Polykristalline Solarzellen können anstelle von monokristalline solarzellen verwendet werden, wenn Sie dies wünschen. In diesen Strukturen sind Kristalle von sehr geringer Größe auf sehr komplexe Weise miteinander verbunden. Aus diesem Grund sinkt der Wirkungsgrad von Solarzellen, da an den Grenzflächen Energie verloren geht. Auch wenn die Herstellung von monokristallinen Solarzellen heute kostengünstiger ist, kann sich dies durch technische Fortschritte im Herstellungsprozess ändern.
Unterschiedliche Typen, jeder mit seinem eigenen Marktanteil
Mehr als 90 % des Marktes wird von monokristallinen oder polykristallinen Solarmodulen auf Waferbasis beherrscht. Der überwiegende Teil der Branchengewinne wird mit dieser Untergruppe erwirtschaftet. Dünnschichtmodule machen heute weniger als 5 % des Gesamtmarktes aus. Die Frage, die es zu beantworten gilt, ist, wie die waferbasierten Solarmodule im Vergleich zueinander abschneiden. Polykristalline Solarmodule machen heute etwa 70 % des Marktes aus. Obwohl der Anteil der monokristallinen Module zunimmt, sind nur 30 % der Gesamtmodule monokristallin. All dieses ist auf die verbesserten Umstände und die technischen Durchbrüche bei der Herstellung zurückzuführen.
Auf dem Weg zum Industriestandard
So wird für eine monokristalline Solarzelle eine wesentlich geringere Konzentration an reinem Silizium benötigt als für ihr polykristallines Pendant. Die Preise spiegeln diese Tatsache daher ziemlich genau wider. Verglichen mit den Kosten für die Herstellung monokristalliner Solarzellen, die eine erhebliche Menge an Silizium benötigen, sind die Einsparungen leicht zu erkennen und zu verstehen. Monokristalline Solarzellen werden nach Prognosen von Fachleuten der Branche bis zum Jahr 2020 einen Marktanteil von rund 47 Prozent haben. In Ermangelung einer paradigmatischen Innovation wie den organischen Solarzellen, werden sich monokristalline Module in nicht allzu ferner Zukunft zum Industriestandard entwickeln.
Die Vor- und Nachteile der Nutzung
Monokristalline Solarzellen bieten den Nutzern eine ganze Reihe von Vorteilen. In Bezug auf den Wirkungsgrad sind sie die beste verfügbare Alternative. Bezogen auf die Fläche erzeugen Ihre Solarzellen mehr Strom als die anderer Bauarten, die in Bezug auf die Leistung gleichwertig sind. Monokristalline Solarzellen sind eine gute Option für Menschen mit begrenzter Dachfläche sowie für diejenigen, die so viel Strom wie möglich erzeugen wollen oder müssen.
Dies zeigt, dass die Effizienz ein entscheidender Faktor ist, wenn man so autark wie möglich sein und die selbst erzeugte Energie nutzen möchte. Selbst mit einer kleinen Dachfläche und monokristallinen Modulen, die mehr Strom erzeugen können als jede andere Art von Modulen, ist es möglich, den Stromverbrauch Ihres Hauses aus dem Netz drastisch zu senken. Angesichts der Tatsache, dass Kohle immer noch einen großen Anteil an der deutschen Energieerzeugung hat, spart dies nicht nur Geld, sondern verbessert auch die Umwelt.
Es gibt einen Nachteil bei der Nutzung
Als direkte Folge dieser Tatsache sind die Produktions- und Anschaffungskosten von monokristallinen Solarmodulen viel höher. Sie müssen berücksichtigen, dass diese Solarmodule eine beträchtliche Menge an Strom liefern können, um unangenehme Überraschungen zu vermeiden. Folglich wird die langfristige Investitionsrendite, die durch den Einsatz dieser Module erzielt werden kann, erheblich gesteigert. Wenn es um Solarmodule geht, ist der Wirkungsgrad der wichtigste Faktor, den Sie berücksichtigen müssen, wenn Sie das Beste für Ihr Geld bekommen wollen. Wenn Sie den Großteil Ihres Stroms selbst erzeugen, können Sie Ihre monatlichen Stromrechnungen senken. Daher ist die Einspeisevergütung nur ein wünschenswerter Bonus.
Monokristalline Silizium-Solarzellen.
Der Wirkungsgrad monokristalliner Solarzellen kann durch die Verwendung von Silizium mit hoher Reinheit verbessert werden. Silizium ist ein notwendiger Bestandteil für die Herstellung monokristalliner Solarzellen, die in Photovoltaikanlagen eingesetzt werden. Geschmolzenes Silizium wird zu monokristallinen Stäben verarbeitet. Die Herstellung von monokristallinem Solarzellenmaterial erfolgt nach dem Czochralski-Verfahren. In einem Schmelztiegel wird das Silizium erhitzt, bis es schmilzt. Auf einem sich drehenden Metallstab befindet sich ein so genannter “Kristallkeim”.
