Ausgehend von einer ertragsorientierten Perspektive diskutiert dieser Artikel, ob es ein sogenanntes bestes Photovoltaikmodul gibt und wo die praktischen Einsatzgrenzen verschiedener PV-Technologien unter realen Betriebsbedingungen liegen.
Durch die Analyse von Parametergrenzen, Unterschieden im Betriebsverhalten sowie zeitlichen und räumlichen Einschränkungen wird deutlich, dass es bei der Modulauswahl keine allgemeingültige Antwort gibt. Stattdessen lassen sich nur unter konkreten Bedingungen fundiertere Entscheidungen treffen.
Inhalt
- Warum gibt es kein bestes Photovoltaikmodul für alle Anwendungsszenarien?
- Warum reichen Wirkungsgrad oder Leistung allein nicht aus, um die Wirtschaftlichkeit zu beurteilen?
- Wie beeinflussen die technologischen Unterschiede zwischen TOPCon, HJT und IBC die langfristige Stromerzeugung?
- Warum sind technologische Unterschiede kurzfristig kaum sichtbar, entfalten ihre Wirkung jedoch langfristig?
- Warum ist bei begrenzter Dachfläche die Flächeneffizienz wichtiger als der nominelle Wirkungsgrad?
- Wie lässt sich anhand der Ertragsziele bestimmen, welche Photovoltaiktechnologie besser geeignet ist?
1. Warum gibt es kein bestes Photovoltaikmodul für alle Anwendungsszenarien?
Der Ertrag eines Photovoltaiksystems hängt stets von den konkreten Rahmenbedingungen ab. Daher gibt es kein bestes Photovoltaikmodul, das für alle Szenarien gleichermaßen geeignet ist.
Ein verbreiteter Irrtum in der Branche besteht darin, technischen Fortschritt und bessere Kennwerte automatisch mit einem „besseren Modul“ gleichzusetzen – als würden höherer Wirkungsgrad oder größere Nennleistung zwangsläufig eine überlegene Wahl darstellen. Diese Annahme ist jedoch nur dann gültig, wenn alle übrigen Bedingungen vollständig identisch sind.
In realen Projekten beeinflussen Dachgegebenheiten, Betriebsumgebung und Nutzungsdauer die Stromerzeugung und den Photovoltaik-Projektertrag maßgeblich.
Entscheidend ist daher nicht, welches Modul objektiv das beste ist, sondern welche der verfügbaren Photovoltaik-Moduloptionen unter bestimmten Bedingungen die sinnvollste Wahl darstellt.
2. Warum lassen sich Wirtschaftlichkeit und Vorteilhaftigkeit nicht allein anhand von Wirkungsgrad oder Leistung beurteilen?
Wirkungsgrad und Nennleistung sind die am häufigsten verglichenen Kennwerte von Photovoltaikmodulen. Sie jedoch als Maßstab dafür zu verwenden, ob ein Modul „wirtschaftlicher“ ist, stellt an sich bereits einen logischen Fehlschluss dar.
Der Wirkungsgrad beschreibt die Fähigkeit eines Moduls, unter Standard-Testbedingungen Sonnenenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Die Leistung wiederum bezeichnet die unter denselben Bedingungen angegebene Nennleistung.
In realen Projekten arbeiten Module jedoch nahezu nie unter diesen standardisierten Bedingungen.
Temperatur, Montageart, Systemkonfiguration und die Betriebsdauer verändern den Arbeitszustand eines Moduls kontinuierlich. Datenblätter bilden daher lediglich einen idealisierten Ausgangspunkt ab – nicht den tatsächlichen Betriebsverlauf.
Der Markt bietet heute Photovoltaikmodule mit Leistungen von etwa 410 W bis 800 W an. Diese Bandbreite allein liefert jedoch keine direkte Antwort darauf, welche Photovoltaik-Moduloption in einem konkreten Projekt tatsächlich wirtschaftlicher ist oder zu höheren Photovoltaik-Projekterträgen führt.
Worauf Anwender ihren Fokus richten sollten, ist vielmehr die Frage, wie viel nutzbare elektrische Energie diese Kennwerte unter realen Betriebsbedingungen tatsächlich liefern – und ob sich dieser Ertrag verlässlich prognostizieren lässt.
Wirkungsgrad und Leistung sind daher keineswegs irrelevant, sollten jedoch nicht als alleinige Entscheidungsgrundlage für die Beurteilung der Wirtschaftlichkeit eines Photovoltaikmoduls dienen.
3. Wie beeinflussen die technologischen Unterschiede zwischen TOPCon, HJT und IBC die langfristige Stromerzeugung?
Unterschiedliche Photovoltaiktechnologien bestimmen den Projektertrag nicht unmittelbar auf der Ebene einzelner Kennwerte. Vielmehr beeinflussen sie über strukturelle Unterschiede kontinuierlich das Betriebsverhalten der Module unter realen Einsatzbedingungen.
