodule eine Lebensdauer von etwa 15 bis 25 Jahren. Zum Vergleich: Dickschichtmodule haben eine Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren.
Weitere Vor- und Nachteile unterschiedlicher Modultypen erklären wir in unserem Vergleich verschiedener Solarmodule.
Wo werden Dünnschichtmodule verwendet?
Dünnschichtmodule eignen sich bei verschiedenen Szenarien. Da ihr Wirkungsgrad etwas geringer als der von Dickschichtmodulen ist, werden sie vor allem für Photovoltaikanlagen genutzt, die großflächig geplant werden. Der große Vorteil von Dünnschichtsolarzellen ist ihr geringes Gewicht. Dadurch können sie auch an untypischen Unterkonstruktionen angebracht werden, beispielsweise an Fassaden. Dünnschichtmodule lohnen sich zudem bei Anlagen, die durch bauliche Vorgaben nicht exakt Richtung Sonne ausgerichtet werden können. Denn anders als Dickschichtmodule behalten sie ihre Leistung auch bei schlechteren Lichtverhältnissen bei.
Einsatzgebiete von Dünnschichtsolarmodulen:
- große Solarparks beziehungsweise Solarfelder etwa entlang Bahnstrecken oder Autobahnen
- Hausfassaden
- auf beschatteten oder nicht südlich ausgerichteten Dächern
- in Kleingeräten wie Taschenrechnern
- in Fensterflächen
Vor- und Nachteile von Dünnschichtsolarzellen
Vorteile
- preiswert
- wenig Rohstoffverbrauch
- geringes Gewicht
- volle Leistung bei wenig Licht
- kein Wirkungsgradverlust bei großer Hitze oder Kälte
- kaum schmutzanfällig
- vielseitig einsetzbar
Nachteile
- vergleichsweise geringer Wirkungsgrad
- weniger stabil als kristalline Module
- schwierige Montage
- kürzere Lebensdauer als kristalline Module
- große Installationsfläche notwendig
Wie viel kosten Dünnschichtsolarmodule aktuell?
Die Preise von Solarmodulen werden pro Kilowatt peak (kWp) oder Watt peak (Wp) berechnet, also anhand ihrer maximal erzielten Leistung und nicht pro Quadratmeter Fläche. Aktuell können Sie für Dünnschichtmodule mit Kosten zwischen 230 bis 380 Euro pro kWp rechnen.
Photovoltaikanlagen mit Dünnschichtmodulen sind bei der Anschaffung kostengünstiger als Anlagen mit kristallinen Modulen, erbringen aber auch weniger Leistung. Grundsätzlich sind die Preise für Solaranlagen während der letzten Jahrzehnte immer niedriger geworden.
Preisvergleich der drei Modularten:
Modulart | Kosten pro kWp* |
|---|---|
Dünnschichtmodule | ca. 230 bis 380 Euro |
Polykristalline Module | ca. 220 bis 410 Euro |
Monokristalline Module | ca. 360 bis 530 Euro |
Fazit: Lohnen sich Dünnschichtmodule auf Privathäusern?
Es gibt spezielle Situationen, in denen der Einsatz von Dünnschichtmodulen auf Privathäusern sinnvoll sein kann. Bei eine rgeringeren Tragfähigkeit des Dachstuhls punkten Dünnschichtmodule durch ihr geringeres Eigengewicht. Ebenso wenn die Einstrahlungsbedingungen nicht optimal sind. Dann erreichen Dünnschichtsolarzellen bei schwachem Lichteinfall eine vergleichsweise hohe Effizienz.
Jedoch rechtfertigen diese Vorteile in den meisten Fällen den Einsatz von Dünnschichtmodulen auf Privathäusern nicht. Aufgrund des geringen Wirkungsgrades ist in jedem Fall eine vergleichsweise große Montagefläche notwendig, um von den genannten Vorteilen zu profitieren. Klären Sie also genau ab, wann eine Solaranlage wirtschaftlich wäre und ob Dünnschichtmodule die passende Wahl wären.
Leistung von Dünnschicht- und kristallinen Modulen auf 50 qm im Vergleich:
Ein durchschnittliches Einfamilienhaus mit Satteldach hat im Schnitt eine nutzbare Dachfläche von ca. 50 Quadratmeter. Die am häufigsten installierte Leistung einer PV-Anlage auf Einfamilienhäusern beträgt zwischen 8 bis 15 kWp.
Dünnschichtmodule erzeugen ca. 100 bis 130 Watt Peak / m², daraus folgen etwa 5 bis 6,5 kWp für eine Dünnschichtmodul-Anlage auf einem Privathaus.
Im Vergleich dazu erzeugen kristalline Module zwischen 130 und 250 Wp / m², woraus sich eine Gesamtleistung von 6,5 kWp bis 12,5 kWp ergeben würden.
Fachfirmen beraten Sie zu allen Schritten und den Einzelheiten. Eine Solarfachfirma hilft Ihnen bei der weiteren Planung Ihrer PV-Anlage und setzt mit Ihnen Ihr Photovoltaik-Projekt um.
Dünnschichtmodule werden zum Beispiel auf großen Solarparks oder Solarfeldern eingesetzt. Aufgrund ihrer besonderen Vorteile werden sie aber auch bei Solaranlagen auf Fassaden oder Fensterflächen genutzt oder wenn ein Dach keine ideale Lage zur Sonne aufweist.
Dünnschichtsolarzellen sind in der Regel günstiger als mono- oder polykristalline Module. Sie kosten aktuell etwa 230 bis 380 Euro pro Kilowatt-Peak.
Häufig werden Dünnschichtmodule aus Silizium hergestellt (sogenannte amorphe Dünnschichtzellen). Darüber hinaus gibt es Cadmiumtellurium-Dünnschichtzellen (CdTe), bei der nicht Sizilium, sondern Cadmium und Tellurium bei der Herstellung zum Einsatz kommen. CIGS-Dünnschichtzellen bestehen aus einem Verbindungshalbleiter aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Schließlich gibt es noch organische Solarzellen, die auf Kohlenwasserstoff-Verbindungen bzw. Kunststoffen basieren.
