Eine Photovoltaikanlage will gut geplant sein. Die richtige Größe, der passende Stromspeicher und natürlich die besten PV-Module. Oder doch die günstigsten? Mono- und polykristalline Solarmodule sind die Spitzenreiter auf den deutschen Dächern. Beide Arten von Solarzellen haben ihre Vor- und Nachteile. Um hier also die richtige Entscheidung treffen zu können, brauchen wir alle Infos – und die gibt es jetzt.
Was bedeutet polykristallin?
Das Wort „Poly“ stammt aus dem Griechischen und bedeutet „viel“. Das Prinzip der Photovoltaik basiert auf der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Daraus lässt sich ableiten, dass polykristallin bedeutet, dass eine Solarzelle aus vielen Kristallen besteht.
In Deutschland sieht man polykristalline Solarmodule oder Solarzellen auf vielen Einfamilienhäusern. Sie unterscheiden sich optisch durch ihre blaue Farbe und die deutlich sichtbaren Kristalle von den monokristallinen Modulen.
Die Herstellungskosten von polykristallinen Solarmodulen sind tendenziell geringer, was sie zu einer attraktiven Option für große Photovoltaikanlagen mit viel Fläche macht. Allerdings haben diese Solarmodule im Vergleich zu monokristallinen Modulen einen geringeren Wirkungsgrad. Um das zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf den Aufbau und die Struktur polykristalliner Module.
Was sind polykristalline Solarzellen?
Polykristalline Solarzellen bestehen aus mehreren kleinen Kristallen. Optisch sind diese Zellen an ihrer blauen Färbung zu erkennen, ein charakteristisches Merkmal polykristalliner Module. Außerdem reflektiert die ausgeprägte Struktur dieser PV-Module das Sonnenlicht, so dass man die einzelnen Strukturen der verschiedenen Kristalle erkennen kann. Im Wesentlichen handelt es sich bei polykristallinen Solarzellen um Photovoltaikzellen, die aus zahlreichen kleinen Kristallen bestehen, die eine auffallend blaue Färbung aufweisen und aufgrund ihrer einzigartigen Struktur das Sonnenlicht reflektieren.
Herstellung und Aufbau polykristalliner Solarmodule
Polykristalline Solarzellen bestehen, wie auch die monokristallinen, aus Silizium. Das Halbleitermaterial Silizium ist das dritthäufigste Element der Erde. Es kann aus Quarzsand hergestellt werden. Silizium ist in verschieden hohen Reinheitsstufen vorhanden. Für die Herstellung und den Aufbau von polykristallinen Solarzellen ist reines Silizium nötig – bei der Herstellung von monokristallinen Modulen wird reineres Silizium verwendet, als bei polykristallinen Zellen.
Bei der Verarbeitung der kristallinen PV-Module wird das Silizium dann geschmolzen und schließlich in Tiegel gegossen, um zu erhärten. Dabei bilden sich Kristalle. Dazu gibt es verschiedene Herstellungsverfahren, zum Beispiel das Bridgeman-Verfahren oder das Blockgussverfahren.
Die fertigen Silizium-Scheiben nennen sich dann Wafer. Sie werden zu den polykristallinen PV-Modulen weiterverarbeitet. Der größte Unterschied zwischen polykristallinen Zellen und monokristallinen Solarpaneelen ist auch der namensgebende. Bei der Herstellung der polykristallinen Solarmodulen entstehen mehrere kleinere Silizium-Kristalle – bei den monokristallinen eben nur ein großer.
Wo werden die polykristallinen Solarpanels angewandt?
Polykristalline Solarmodule werden vor allem auf großen Flächen wie großen Hausdächern, Hallen oder Ställen sowie in Freiflächenanlagen eingesetzt. Diese Art der Solarmodule zeichnen sich durch ihre bläuliche Kristallstruktur aus, die bei Sonneneinstrahlung stark reflektiert.
Sie sind kostengünstig, da sie im Vergleich zu monokristallinen Solarzellen preiswerter sind, obwohl sie einen geringeren Wirkungsgrad haben. Das bedeutet, dass die Module bei gleicher Fläche weniger Strom erzeugen. Für Anwendungen auf Dächern von Privathäusern sind die polykristallinen Solarmodule weniger empfehlenswert, da der geringere Wirkungsgrad zu geringeren Photovoltaik-Erträgen führt.
