Aufgrund unterschiedlicher technologischer Herstellungsverfahren unterscheiden sich polykristalline Module und monokristalline Photovoltaikmodule in Leistung, Aussehen und Preis. Solarzellen beider Arten haben mehr Gemeinsamkeiten als zwischen ihnen. Beide bestehen aus kristallinem Silizium, das aus Quarzsand gewonnen wird. Kaum zu glauben, dass die Photovoltaik, die erneuerbare Energie der Zukunft, auf dem am häufigsten auf der Erde vorkommenden chemischen Element basiert.
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Monokristalline Photovoltaikzellen und polykristalline Module
Herstellung von Photovoltaikzellen
Sowohl monokristalline als auch polykristalline Solarmodule bestehen aus kristallinem Silizium. Das Silizium wird bei 1500 ° C geschmolzen und dann wird der abgekühlte Block in dünne Scheiben geschnitten. Im nächsten Schritt wird die Oberfläche der Solarzelle modifiziert, um den besten photovoltaischen Effekt zu erzielen. Eine Schutzbeschichtung wird aufgetragen und elektrische Leitungen werden montiert. Je weniger Kristalle sich in der Zelle befinden, desto mehr Strom wird erzeugt. Wie Sie sich vorstellen können, ist die Zelle im besten Fall ein Kristall.
Monokristallin - es besteht aus einem Einkristall. Wie der Name schon sagt, ist eine Solarzelle ein großer Kristall, in dem sich Elektronen frei bewegen. Die Herstellung dieser Form von Silizium ist jedoch aufwendiger. Ein Kristallkeim wird in den Tiegel in die geschmolzene Siliziummasse eingebracht, aus dem ein großer Einkristall in Form eines Zylinders gebildet wird.
Durch das Schneiden eines zylindrischen Einkristalls in Scheiben erhält man runde Zellen, die nebeneinander platziert viele Hohlräume hinterlassen. Aus diesem Grund werden die Kreise in eine fast quadratische Form geschnitten. Aus diesem Grund weist das monokristalline Panel auf der schwarzen Oberfläche der Kristalle sichtbare charakteristische helle Kontaktpunkte der Zellen auf. Anfänglich erforderte ein Einkristall-Photovoltaikpanel eine große Menge an Material. Dank moderner Sägen konnte der Siliziumverbrauch von knapp 5 Gramm pro Watt Leistung auf unter 4 Gramm gesenkt werden.
Vor- und Nachteile von monokristallinen Panels
Photovoltaik als erneuerbare Energie basiert heute zu 90 % auf Plattenmodulen, also polykristallin und monokristallin. Mit der Zeit wird die Bedeutung von Zellen der zweiten Generation, den sogenannten Dünnschichtzellen, sicherlich zunehmen. Eine solche Zelle unterscheidet sich von der klassischen durch eine sehr dünne Halbleiterschicht (von 1 bis 80 µm), die mit einer speziellen Technik aufgebracht wird. Bisher haben Dünnschichtmodule einen Marktanteil von rund fünf Prozent.
Monokristalline Photovoltaikmodule sind in Bezug auf die Popularität immer noch den polykristallinen unterlegen, aber in vielerlei Hinsicht sind sie ihnen überlegen, und der Preis unterscheidet sich nicht so sehr. Zum Beispiel kostet ein monokristallines Panel mit einer Leistung von 320 W etwa 1.200 PLN, während der Preis eines polykristallinen Panels mit einer Leistung von 280 W etwa 1.000 PLN beträgt.
Es gibt natürlich Gründe, über den Einsatz von Dünnschicht- oder polykristallinen Modulen nachzudenken. Es scheint jedoch die beste Option zu sein, monokristalline Panels zu verwenden. Sie überzeugen durch mehr Effizienz und können bei gleicher Dachfläche mehrere Prozent mehr Strom produzieren. Dieselbe Installation wird sich früher amortisieren und reinen Gewinn bringen. Die Preise für Photovoltaik-Anlagen sind in den letzten Jahren gefallen, zudem wurde ein Zuschlagssystem eingeführt, das die Wahl billigerer und schwächerer Module sinnlos macht. Überprüfen Sie auch dieser Artikel über Arten von Solarmodulen.
