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Solarmodule im Vergleich

Die Hersteller von Dünnschichtsolarzellen behaupten, ihre Zellen würden bei bewölktem Himmel mehr Ertrag liefern als Dickschichtzellen weil bei Dünnschicht kurzwelliges Streulicht besser absorbiert würde.

Ich wollte diesen Sachverhalt überprüfen und habe deshalb ein Solarmodul mit monokristallinen Zellen mit einem Dünnschichtmodul verglichen.

Im Vergleich Leistung pro Fläche ist das monokristalline Dickschichtmodul in jedem Fall deutlich besser. Beim Preis/Leistungsverhältnis sieht es aber anders aus: Da sind beide Module bei Nennleistung etwa gleich gut, bei schwachem Streulicht fällt die Leistung bei den Dünnschichtzellen tatsächlich weniger ab, wodurch sich das Preis/Leistungsverhältnis gegenüber den monokristallinen Zellen markant verbessert.

Eine weitere Schwierigkeit bereiten Solarmodule in Situationen wo sie Schattenwurf ausgesetz sind.Wirft zum Beispiel der Ast eines Baumes einen kleinen Schatten, der während des Tages über das Modul wandert, wird bei Dickschichtmodulen immer wieder eine einzelne Zelle komplett abgeschattet, was zu einem markanten Einbruch der Leistung führt. Auch hier hat das von mir getestete Dünnschichtmodul einen Vorteil. Da die Zellen sehr schmal aber fast einen Meter lang sind, kann ein kleiner Schatten nie eine Zelle komplett ausser Betrieb setzen, wodurch er die Leistung nur geringfügig beeinträchtigt.

Des weiteren fällt auf, dass sich der optimale Arbeitspunkt der Dünnschichtmodule bei schwachem Licht zu deutlich niedrigeren Spannungen verschiebt. Beim monokristallinen Modul ist dieser Effekt nicht so ausgeprägt. Will man den Vorteil der Dünnschichtzellen bei schwachem Licht ausnutzen muss die Betriebsspannung deutlich niedriger als die Nennspannung gewählt werden, oder besser noch ein MPPT-Laderegler verwendet werden.

Fazit: Ist man auf hohe Leistung bei beschränkter Fläche angewiesen kommen keine Dünnschichtzellen in Frage. Wenn man aber nur wenig Leistung braucht (z.B. für Radio und Handy in der Alphütte), insbesondere bei ungünstigen Lichtverhältnissen, sind Dünnschichtzellen eine preisgünstige Alternative.

Noch ein Hinweis: Das Dünnschichtmodul von Conrad enthält eine Diode die den Rückfluss von Strom aus der Batterie ins Solarmodul verhindert. Bei meinem Exemplar war das eine billige Siliziumdiode mit ca. 0.7V Spannungsabfall. Ersetzt man die durch eine Schottkydiode (dazu muss man die Dose auf der Rückseite aufschrauben) kann man den Wirkungsgrad noch etwas verbessern. Falls man einen Laderegler mit bereits eingebautem Schutz gegen den Stromrückfluss hat kann man die Diode auch einfach mit einem Draht überbrücken. Die Messungen der untenstehenden Tabelle wurden im Originalzustand mit der gewöhnlichen Siliziumdiode durchgeführt.

Test bei direkter Sonne

31. März 2016, 11 Uhr morgens auf dem Balkon. Direkte Sonne, ganz leicht bewölkt.

• Conrad 10W Dünnschicht: Liefert 900mA bei 11.8V = 10.6W
• Sistech Solarlite Quattro: Liefert 1.95A bei 13.9V = 27W