PV-Anlage: Technik – Module, Wechselrichter etc. / 2.2 Dünnschichtmodule

Die flexiblen Dünnschichtmodule können einfach und mit deutlich weniger Material- und Energieverbrauch hergestellt werden. Sie sind sehr leicht und damit für statisch problematische Flächen und mobile Anwendungen bestens geeignet. Zudem liefern sie selbst bei schwachem oder diffusem Lichteinfall und vergleichsweise hohen Temperaturen noch gute und konstante Solarstromerträge. Sie sind günstig in der Anschaffung, benötigen aber für die gleiche Leistung eine größere Solargeneratorfläche als kristalline Module. Sie liegt bei 8 bis 15 m²/kWp. Dies macht sie für kleinere Dachflächen ungeeignet, da so auch nur eine kleine PV-Anlage mit geringer Leistung installiert werden kann.

• Insbesondere Dünnschicht-PV-Module mit amorphem Silizium (a-Si) kommen gut mit Verschattungsproblemen oder nicht optimal ausgerichteten Dächern klar. Sie können preiswert hergestellt werden und haben einen geringen Rohstoffbedarf. Wegen ihres geringen Wirkungsgrads (5 bis 7 %) rechnen sie sich jedoch erst auf großen Flächen (Scheunen, Industriegebäude). Trotz der geringen Kosten sind die Produktionszahlen seit 2012 rückläufig.
• Dünnschicht-PV-Module mit Cadmium-Tellurid (CdTe) zeichnen sich durch eine gute Aufnahmefähigkeit bei diffusem Licht aus. Sie haben einen geringen Rohstoffbedarf, sind allerdings relativ teuer in der Herstellung. Sie sind leicht, temperaturbeständig und haben eine kurze Energierücklaufzeit. Ihr Wirkungsgrad liegt bei 6 bis 8 %. Das Recycling der Module ist wegen des eingesetzten Cadmiums aufwendig. Aufgrund des besseren Verhältnisses von Wirkungsgrad und Herstellungskosten steigt ihr Marktanteil unter den Dünnschichtmodulen.
• Wie alle Dünnschichtmodule eignen sich auch Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) beziehungsweise Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-PV-Module (CIGS) besonders gut für Gebäude mit suboptimaler Dachausrichtung und bei Streulicht. CIGS-Solarmodule haben einen mittleren Wirkungsgrad (12-15 %). Sie sind leicht und haben eine geringe Störanfälligkeit. Die Fertigung ist teuer, das Recycling wegen des eingesetzten Selens aufwendig.

Hinweis

Einsatz von Dünnschicht-PV-Modulen

Dünnschicht-PV-Module können überall dort vorteilhaft installiert werden, wo die äußeren Bedingungen nicht optimal sind. Bei schwachem Licht und hohen Temperaturen büßen sie weniger Leistung ein als die kristallinen PV-Module und können die Kostenvorteile ihrer leichten und günstigen Fertigung voll ausspielen. Sie können demnach auch auf Dachflächen installiert werden, die nicht direkt gen Süden zeigen oder aufgrund der Statik nicht sehr belastbar sind, auf flachen Solardächern und an vertikalen Hauswänden. Bei begrenztem Platz (Einfamilienhaus) sollte man wegen des besseren Wirkungsgrades auf mono- oder polykristalline Module zurückgreifen.

IEC-Zertifizierung

Im Handel erhältliche Solarmodule sollten anerkannten Qualitäts- und Leistungsstandards entsprechen. Sie sollten sicher, haltbar, robust, belastbar und in der Lage sein, auch unter erschwerten klimatischen Bedingungen verlässlich die zugesicherte Nennleistung und den prognostizierten Energieertrag langfristig zu erbringen. Dies wird durch eine entsprechende Materialauswahl und Fertigungsqualität sichergestellt.

Um dies zu garantieren, wurden von der International Electrotechnical Commission (IEC) Prüfzertifikate entwickelt, und zwar:

• IEC 61215 für kristalline PV-Module,
• IEC 61646 für Dünnschichtmodule und
• IEC 61730 für Materialien und Komponenten (Folien, Rahmen, Anschlussdosen).

In der IEC-Zertifizierung wird getestet, wie sich Photovoltaik-Module unter der künstlichen Belastung von Einflüssen verhalten, die eine Auswirkung auf die Degradation von PV-Modulen haben.