Im langfristigen Betrieb wirken sich auch Aufbau und Erzeugungsstruktur der Module auf ihr Verhalten aus. Strukturvarianten wie Glas-Glas-Module, bifaziale Module oder bifaziale Glas-Glas-Module zeigen ihre Unterschiede weniger in Momentaufnahmen, sondern vor allem in der Betriebsstabilität sowie in der nachhaltigen Wirkung der Rückseitenbedingungen über mehrjährige Zyklen hinweg.
- Glas-Glas-Module: Die höhere strukturelle Stabilität beeinflusst die Betriebskonstanz bei Temperaturwechseln und unter Umwelteinflüssen.
- Bifaziale Module: Die Verfügbarkeit rückseitiger Einstrahlung bestimmt, wie dauerhaft zusätzlicher Ertrag in unterschiedlichen Anwendungsszenarien erzielt werden kann.
- Bifaziale Glas-Glas-Module: Durch die Kombination aus struktureller Stabilität und Rückseitenstromerzeugung hängt ihr Betriebsverhalten stärker von langfristig stabilen Umweltbedingungen ab.
Mit zunehmender Betriebsdauer spiegeln sich diese Unterschiede schrittweise in der Stromerzeugung und in der Ertragsstruktur wider.
TOPCon basiert auf einer Tunneloxid-Passivkontaktstruktur und stellt eine Weiterentwicklung des klassischen kristallinen Siliziumansatzes dar. Der Kern liegt in der verbesserten Stabilität der Ladungsträgersammlung, wodurch Module auch bei hohen Temperaturen oder schwachen Lichtverhältnissen ein vergleichsweise gut vorhersagbares Leistungsniveau beibehalten.
Im Langzeitbetrieb lässt sich diese Stabilität von TOPCon-Modulen auf Systemebene leichter verstärken: standardisierte Stringkonzepte und ein gleichmäßiges Betriebsverhalten tragen dazu bei, Systemverluste zu begrenzen und BOS-Kosten zu senken. Unterschiede im Projektertrag ergeben sich dabei weniger aus Einzelwerten, sondern aus dem langfristigen Effizienzmanagement über viele Betriebsjahre.
Insbesondere bei größeren Anlagen, in wärmeren Umgebungen oder bei stark schwankenden Einstrahlungsbedingungen lassen sich diese strukturellen Eigenschaften eher in stabile und kalkulierbare langfristige Erträge überführen.
HJT verkürzt durch die Heteroübergangsstruktur die Strompfade und reduziert die Empfindlichkeit der Module gegenüber Temperaturänderungen. In bifazialer Glas-Glas-Ausführung können HJT-Module zudem dauerhaft rückseitig reflektiertes und diffuses Umgebungslicht nutzen.
Der Mehrwert dieser Struktur zeigt sich vor allem in der langfristigen Akkumulation zusätzlicher Energieerträge.
Sind die rückseitigen Einstrahlungsbedingungen stabil und dauerhaft gegeben, verstärkt sich der bifaziale Zugewinn mit zunehmender Betriebszeit. Die daraus resultierenden Ertragsunterschiede werden daher eher in der kumulierten Stromerzeugung über viele Jahre sichtbar als in der anfänglichen Parameterdarstellung.
IBC setzt auf ein Rückkontakt-Design, bei dem frontseitige Sammelschienen entfallen. Dadurch wird die effektive Lichtnutzung pro Flächeneinheit strukturell erhöht und Energieverluste durch partielle Verschattung oder Reflexion reduziert.
Im langfristigen Betrieb liegt der zentrale Ertragsfaktor von IBC-Modulen in der Flächennutzungseffizienz.
Wird die verfügbare Installationsfläche zur begrenzenden Größe, entscheidet der Ertrag darüber, wie viel nutzbare Energie pro Quadratmeter über den gesamten Lebenszyklus erzeugt werden kann. Entsprechend kommen die strukturellen Vorteile der IBC-Technologie vor allem in flächenbegrenzten und verschattungsanfälligen Anwendungsszenarien zum Tragen.
4. Warum sind technologische Unterschiede kurzfristig kaum sichtbar, entfalten ihre Wirkung jedoch langfristig?
In der Anfangsphase nach der Inbetriebnahme zeigen unterschiedliche Photovoltaik-Technologien häufig sehr ähnliche Ertragswerte.
Der Ertrag eines Photovoltaikprojekts wird jedoch nicht durch Anfangsdaten bestimmt. Maßgeblich sind vielmehr die fortlaufenden Veränderungen und Umwelteinflüsse während des langfristigen Betriebs, die sich letztlich in der Ertragsstabilität und im Projektertrag widerspiegeln.
