Bifaziale Solarmodule nehmen Sonnenenergie mit Vorder- und Rückseite auf. Wie du das volle Potential nutzt, was du erwarten kannst und wann sie Sinn machen.
Was sind bifaziale Solarmodule?
Bifaziale Photovoltaikmodule, auch als bifacial (zweigesichtig) bezeichnet, sind beidseitige Module. Sie können sowohl direktes Sonnenlicht als auch – über die Rückseite – zusätzlich Umgebungslicht und Reflektionen in elektrische Energie umwandeln.
Zusätzliche Energie aus reflektiertem Licht
Das kann den Ertrag deines Balkonkraftwerks steigern, weil auch dann schon mehr Strom produziert wird, wenn die Sonneneinstrahlung noch nicht perfekt auf deine Module fällt. Mögliche Anwendungen in größerem Maßstab sind zum Beispiel gebäudeintegrierte Module, Agrivoltaik – also Solarmodule über einer landwirtschaftlichen Anbaufläche – und senkrecht (vertikal) installierte Solarmodule auf hochgelegenen Flächen, etwa im Gebirge. Laut „International Technology Roadmap of Photovoltaics“ könnten zweiseitige Solarzellen bis 2030 einen Marktanteil von 70 Prozent des gesamten Photovoltaikmarktes erobern.
Wie viel Energie bringen bifaziale Module zusätzlich?
Die Fähigkeit bifazialer Module, Licht von beiden Seiten zu nutzen, führt zu einem höheren Gesamtertrag an elektrischer Energie. Dies kann zu einer Steigerung der Energieproduktion um 10 bis 30 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen einseitigen Modulen führen, abhängig von den örtlichen Bedingungen und der Installation.
Verbesserte Leistung bei schwachen Lichtverhältnissen
Bifaziale Module sind besonders effektiv bei diffuser Strahlung und schwachen Lichtverhältnissen, wie an bewölkten Tagen oder in den Morgen- und Abendstunden. Sie erzielen auch dann hohe Erträge, wenn die Sonne nicht direkt auf die Vorderseite des Moduls scheint.
Richtige Montage von bifazialen Modulen
Zweiseitige, bifaziale Module machen nur bei richtiger Montage wirklich Sinn. Entweder sollten sie so stehen, dass von beiden Seiten Sonne darauf scheint, etwa auf Carports, Garagen, auf der Terrasse oder dem Boden. Oder du montierst sie auf einem reflektierenden, hellen Untergrund. Auch so gelangt zusätzliches Licht auf die Rückseite.
Flach am Balkongeländer oder an der Wand ohne Neigungswinkel wirst du wenig Zusatzertrag durch bifaziale Module erzielen. Ist das deine geplante Installationsart, benötigst du keine bifazialen Module und kannst dir die Mehrkosten sparen.
Solarstrom morgens und abends mit bifazialen Modulen in Ost-West-Ausrichtung
Bifaziale Solarmodule können dazu beitragen, morgens und abends mehr Solarstrom zu produzieren. Sie können sowohl am Morgen die im Osten aufgehende Sonne als auch gegen Abend das Sonnenlicht aus Westen in Energie umwandeln. Das ist für dich und deine Mini-PV-Anlage interessant, wenn du zu diesen Tageszeiten verstärkt zuhause bist.
Die Ost-West-Energieerzeugung ist aber vor allem im großen Maßstab relevant. Denn wenn Solaranlagen vor allem nach Süden ausgerichtet werden, haben wir zur Mittagszeit ein Überangebot an Solarstrom. „In Ost-West-Ausrichtung installiert, wird morgens und abends der meiste Strom erzeugt. Damit ließe sich der Bedarf an Stromspeichern reduzieren und gleichzeitig der Flächenbedarf für die Stromerzeugung geringhalten“, erklärt Sophia Reker von der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig).
In einer Studie im Fachmagazin „Smart Energy“ hat das Leipziger Forschungsteam gezeigt: Sinnvoll wäre, künftig vorrangig bifaziale Solarmodule senkrecht zu installieren und dafür beispielsweise landwirtschaftliche Flächen zu nutzen. Hier können die vertikalen Module gleichzeitig Pflanzen vor Wind schützen.
Wie sind bifaziale Module aufgebaut?
Damit eine bifaziale Solarzelle das reflektierte Sonnenlicht auf ihrer Rückseite aufnehmen und in Strom umwandeln kann, muss der rückseitige elektrische Kontakt optisch transparent sein. Dies wird durch die Verwendung einer transparenten leitfähigen Sauerstoffverbindung erreicht, einem Oxid, erklärt die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa). Dieses Oxid ersetzt den normalerweise lichtundurchlässigen Rückseitenkontakt aus dem Legierungshilfsmittel Molybdän, wie er in konventionellen, also monofazialen Solarzellen üblich ist.
Niedrigere Betriebstemperatur
Die zusätzliche Lichtaufnahme von der Rückseite kann die Temperatur der Solarzellen senken. Dies führt zu einer stabilen Energieproduktion. Denn wenn sich das Modul erwärmt, beeinträchtigt das häufig die Leistung.
Verlängerte Lebensdauer
Bifaziale Module sind in der Regel langlebig und widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen. Sie bieten eine robuste Konstruktion und sind oft mit gehärtetem Glas ausgestattet, also Glas-Glas-Module. Zudem tragen sie durch die höhere Energieproduktion pro installiertem Watt dazu bei, den ökologischen Fußabdruck deines Balkonkraftwerks zu reduzieren.
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Fazit
Bifaziale Photovoltaikmodule sind eine vielversprechende Entwicklung in der Solartechnologie und können an Standorten mit variablen Lichtverhältnissen dazu beitragen, den Ertrag und die Rentabilität deiner Solaranlage zu verbessern.
- Weitere Arten von Solarmodulen zeigen wir dir in unserem Solarmodule Ratgeber für Balkonkraftwerke: Das sind die effizientesten!
Ich teile mit diesen Tipps meine Freude am kostenlosen Sonnenstrom. Der umfangreiche und unabhängige Balkonkraftwerk Ratgeber. Energie easy selbst produzieren – einfach energieasy.de | Mein Buch über Balkonkraftwerke