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Solarzellen Wirkungsgrad kann bis zu 40% betragen

Biolebensmittel, Hybridautos, Stromspargeräte, das Umweltbewusstsein in Deutschland hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Eine Tatsache, die sich auch auf dem Energiemarkt sehr deutlich zeigt. Waren früher vor allen Dingen Kohle, Gas und Öl die Standard-Energieträger, so erfreuen sich so genannte regenerative Energien, also Wind- und Wasserkraft sowie die Solarenergie, immer größerer Beliebtheit. Und spätestens seit dem Unglück im japanischen Fukushima sind Windräder oder Solarzellen noch gefragter. Immer mehr Menschen leiten ihre ganz persönlich Energiewende ein, etwa mit Ökostrom von ihrem Energieversorger oder mit einer eigenen Solaranlage auf dem Hausdach. Zumal die Photovoltaikanlagen heute einen deutlich höheren Wirkungsgrad haben als zu Beginn der Solartechnik.

Solarzellen Wirkungsgrad nur in Ausnahmefällen entscheidend

Da bei der Nutzung der Solarenergie die Stromerzeugung gratis erfolgt, spielt der Solarzellen Wirkungsgrad im Betrieb der eigentlichen Solaranlage kaum eine Rolle. Wichtig ist der Solarzellen Wirkungsgrad unter anderem dann, wenn die Investitionskosten ins Spiel kommen. Denn je höher der Wirkungsgrad einer Solarzelle, desto schneller amortisieren sich die Kosten für eine solche Anlage. Eine Rolle spielt der Wirkungsgrad der Zellen außerdem dann, wenn die Installationsfläche für die Solarzellen sehr klein ist oder die Masse der Zellen möglichst klein sein muss.

Unterschiedliche Solarzellen gleich unterschiedlicher Wirkungsgrad

Der Solarzellen Wirkungsgrad kann beim heutigen Stand der Technik deutlich variieren. Und zwar von wenigen Prozent bis zu über 40 Prozent. Entscheidend ist dafür unter anderem das verwendete Material. So liegt der Wirkungsgrad organischer Solarzellen heute beispielsweise bei rund 8,13 Prozent. Dagegen erzielen so genannte Dünnschichtmodule, wenn sie auf der Basis von amorphem Silizium hergestellt werden, einen Wirkungsgrad von rund fünf bis etwa 13 Prozent. Solarzellen, die aus monokristallinem Silizium hergestellt werden, erreichen einen Wirkungsgrad von 14 bis 24 Prozent, und Solarzellen aus polykristallinem Silizium liegen bei ihrem Wirkungsgrad zwischen 13 und 18 Prozent. Den höchsten Wirkungsgrad erzielen so genannte Konzentratorzellen. In Laborsituationen kam diese Art von Solarzellen auf einen Wirkungsgrad von rund 40 Prozent. Allerdings lohnt sich der Einsatz dieser Art von Solarzellen, die zwar effizienter, aber auch deutlich teurer sind als herkömmliche Solarmodule, nur in Gebieten mit direkter und hoher Sonneneinstrahlung. Für private Haushalte eignet sich diese Art von Solarzellen deswegen in der Regel nicht. Verglichen mit einer herkömmlichen Photovoltaikanlage, können die höheren Energieerträge die sehr hohen Investitionskosten einer solchen Konzentrator-Anlage nicht wettmachen. Solche Anlagen konkurrieren denn auch weniger mit privaten Anlagen als vielmehr mit den so genannten Solarwärmekraftwerken.

Vergleich mit anderen Energieformen

Solarzellen, die zur Erwärmung von Wasser eingesetzt werden, erreichen bei der Umsetzung von Sonnenstrahlung in Wärme einen Wirkungsgrad von 90 Prozent. Glühlampen dagegen verwandeln nur rund drei bis fünf Prozent der eingesetzten Energie in Licht, der Wirkungsgrad von Kernkraftwerken liegt bei 32 bis 36 Prozent. Kohlekraftwerke erzielen je nach Art einen Wirkungsgrad von 31 bis 42 Prozent, und thermische Solarkraftwerke liegen in ihrem Wirkungsgrad bei rund 32 Prozent. Um den Wirkungsgrad der Solarzellen zu erhöhen, sind die meisten der heute hergestellten Solarmodule mit einer Antireflexionsschicht ausgestattet. Diese sorgt dafür, dass die Reflexion auf der Oberfläche der Solarzellen stark vermindert wird und dadurch ein größerer Teil des Sonnenlichts absorbiert werden kann.

       

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