4.1 Warum sind die Anfangsdaten oft sehr ähnlich?
Im realen Betrieb befinden sich Photovoltaiksysteme zu Beginn meist in einem vergleichsweise idealen Zustand. Die Module sind sauber, der Wartungsaufwand ist gering, und die Systemkonfiguration wurde noch nicht durch langfristigen Betrieb angepasst. Effekte wie Materialalterung, Veränderungen elektrischer Eigenschaften oder Umweltbelastungen wirken sich zu diesem Zeitpunkt noch nicht spürbar auf die Leistung aus.
Zudem ist die Aussagekraft früher Betriebsdaten durch den begrenzten Beobachtungszeitraum eingeschränkt. Häufig beziehen sich diese Daten nur auf die ersten Monate oder ein bis zwei Jahre nach der Inbetriebnahme, wodurch Unterschiede kaum erkennbar werden.
Erst mit zunehmender Betriebsdauer beginnen sich die kontinuierlich kumulierenden Einflüsse bemerkbar zu machen und verändern schrittweise die Ertragsstruktur verschiedener Technologien.
4.2 Welche Mechanismen akkumulieren sich im Langzeitbetrieb?
Temperaturschwankungen, Lastwechsel und äußere Umwelteinflüsse überlagern sich zyklisch und erzeugen kumulative Effekte auf Module und Gesamtsystem.
Einer der häufigsten Faktoren ist der Temperaturzyklus. Das wiederholte Aufheizen und Abkühlen zwischen Tag und Nacht sowie über die Jahreszeiten hinweg setzt die Module durch thermische Ausdehnung und Kontraktion dauerhaft unter Spannung. Über lange Zeiträume beeinflusst dieser Prozess elektrische Verbindungen, die Laminatstruktur und die Gesamtstabilität und wirkt sich dadurch auf die tatsächlich verfügbare Systemleistung aus.
Auch Umweltbedingungen entfalten ihre Wirkung langfristig. Schwankungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Änderungen der Einstrahlung, luftgetragene Schadstoffe oder partielle Verschattung verschieben durch ihre kontinuierliche Einwirkung die Betriebsgrenzen der Module.
Gerade diese stetig wiederkehrenden und sich überlagernden Prozesse führen dazu, dass technologische Unterschiede vor allem in den langfristigen Betriebsergebnissen sichtbar werden – und nicht in kurzfristigen Leistungsvergleichen.
4.3 Welche Unterschiede zeigen sich erst nach vielen Betriebsjahren?
Mit zunehmender Betriebsdauer treten die zuvor überdeckten Unterschiede zunehmend in Form von Ertragsschwankungen und unterschiedlicher Vorhersagbarkeit zutage. Einige Systeme können über Jahre hinweg eine vergleichsweise stabile Ertragskurve aufrechterhalten, während andere zunehmend stärkere Abweichungen zeigen.
Gleichzeitig verstärkt der Langzeitbetrieb den Zusammenhang zwischen Wartungsaufwand und Leistungsentwicklung. Unterschiede in der Systemstabilität schlagen dadurch deutlicher auf die tatsächlich erzielten Stromerträge durch. Auf dieser zeitlichen Ebene beginnen sich die Ertragskurven unterschiedlicher Technologien zu differenzieren, sodass langfristige Betriebsergebnisse zunehmend zur entscheidenden Grundlage für die Bewertung unterschiedlicher Ertragsstrukturen werden.
5. Warum ist bei begrenzter Dachfläche die Flächeneffizienz wichtiger als der nominelle Wirkungsgrad?
In Szenarien mit begrenzter Dachfläche wird der Ertrag nicht primär durch einzelne Modulparameter bestimmt, sondern durch die tatsächliche Leistung, die ein System innerhalb der verfügbaren Fläche über seine Flächeneffizienz erzielen kann.
Bei Wohngebäuden und kleinen bis mittelgroßen Gewerbeanlagen in Europa steht die nutzbare Dachfläche häufig bereits vor allen anderen Rahmenbedingungen fest. Dachgeometrie, Brandschutzabstände und Wartungswege setzen dem System klare Grenzen.
Aus diesem Grund werden bestimmte strukturelle Unterschiede unter Flächenrestriktionen stärker wirksam. Sie zeigen sich nicht zwingend als klare Vorteile im Datenblatt, können jedoch durch eine höhere effektive Lichtnutzung sowie geringere Verluste durch Verschattung oder Reflexion den langfristigen Ertrag pro Quadratmeter erhöhen.
Eine begrenzte Fläche verändert nicht die grundlegenden Unterschiede zwischen den Technologien, wohl aber die Art und Weise, wie sich diese Unterschiede auswirken.
