Solarpanel – eine Übersicht für 2023

Mit „Solarpanel“ wird der sichtbare Teil deiner Photovoltaikanlage bezeichnet, der auf dem Dach befestigt wird. Synonyme Begriffe dafür sind:

Ein Solarpanel auf dem Dach ist dafür zuständig, aus Sonnenlicht elektrischen Strom zu gewinnen. Der Vorgang der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom erfolgt innerhalb der Solarzellen, aus denen die einzelnen Module aufgebaut sind.

Solarpanels, die auf Wohngebäuden angebracht werden können, bestehen bisher überwiegend aus 60 Solarzellen und werden Vollzellenmodule genannt. Heutzutage werden jedoch immer häufiger Halbzellenmodule verbaut, die 120 statt 60 Solarzellen besitzen.

Halbzellenmodule werden genau wie Vollzellenmodule als monokristalline und polykristalline PV-Module hergestellt. Bei ersterem werden diese jedoch im Herstellungsprozess in zwei Hälften geteilt, so dass bei gleicher Modulgröße doppelt so viele Solarzellen im Solarmodul enthalten sind.

Alle Solarpanel auf dem Dach ergeben zusammen die Solaranlage beziehungsweise Photovoltaikanlage. Hierzu zählen dann aber auch der Wechselrichter sowie gegebenenfalls der Stromspeicher oder die Wallbox.

Ein Solarpanel für ein Dach besteht aus insgesamt sechs Schichten, die ganz unterschiedliche Funktionen besitzen. Es ist von außen nach innen wie folgt aufgebaut:

Die Frontglasscheibe sorgt für den optimalen Schutz vor äußeren Wettereinflüssen wie wechselnden Temperaturen, Niederschlägen und anhaltender Feuchtigkeit. Unter der Scheibe befindet sich die „Antireflexionsschicht“, die verhindert, dass Licht zurückgeworfen wird. So wird das volle Potenzial des auftreffenden Lichts ausgeschöpft und der Ertrag des Solarpanels maximiert.

Danach folgt das Herzstück eines Solarpanels – die einzeln verschalteten und miteinander verbundenen Solarzellen, in denen der zentrale Vorgang der Photovoltaik stattfindet. Die unterste Schicht des Solarmoduls besteht meist aus einer Kunststofffolie, die vor der Witterung schützt. In diesem Fall sprechen wir von Glas-Folie-Modulen.

Manche Hersteller:innen bieten auch Glas-Glas-Module (Doppelglas-Module) an, bei denen die Rückseite des Moduls ebenfalls verglast ist. Glas-Glas-Module sind häufig langlebiger als Glas-Folie-Module, dafür allerdings hochpreisiger.

Zusammengehalten werden die verschiedenen Schichten des Solarmoduls durch den Aluminiumrahmen.

Im Laufe der technischen Entwicklung wurden drei Arten von Solarzellen entwickelt. Diese sind:

Solarpanels mit monokristallinen Zellen stellen den höchsten Stand der Technik dar. Du erkennst sie an ihrer charakteristischen schwarzen Farbe.

Die Panels bestehen aus einkristallinen Siliziumstäben, die anschließend in dünne Scheiben geschnitten werden. Diese Scheiben werden auch „Wafer“ genannt.

Bei diesem Verfahren erhält das Silizium eine einheitliche Kristallstruktur. Der Herstellungsprozess ist komplizierter und teurer als bei polykristallinen Zellen. Doch dieser Aufwand lohnt sich, denn monokristalline Solarpanel bieten dir eine hohe Leistungsfähigkeit: Sie erreichen einen Wirkungsgrad von 20 bis 22 Prozent und eine Leistung von bis zu 425 Wp.

Im Gegensatz dazu erzielen Solarpanels mit polykristallinen Zellen nur einen Wirkungsgrad von 15 bis 20 Prozent sowie eine Leistung von bis zu 300 Watt Peak. Sie werden aus flüssigem Silizium in eckige Blöcke gegossen, wodurch das erkaltete Material unterschiedliche Kristallorientierungen aufweist.

Durch die einfachere Herstellung sind polykristalline Zellen günstiger. Ihre Leistung ist im Vergleich mit monokristallinen Zellen jedoch deutlich niedriger, was ein wichtiges Argument gegen diese Variante darstellt. Wegen des ungünstigen Preis-Leistungs-Verhältnisses werden sie immer seltener produziert und haben nur noch einen geringen Marktanteil.