Aus diesem Kristallisationskeim können Kristalle “gezüchtet” werden. Im Vergleich zum Zonenschmelzen erzeugt das Czochralski-Verfahren monokristallines Silizium von geringerer Qualität, ist aber kostengünstiger und wird daher für monokristalline Solarzellen verwendet. Eine zum Patent angemeldete Innovation ist die Herstellung von Solarwafern mit dem Drahtband. Dabei wird geschmolzenes Silizium verwendet, um Drähte durch das Material zu ziehen. Durch die Oberflächenspannung bildet sich im Zwischenraum der Drähte ein Siliziumband, das anschließend in Wafer geschnitten wird.
Im Vergleich zur herkömmlichen Methode, bei der die Wafer aus massiven Siliziumblöcken geschnitten werden, ist die String-Ribbon-Technologie um bis zu fünfzig Prozent effizienter. Solarmodule können durch den Einsatz dieser ökologisch vorteilhaften Produktionstechnologie Energie einsparen. Für den Bau der Solarmodule werden monokristalline Zellen verwendet. Durch die Reihenschaltung von Solarzellen kann die Spannung erhöht werden, was für kompaktere Photovoltaikanlagen von Vorteil ist. Der durchschnittliche Ertrag von teilverschatteten Modulen kann durch Parallelschaltung von Solarzellen erhöht werden.
Monokristalline Solarzellen sind effizienter als ihre polykristallinen Gegenstücke.
Es gibt mehrere Faktoren, die den Wirkungsgrad monokristalliner Solarzellen beeinflussen. Dazu gehören:
- Einzigartige Kristalle
- Die Kristallkanten verhindern, dass Energie verschwendet wird.
- Monokristalline Solarzellen haben eine höhere Kalziumkonzentration als polykristalline Zellen.
Bei direkter Sonneneinstrahlung haben diese Solarzellen einen Wirkungsgrad von 20 % und mehr, was sie zu den effizientesten der Welt macht. Die Herstellung von monokristallinen Solarmodulen ist schwieriger als die von polykristallinen Solarmodulen. Wenn Solarzellen diffusem Licht ausgesetzt sind, haben sie einen geringeren Wirkungsgrad. Wenn das Dach nicht nach Süden ausgerichtet ist, haben die Solarmodule einen geringeren Wirkungsgrad. Die Ausrichtung des Moduls kann an mehreren Punkten des Nachführsystems geändert werden.
Daten zu monokristallinen Modulen
Bevor Sie monokristalline Solarmodule kaufen, sollten Sie eine Liste mit den wichtigsten Informationen erstellen. Werte monokristalliner Solarmodule: 17,5-22,85 kg pro Modul. Die typische Modulgröße beträgt 1,7001,038 mm mal 40 Millimeter. 300-400 W 18-20 Prozent Wirkungsgrad. 0,5 Prozent jährliche Degradation Garantie auf das Produkt mit einer Lebensdauer zwischen 11 und 30 Jahren.
Einkristalline Silizium-Solarzellen verbrauchen viel Strom.
Der Produktionsprozess einer monokristallinen Solarzelle ist zeit- und energieaufwändig, was sich auf die Umweltbilanz auswirkt. Da der Produktionsprozess mehr Energie verbraucht, ist auch die Energiespeicherung zeitaufwändiger. Monokristalline Solarzellen haben eine längere Amortisationszeit als polykristalline Solarmodule.
Hier geht es darum, wie lange es dauert, bis der Solarstromertrag ausreicht, um die Energiekosten der Produktion zu decken. Ein Drittel aller Solarstromanlagen verwendet monokristalline Zellen. Dieser Anteil wird in Zukunft wahrscheinlich noch steigen. Die Entwicklung und Beschaffung von Modulen ist zwar zeitaufwändiger und kostspieliger, aber die höhere Produktivität ist es wert.
Monokristallinen Solarzelle: Struktur
Die effizientesten Solarzellen sind die aus monokristallinem Silizium hergestellten. Sie erzeugen mehr Strom pro Quadratmeter als andere Arten von Solarzellen. Wenn der Platz auf Ihrem Dach knapp ist oder Sie viel Strom benötigen, sind monokristalline Solarzellen die beste Wahl. Um vollständige Energieunabhängigkeit zu erreichen und die erzeugte Energie zu verbrauchen, ist ein hoher elektrischer Wirkungsgrad erforderlich.
Mit einem großen Dach und monokristallinen Solarmodulen ist es möglich, die größtmögliche Strommenge zu erzeugen und so die Stromabnahme aus dem Netz über Monate hinweg zu reduzieren. Kohle macht den größten Teil des deutschen Energiemixes aus, was die Kosten senkt und gleichzeitig der Umwelt zugute kommt.
Investitionen in Energie und Wirtschaft haben unterschiedliche Amortisationszeiten.