Der Bewertungsfokus verschiebt sich damit von absoluten Kennwerten hin zu der Frage, welche Struktur in der Lage ist, das vorhandene Ertragspotenzial innerhalb einer begrenzten Fläche zuverlässig in langfristig nutzbare Energie umzusetzen.
Unter diesen Rahmenbedingungen zeigt sich die Modulauswahl häufig als Abwägung zwischen unterschiedlichen strukturellen Eigenschaften.
- Glas-Glas-Module eignen sich besonders für Anwendungen mit großen Temperaturunterschieden, höherer Luftfeuchtigkeit oder klar definierten Anforderungen an die langfristige strukturelle Stabilität. In Projekten mit moderaten Umweltbedingungen und kürzerem Ertragszeitraum sind sie jedoch nicht zwingend erforderlich.
- Bifaziale Module liefern nur dann einen relevanten Mehrertrag, wenn die rückseitigen Einstrahlungsbedingungen realistisch und dauerhaft gegeben sind. Erst unter diesen Voraussetzungen kann der zusätzliche Ertrag sinnvoll in die Ertragsberechnung einbezogen werden.
- Bifaziale Glas-Glas-Module vereinen strukturelle Stabilität mit Rückseitenstromerzeugung. Ihr Mehrwert kommt vor allem in Projekten zum Tragen, bei denen langfristig stabile Umweltbedingungen mit hoher Sicherheit zu erwarten sind.
- Wenn ein Projekt stärker auf die Kontrolle der Anfangsinvestition oder auf ein ausgewogenes Kosten-Nutzen-Verhältnis ausgerichtet ist, muss auch die Entscheidung für komplexere Strukturkonzepte stets im Kontext der angestrebten Ertragsziele getroffen werden.
Diese Überlegungen zielen nicht auf eine einzelne zwingende Lösung ab. Vielmehr dienen sie dazu, unter begrenzten Platzverhältnissen jene strukturellen Eigenschaften zu identifizieren, die mit höherer Wahrscheinlichkeit in langfristig nutzbare Energie umgesetzt werden können.
6. Wie lässt sich anhand der Ertragsziele bestimmen, welche Photovoltaiktechnologie besser geeignet ist?
Die Auswahl der Photovoltaiktechnologie sollte von den baulichen Rahmenbedingungen des Dachs und den angestrebten Ertragszielen ausgehen.
In konkreten Projekten entscheidet letztlich, welches Betriebsverhalten die jeweiligen Technologien unter den gegebenen Bedingungen zeigen.
Nicht veränderbare Randbedingungen werden in der Regel bereits zu Beginn eines Projekts festgelegt. Dazu zählen die verfügbare Dachfläche, die bauliche Ausführung, Ausrichtung und Neigungswinkel sowie Netzanschlussbedingungen, brandschutzrechtliche Vorgaben und die Zugänglichkeit für Wartung und Betrieb.
Die Ertragsziele verschieben den Bewertungsschwerpunkt zusätzlich: Projekte mit Fokus auf Eigenverbrauch legen größeren Wert auf die Übereinstimmung zwischen Stromerzeugung und Lastprofil, während investitionsgetriebene Anlagen vor allem auf langfristige Stabilität und die Vorhersagbarkeit des Projektertrags achten.
Erst wenn sowohl die Rahmenbedingungen als auch die Ertragsziele klar definiert sind, werden technologische Unterschiede zu einem relevanten Entscheidungsfaktor.
Einige Unterschiede entfalten ihre Wirkung erst in größeren Systemen oder in Abhängigkeit von der Gesamtkonfiguration, andere treten insbesondere bei begrenztem Platzangebot oder in komplexen Umgebungen deutlicher hervor.
Entsprechend zeigen sich bestimmte Vorteile bereits in der Anfangsphase, während andere erst durch den langfristigen Betrieb sichtbar werden.
Ein rationaler Auswahlprozess besteht daher darin, unter konkreten Bedingungen zu bewerten, welche Betriebseigenschaften mit hoher Wahrscheinlichkeit positiv zu den jeweiligen Projektzielen beitragen.
Ein Photovoltaiksystem kennt kein „bestes Modul“, das für alle Anwendungsszenarien gleichermaßen geeignet ist.
Maysun Solar bietet Photovoltaikmodullösungen für den europäischen Markt und fokussiert sich bei Entwicklung und Lieferung auf strukturelle Stabilität und kontrollierbare Risiken im Langzeitbetrieb, um eine verlässliche Leistungsprognose zu ermöglichen. Das Portfolio umfasst die IBC Technologie, TOPCon Technologie und HJT Technologie sowie Glas-Glas-Module, Bifaziale Module und Bifaziale Glas-Glas-Module.
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