Dünnschicht-Zellen sind lediglich mit amorphem Silizium oder einem anderen Halbleiter beschichtet. Das Silizium wird in hauchdünnen Lagen auf ein Trägermaterial aufgesprüht oder aufgedampft. Die Zellen sind bedeutend dünner als poly- und monokristalline Zellen und erheblich preiswerter.

Der Wirkungsgrad der Dünnschicht-Solarmodule ist mit zehn bis dreizehn Prozent allerdings geringer. Daher ist bei der Verwendung von Dünnschicht-Solarmodulen viel mehr Fläche erforderlich, um eine Anlage mit der gleichen Leistung wie mit herkömmlichen Modulen zu erhalten. Das ist auch der Grund, warum dieser Modultyp auf Hausdächern nur in Ausnahmefällen verwendet wird.

Um aus Sonnenlicht Strom zu erzeugen, macht die Technik sich zwei physikalische Effekte zunutze: den photovoltaischen Effekt und den Halbleitereffekt.

Beim photovoltaischen Effekt entsteht eine Potenzialdifferenz zwischen Elektroden, durch die Licht in Energie umgewandelt wird. Dafür sind Halbleiter erforderlich, die Photonen aufnehmen und geladene Teilchen freisetzen können, die genug Energie besitzen, um durch das Material zu wandern, den Halbleiter zu verlassen und damit Strom zu produzieren. Das Material Silizium, das in Solarpanels verbaut ist, erfüllt beide Voraussetzungen.

Dieser photovoltaische Effekt basiert auf dem inneren photoelektrischen Effekt, bei dem sich in Halbleitern die Leitfähigkeit erhöht. Das Ergebnis des photoelektrischen Effekts ist wiederum die Photospannung.

Beim photoelektrische Effekt werden zum einen die Elektronen im Silizium durch die Lichtenergie angeregt. Sie bewegen sich an den Pluspol des Halbleiters – dieser Vorgang wird als Halbleitereffekt bezeichnet.

Zum anderen entstehen Elektronenlöcher, also Stellen, an denen sich ein Atom befinden könnte. Das Elektronenloch wandert zum Minuspol. Die vorgenannte Photospannung kommt durch die Bewegung der Elektronen und Elektronenlöcher zustande.

Wozu man einen Wechselrichter braucht

Der Strom aus der Photospannung ist Gleichstrom. Das (Haus-)Netz ist allerdings nur für Wechselstrom ausgelegt. An dieser Stelle kommt der Wechselrichter ins Spiel, der auch Drehrichter oder Inverter genannt wird. Der durch Photovoltaik gewonnene Gleichstrom wird über Kabel zum Wechselrichter transportiert. Dieser wandelt ihn in Wechselstrom um. So kannst du die von den Solarpanels gewonnene Sonnenenergie direkt nutzen.

Je nachdem, für welche Technik du dich bei dem Solarpanel für das Dach entscheidest, benötigst du für die gewünschte Leistung eine unterschiedliche Anzahl von Solarmodulen. Im Fachhandel erhältst du Solarmodule, die zwischen 50 und 400 Wp erzeugen. Monokristalline Module leisten mehr als polykristalline Panels, wodurch du weniger Einzelmodule brauchst und Dachfläche sparst. Wir sind weiter oben, bei den Arten der Solarpanels, bereits darauf eingegangen.

Als Zusammenfassung findest du hier nochmals die Wirkungsgrade der verschiedenen Zelltechnologien sowie ihre Leistung im Überblick:

Welche Strommenge ein Solarmodul in 24 Stunden generiert, hängt von verschiedenen Bedingungen ab. Dazu gehören:

Zur Orientierung kannst du davon ausgehen, dass ein standardmäßiges Solarmodul mit 400 Wp einen durchschnittlichen jährlichen Energieertrag von 400 kWh erzielt. Folglich liegt der durchschnittliche Tagesertrag bei circa 1.095 Wh. Auf Grund der unterschiedlichen Witterungsbedingungen im Jahresverlauf schwankt der tägliche Ertrag in der Realität ungefähr im Bereich von 275 Wh bis 2.030 Wh.

Ausrichtung eines Solarpanels

Zuvor hast du bereits erfahren, dass die Ausrichtung des Panels für die Leistung wichtig ist. Idealerweise sind die Module in südlicher Richtung montiert, da die Sonne ihren Zenit im Süden einnimmt. Die Einstrahlung ist in diesen Stunden entsprechend am stärksten, verglichen mit Morgen- und Abendstunden, wenn die Sonne flacher steht.