Die Installation eines Solarmoduls ist nur dann sinnvoll, wenn es sich auf lange Sicht amortisiert. Die Amortisationszeit eines monokristallinen Moduls ist wesentlich länger als die eines polykristallinen oder Dünnschichtmoduls.
Die Amortisationszeit einer Anlage wird anhand der Strommenge gemessen, die ein Solarmodul im Vergleich zum Stromverbrauch erzeugt. Die Amortisationszeit von Solarmodulen hat sich seit dem Jahr 2000 um 50 % verringert. Beide Modultypen haben eine Amortisationszeit von deutlich weniger als zwei Jahren. Bei monokristallinen Modulen dauert es ein wenig länger.
Herstellung von Modulen aus monokristallinem Material.
Halbleiter werden aus Modulen hergestellt, die aus monokristallinem Silizium bestehen. Die Integrität der kristallinen Struktur bleibt bei Stäben aus monokristallinen Material erhalten. Monokristalline Module haben den Vorteil, dass sie einen höheren Wirkungsgrad haben als andere Typen.
Die Herstellung der Module erfordert einen hohen Zeit- und Arbeitsaufwand für eine Vielzahl von Personen, was zu einer Verteuerung der Module führt. Die kristallinen Stäbe werden in einem von der Siliziumschmelze getrennten Behälter aufbewahrt, um sie von Letzterer zu unterscheiden. Mit einer Säge werden die Paneele aus den Blöcken herausgesägt. Schließlich wird die Module mit einer Beschichtung umhüllt und von Solarzellen umgeben. Die Farbe der monokristallinen Solarmodule ist entweder pechschwarz oder dunkelblau. Völlig rein und in keiner Weise verändert.
Die in monokristallinen Solarmodulen enthaltenen Zellen müssen regelmäßig gewartet werden.
Auf Dächern lassen sich monokristalline Module mit geringem Aufwand installieren. Aufgrund ihres Gewichts, das zwischen 8 und 16 Kilogramm liegt, sind sie schwerer als Dünnschichtmodule gleicher Größe. Da die Module vorgefertigt sind und einen einfachen Bauprozess haben, ist die Installation ein Kinderspiel.
Üblich ist es, die zwischengeschalteten Solarzellen mit EVA-Folie oder transparentem Solarglas abzudecken. Sie haben die Wahl, entweder die Vorderseite oder die Rückseite mit Glas abzudecken. Ein Bauteil, das aus Glas besteht, liegt auf Glas. Befestigt wird das Module durch einen Rahmen aus Aluminium oder Edelstahl.
Solarzellen können entweder monokristallin oder polykristallin sein, und beides ist machbar.
Monokristalline Solarzellen bestehen meist aus Silizium als einem ihrer Bestandteile. Inzwischen sind die Solarzellen in Bezug auf Größe und Gewicht handlicher geworden, was einen geringeren Gesamtbedarf an Silizium erforderlich macht. Dank der verschiedenen Schneidetechniken, die heute zur Verfügung stehen, ist das Schneiden von Diamantdraht viel einfacher geworden. Früher benötigte man für jeden Wafer 4,8 Gramm Silizium, um ein Watt Leistung zu erzeugen. Heute wird für jeden Wafer zwischen drei und vier Gramm Material benötigt.
CIGS aus einem Einkristall
Die einzige Möglichkeit, Silizium auf der Oberfläche von CIGS-Modulen abzuscheiden, ist ein Verfahren, das als Aufdampfen bezeichnet wird. Dies führt zu einer Senkung der Gesamtkosten für die Herstellung des Modules. Andererseits arbeiten die Module nicht sehr gut zusammen.
Diese Probleme erfordern einen erheblichen Platzbedarf. Diese Art von Modulen wird in der Regel in Bereichen installiert, die weniger stark frequentiert sind. Diese Technologie könnte zur Abdeckung einer Wand oder eines Dachs mit geringer Tragfähigkeit eingesetzt werden.
Zurzeit gibt es auf dem Markt ein Angebot an monokristallinen Solarzellen zu kaufen.
Dünnschichtmodule haben den Vorteil, dass sie leicht und erschwinglich sind, aber ihre Leistungsdichte ist eher gering. Wenn Sie die gesamte Dachfläche nutzen wollen, sind sie eine ausgezeichnete Alternative.
Hybridmodule sind eine weitere sinnvolle Alternative, die man in Betracht ziehen kann. Mit diesen Systemen, die ihre Energie aus solarthermischen und photovoltaischen Quellen beziehen, kann sowohl Strom als auch Warmwasser erzeugt werden. Aufgrund der hohen Kosten der für den Betrieb dieser Module erforderlichen Technik sollten sie nur dann eingesetzt werden, wenn dies unbedingt erforderlich ist. Wenn auf dem Dach ausreichend Platz für Photovoltaik- und Solarthermieanlagen vorhanden ist, sollten die beiden Anlagentypen getrennt werden. Hybridmodule sind bekanntlich schwer zu kühlen, und sobald sie nicht mehr richtig funktionieren, gibt es Probleme.