Wenn jedoch große Flächen für eine Photovoltaikanlage zur Verfügung stehen, können polykristalline Solarmodule trotz ihres geringeren Wirkungsgrades wirtschaftlich sein, da der niedrigere Preis und die größere Verfügbarkeit den geringeren Wirkungsgrad polykristalliner Solarmodule ausgleichen können.
Wie werden polykristalline Photovoltaikzellen hergestellt?
Polykristalline Photovoltaikzellen, auch polykristalline Solarzellen genannt, werden hauptsächlich aus Silizium hergestellt. Der Produktionsprozess beginnt mit dem Schmelzen des Siliziums in einem Tiegel durch Induktionserwärmung. Das geschmolzene Silizium wird dann in eine rechteckige Form gegossen und abkühlen gelassen, wobei es zu unterschiedlich großen Kristallstrukturen erstarrt. Nach dem Abkühlen wird der große rechteckige Block in kleinere Blöcke zerteilt. Diese kleineren Blöcke werden in Scheiben geschnitten, aus denen polykristalline Solarzellen entstehen.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung polykristalliner Solarzellen ist das Bridgman-Verfahren. Dabei wird Silizium in einem Tiegel bei etwa 1.400 Grad Celsius geschmolzen und langsam erstarrt. Nach der Erstarrung wird der längliche Ingot in kleinere Blöcke zerteilt.
Insgesamt umfasst die Herstellung von polykristallinen Solarzellen das Schmelzen von Silizium, das Formen zu Blöcken oder Scheiben und das anschließende Zerschneiden in kleinere Einheiten für die Weiterverarbeitung.
Polykristalline Solarmodule Wirkungsgrad
Wirkungsgrad ca. 15%
Längere Amortisationszeit
Mehr Dachfläche nötig
Polykristalline Solarmodule haben in der Photovoltaik einen Wirkungsgrad von ca. 15 %, während monokristalline Module bis zu 22 % erreichen können. Obwohl polykristalline Solarzellen in der Herstellung günstiger sind und daher in der Vergangenheit für PV-Anlagen häufiger eingesetzt wurden, sind durch den stetigen Preisverfall monokristalliner Module auch diese erschwinglich geworden.
Das hat natürlich auch Auswirkungen auf die Amortisationszeit einer Solaranlage. Photovoltaikanlagen mit polykristallinen Zellen brauchen länger, bis sie sich finanziell amortisiert haben, als solche mit monokristallinen Modulen. Wer also überlegt, ob er in die teureren monokristallinen Solarzellen investieren soll, muss abwägen: Etwas mehr investieren und schneller mehr Strom mit der eigenen Photovoltaikanlage produzieren, oder mit polykristallinen Modulen mehr Dachfläche nutzen und länger auf die Amortisation der Anlage warten.
Was kosten polykristalline Solarmodule?
Die Kosten für polykristalline Solarmodule liegen je nach Größe zwischen 150 und 270 Euro pro Modul. Insbesondere bei großen Dachflächen oder Freiflächenanlagen, wo viele Module benötigt werden, sind polykristalline PV-Module aufgrund ihres Preis-Leistungs-Verhältnisses oft die bevorzugte Wahl.
Lebensdauer von polykristallinen Solarmodulen
Die Lebensdauer von polykristallinen Solarmodulen beträgt, ähnlich wie bei monokristallinen Modulen, ca. 30 Jahre. Ein Vorteil der polykristallinen Module ist, dass sie sich aufgrund ihrer Farbe weniger stark erwärmen und dadurch im Laufe der Zeit etwas weniger an Wirkungsgrad verlieren. Das bedeutet, dass trotz der langen Lebensdauer die Energieausbeute über die Jahre relativ konstant bleibt.
Wie viel Dachfläche benötigen polykristalline Solarmodule?