Neigungswinkel bei Solarpanels

Damit die Panels die maximale Leistung bringen können, muss das Licht senkrecht einfallen. Da die Sonne jedoch nur für eine kurze Zeit am Tag im Zenit steht, ist ein Kompromiss zwischen dem Ertrag zur Mittagszeit und zu den restlichen Tageszeiten erforderlich.

In Deutschland haben sich 30 bis 35 Grad als ideale Einstellung für den Neigungswinkel erwiesen. In unserem Blogartikel „Photovoltaik-Neigungswinkel: PV-Ausrichtung erklärt“ erfährst du mehr darüber.

Wie viel du für dein Solarpanel auf dem Dach bezahlst, hängt von verschiedenen Rahmenbedingungen ab. Dazu gehören:

Grundsätzlich kannst du davon ausgehen, dass du pro Wattpeak Leistung rund 45 Cent zahlst. Das ist aber nur ein grober Anhaltspunkt, denn die Qualität der Solarmodule spielt beim Preis eine wichtige Rolle.

Lässt du dir Solarpanels aufs Dach montieren, die mit polykristalliner Technik arbeiten, kannst du pro Panel mit Kosten von 120 bis 180 Euro rechnen. Entscheidest du dich hingegen für monokristalline Solarpanels, dann bezahlst du aufgrund der höheren Leistungsfähigkeit ungefähr 250 Euro pro Stück. Die Kosten für die Installation sind in diesen Preisen noch nicht enthalten.

Bei der Betrachtung der Kosten für deine Solaranlage solltest du jedoch neben den einzelnen Komponenten auch einen Blick auf das Gesamtpaket werfen. Für eine durchschnittliche 10-kWp-Komplettanlage inklusive 24 Solarmodulen und unserem Service-Paket solltest du bei zolar mit Anschaffungskosten von 16.236 Euro inkl. MwSt.¹ rechnen. Je nach Zusammenstellung der Komponenten deiner Solarlösung und Wahl der Solarmodule kann dieser Preis bei deiner Planung natürlich variieren.

Wie sinnvoll ist es, Solarpanels einzeln zu kaufen?

Es macht nur in absoluten Ausnahmefällen Sinn, Panels einzeln zu kaufen. Denn Komponenten wie Solarpanels, Wechselrichter, Stromspeicher und Wallboxen sollten immer optimal aufeinander abgestimmt sein, um so leistungsstark wie möglich arbeiten zu können. Ist ein Solarmodul defekt, hast du in diesem Fall bereits für Ersatz gesorgt.

Daher lohnt es sich, eine Solaranlage als Komplettpaket zu kaufen. So kannst du bei zolar unter anderem vom Online-Konfigurator profitieren, mit dem du die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten für deine Solaranlage durchspielen kannst. Unsere Experten beraten dich daraufhin gerne ausführlich, um deine optimale Solarlösung zu finden, und stehen dir bei Fragen jederzeit zur Verfügung. Darüber hinaus bietet dir zolar ein attraktives Service-Paket an, durch das du bei Schäden an deiner Solaranlage bestens abgesichert bist.

Solarpanels kaufen oder mieten?

Mit Kauf oder Miete stehen dir zwei Möglichkeiten zur Verfügung, um deinen eigenen Solarstrom zu erzeugen. Bei der Miete hast du zwar keine Anfangsinvestition, zahlst in Summe jedoch mehr als beim Kauf.

Außerdem laufen Mietverträge oft bis zu 25 Jahre, wodurch du lange an den Anbieter gebunden bist. Kaufst du die Anlage mit den Solarpanels hingegen, sind sie sofort dein Eigentum.

Durch unseren Beitrag weißt du nun, wie Solarpanels aufgebaut sind, welche verschiedenen Arten es gibt und welche Funktionsweise dahintersteckt:

Solarpanels sind Teile einer Solaranlage, die auf dem Dach installiert werden und das Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln. Es gibt verschiedene Arten von Solarpanels, wie Vollzellenmodule (mit 60 Solarzellen) und Halbzellenmodule (mit 120 Solarzellen), die aus monokristallinen oder polykristallinen Solarzellen bestehen. Solarpanels bestehen aus sechs Schichten, wie einem Rahmen, Frontglas, Schutzschichten und Solarzellen, die das energetische Potenzial des auftreffenden Lichts ausnutzen und daraus Solarstrom erzeugen.

Wenn du dich für weitere Themen rund um Solaranlagen interessierst, schau dich gern weiter in unserem Blog um. Willst du dir eine Photovoltaikanlage anschaffen, ist unser Team von zolar für dich da und begleitet dich von der Planung bis zur Umsetzung.