Modul-Wirkungsgrad

Der Modul-Wirkungsgrad sagt aus, welcher Anteil der Solarenergie, die auf ein Solar-Modul trifft, als Strom gespeichert beziehungsweise abgegeben wird. In der Praxis liegt der Wirkungsgrad dabei aktuell zwischen 5 und 16 Prozent:

  • 18 % bis 21 % monokristalline Solarzelle
  • 13 % bis 16 % polykristalline Zelle
  • 6 % bis 7 % amorphe Siliziumzelle
  • 10 % Tandemzelle
  • 10 % bis 12 % Dünnschichtzelle (CIS)
  • 20 % bis 25 % Dünnschichtzellen Galliumarsenid
  • 11 % Dünnschichtzellen Cadmiumtellurid
  • 2 % Farbstoffzelle (Grätzelzelle)

Die Berechnung erfolgt, indem man die nutzbare Energie eines Solar-Moduls, d. h. den ausgehenden Strom durch die eingebrachte Sonnenenergie teilt. Um für ein Modul den Wirkungsgrad zu ermitteln, wird es unter einer Testbedingung von 25 °C, einer Strahlungsstärke von 1000 Watt pro Quadratmeter und einem Einfallswinkel von 48 Grad getestet. Allerdings ergibt sich daraus ein Wert, der in der Realität wesentlich geringer ist, da die Testedingungen einem heißen und klaren Sommertag entsprechen.
Ein Beispiel:

  • Sonnenenergie, die auftrifft: 1.000 Watt
  • Modulwirkungsgrad: 12 %
  • Tatsächlich nutzbarer Strom: 120 Watt

Die Angabe der Leistung erfolgt in kW Peak, d. h. der höchstmöglichen Leistung bei standardisierten Testbedingungen. Diese Angabe ermöglicht beispielsweise Preisvergleiche bei einem Kauf von Solaranlagen. Umgekehrt lässt sich damit die erforderliche Fläche für eine notwendige Leistung ermitteln.
Je geringer Verluste durch Reibung o. ä. sind, desto höher ist der Wirkungsgrad. Und je höher der Wirkungsgrad, desto weniger Fläche wird benötigt, um eine bestimmte Leistung zu erzielen. Weitere Einflussfaktoren auf den Wirkungsgrad sind:

  • Der Werkstoff der verwendeten Solarzelle.
  • Modulfläche
  • Temperaturkoeffizient
  • Wirkungsgrad des Wechselrichters

Nicht zu verwechseln ist der Modulwirkungsgrad mit dem Wirkungsgrad einzelner Solarzellen.