Da der Photovoltaik Wirkungsgrad eines polykristallinen Solarmoduls geringer ist, als der monokristalliner Module, benötigen sie mehr Dachfläche (und mehr PV-Module), um die gleiche Leistung erzielen zu können. Je nach baulichen und umgebungstechnischen Gegebenheiten kann man mit einem Flächen-Aufwand von bis zu 7 bis 10 qm pro 1 kWp Leistung rechnen. Bei einer Photovoltaikanlage mit 10 kWp bräuchten wir also fast 100 qm Dachfläche für unsere polykristallinen Module. Das ist ordentlich. Darum kommen die polykristallinen Zellen auch häufig bei Freiflächen-PV-Anlagen, auf Scheunen, Hallen oder anderen großen Dächern zum Einsatz.
Vorteile von polykristallinen Solarzellen
Polykristalline Solarzellen bieten ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis, da sie in der Herstellung weniger aufwendig sind und durch ihre quadratische Zellenform nur wenig Verschnitt anfällt.
Diese Kristallstrukturen führen nicht nur zu kostengünstigeren Modulen, sondern verbessern auch die Umweltbilanz der Photovoltaikanlage, da weniger Energie für die Produktion von polykristallinen Solarmodulen benötigt wird. Die blaue Farbe und die deutlich sichtbaren Kristalle machen ein polykristallines Solarmodul unverwechselbar und zeugen von ihrer Robustheit und Langlebigkeit.
Während sie bei diffusem Licht empfindlicher sind, eignen sich polykristalline Solarzellen hervorragend, wenn mehr Fläche zur Verfügung steht, um über einen Stromspeicher Energie zu speichern. Obwohl sie einen geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Module haben, sind sie aufgrund ihres attraktiven Preises in der Photovoltaik weit verbreitet.
Nachteile von polykristallinen Solarmodulen
Die Nachteile polykristalliner Solarmodule liegen vor allem in ihrem geringeren Wirkungsgrad, der im Vergleich zu den effizienteren monokristallinen Modulen bis zu 25 % mehr Installationsfläche erfordert. Konkret bedeutet das: Um die gleiche Menge Strom zu erzeugen, müssen mehr polykristalline Module installiert werden.
Die Solarmodule sind zwar günstiger in der Anschaffung, müssen aber Abstriche bei der Flächeneffizienz machen, was sie für den begrenzten Platz auf einem Dach eines Einfamilienhauses weniger geeignet macht.
Außerdem sind sie im Vergleich zu Dünnschichtzellen empfindlicher gegenüber diffusem Licht. Monokristalline Module sind zwar teurer, haben aber einen höheren Wirkungsgrad, was die höheren Anschaffungskosten für eine Photovoltaikanlage rechtfertigt.
Sind monokristalline oder polykristalline Solarmodule besser?
Diese Frage stellt sich wohl jeder, der eine PV-Anlage plant. Sie lässt sich in Bezug auf die Leistung klar beantworten: Monokristalline Solarzellen sind besser, weil sie einen höheren Wirkungsgrad und damit mehr Leistung aufweisen als es bei polykristallinen Solarmodulen der Fall ist.
Steht jedoch eine sehr große Fläche zur Verfügung, kann es auch rentabel sein, die Eckdaten und die Amortisationsdauer einer Photovoltaikanlage einmal mit polykristallinen Solarzellen durchzurechnen. Denn der Preis ist hier pro Photovoltaikmodul eben geringer.
Hochwertige Solarmodule liefern Planungssicherheit bei der Photovoltaik
Wenn Sie unsicher sind, welche Solarzellen sich für Ihre Zwecke und die individuelle Größe Ihres Daches am besten eignen, vereinbaren Sie einfach einen unverbindlichen und kostenlosen Beratungstermin mit unseren Expertinnen und Experten von Energieversum. Wir helfen Ihnen bei der Planung und der Berechnung der Amortisationsdauer Ihrer Photovoltaikanlage im All Inclusive Paket – natürlich unter Einbezug des geeigneten Solarmoduls.
Auf Wunsch besprechen wir auch gern den Unterschied zwischen polykristallinen Solarmodulen und monokristallinen Solarmodulen im Detail. So sorgen wir dafür, dass Sie über die gesamte Laufzeit der Photovoltaikanlage auf eine zuverlässige, saubere und nachhaltige Energieversorgung zählen können, die Sie von Sorgen über steigende Stromkosten befreit. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage.