Unterschiede zwischen monokristallinen und polykristallinen Panels
Aussehen und Farbe von Photovoltaikzellen
Zellen, die aus mehreren Kristallen bestehen, werden aus einem Quarzklumpen geschnitten und haben die Form eines Quadrats. Zu einer Platte gefaltet, bilden sie eine einheitliche Oberfläche. Ihre Farbe ist dunkelblau. Die Grenzen von Einkristallen sind erkennbar.
Unter den Produktionsbedingungen nimmt ein expandierter Siliziumkristall die Form eines Zylinders an. Um den Aufbau der Zellen zu rechteckigen Modulen zu erleichtern, werden die runden Scheiben in ein Quadrat geschnitten, wobei an den Ecken kleine Rundungen bleiben. Es sind diese Kurven, die die hellen Punkte erzeugen, die auf dem schwarzen Hintergrund der monokristallinen Paneele sichtbar sind.
Monokristalline Paneele mit schwarzer Auskleidung sind erhältlich. Auf diese Weise bleibt die gesamte Oberfläche gleichmäßig schwarz ohne helle Punkte. Das komplett schwarze Panel unterscheidet sich in der Leistung nicht vom klassischen, hat aber ein ästhetischeres Erscheinungsbild, das seine Wahl beeinflusst.
Aktionspreise für Sonnenkollektoren und Wärmepumpen
Wirkungsgrad von Photovoltaikzellen
Das Ideal wäre, 100 % der Sonnenstrahlungsenergie, die in die Zelle gelangt, in Strom umzuwandeln. Photonen, die auf einen Halbleiter treffen, bewirken eine Bewegung der Elektronen und damit einen elektrischen Strom, aber die Effizienz ist bei weitem nicht perfekt. Die Reinheit der Kristalle und ihre Größe beeinflussen die Leistung einer Photovoltaikzelle, da die Kristallgrenzen die Bewegungsfreiheit der Elektronen einschränken.
Der Wirkungsgrad von polykristallinen Panels liegt bei ca. 15 %, während einige Unternehmen bisher experimentell sogar 19 % erreicht haben. Monokristalline Zellen haben keine störenden Kristallgrenzen und ermöglichen einen Wirkungsgrad von 20 %. Die Hochleistungspaneele können 23% der Sonnenenergie umwandeln, die Obergrenze liegt heute bei knapp 26%.
Sonnenkollektoren verringern die Effizienz, wenn die Temperatur steigt. Monokristalline Zellen zeigen einen geringeren Wirkungsgradabfall pro Grad Celsius. Es stellt sich heraus, dass an frostigen Sonnentagen die Energiegewinnung viel effektiver ist als während der Sommerhitze. Ein natürlicher Faktor, der sich positiv auf die Leistung auswirkt, ist Wind, der die Siliziumzellen kühlt.
Monokristalline oder polykristalline Module? das ist hier die Frage
Die meisten Modulhersteller bieten fast ausschließlich monokristalline Module an. Auf den Dächern von Einfamilienhäusern werden immer häufiger monokristalline Photovoltaikmodule installiert. Warum diese neuere Version der Solarzelle wählen?
Aufgrund ihres höheren Wirkungsgrades benötigen monokristalline Module weniger Fläche, um die gleiche Strommenge zu erzeugen als polykristalline. Wenn der Investor nur wenig Platz hat, sind monokristalline Module besser. Trotz der höheren Investitionskosten erhöht jede zusätzliche Kilowattstunde Energie den Eigenverbrauch, was die Stromkosten aus dem Netz senkt. Bei Platzverfügbarkeit funktionieren auch etwas weniger effiziente, aber billigere polykristalline Panels. Darüber hinaus lohnt es sich, die Preisliste der Photovoltaikmodule und die Kosten für deren Installation zu überprüfen, die bei der Auswahl ebenfalls hilfreich sein können.
