Bifaziale Solarmodule auf dem Dach: Sind sie sinnvoll?
Bifaziale Module können Strom mit ihrer Vorder- und Rückseite erzeugen, sind aber für PV-Anlagen auf Schrägdächern weniger geeignet. In diesem Artikel erklären wir, wann bifaziale Solarmodule sinnvoll sind. Außerdem erfährst du alles über ihre Funktion, Vor- und Nachteile, sowie Kosten.
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Mehr erfahrenWann sind bifaziale Solarmodule sinnvoll?
Bifaziale Solarmodule sind besonders sinnvoll als Teil von PV-Installationen, bei denen die Rückseite der Module ausreichend Sonnenlicht erhält. Das ist insbesondere in den folgenden Situationen der Fall:
- Flachdächer: Auf Flachdächern können die Module in einem Neigungswinkel installiert werden, der sowohl direktes Sonnenlicht auf die Vorderseite als auch reflektiertes Licht auf die Rückseite lenkt.
- Freiflächenanlagen: In offenen Geländeinstallationen, wie in Solarparks, kann das reflektierte Licht vom Boden, insbesondere von hellen oder reflektierenden Oberflächen wie Sand oder Kies, effektiv genutzt werden.
- Vertikale Installationen: An Fassaden oder anderen vertikalen Strukturen können bifaziale Module Licht von beiden Seiten aufnehmen, was in städtischen Umgebungen mit viel reflektiertem Licht besonders vorteilhaft ist.
- Überdachungen und Carports: Bei Installationen über Parkplätzen oder als Überdachung können sie zusätzliches Licht von den darunterliegenden Flächen aufnehmen.
Diese Einsatzmöglichkeiten maximieren den Stromertrag und machen den Einsatz von bifazialen Modulen besonders effizient.
Was sind bifaziale Solarmodule?
Bifaziale Solarmodule nutzen sowohl die Vorder- als auch die Rückseite zur Stromerzeugung.
Sie können auf Dächern, an Fassaden, oder auch auf dem Boden installiert werden.
Sie sind robust konzipiert, der Rahmen besteht meist aus Aluminium mit zusätzlichen Stützstreben und dickeren Profilen als bei herkömmlichen Modulen, oder aus Edelstahl. Zudem sind bifaziale Module fast ausschließlich Glas-Glas Module.
Durch die verwendeten Materialien sind Sie widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit, extreme Temperaturen und mechanische Belastungen durch Wind und Schnee.
Durch die beidseitig aktive Fläche steigern bifaziale Solarmodule den Stromertrag einer PV-Anlage. Jedoch sind auch die Anschaffungskosten höher.
Aufbau bifazialer Solarmodule
Zunächst ist die Vorderseite des Moduls, wie bei herkömmlichen Solarmodulen, mit einer transparenten Glasschicht bedeckt, die das Sonnenlicht auf die darunterliegenden Solarzellen lenkt.
Diese Solarzellen sind in der Regel aus monokristallinem oder polykristallinem Silizium gefertigt, was für hohe Effizienz und Langlebigkeit sorgt.
Das Besondere an bifazialen Modulen ist die Rückseite, die ebenfalls aus einer transparenten oder semi-transparenten Glasschicht besteht.
Diese Rückseite ermöglicht es, das von der Umgebung reflektierte oder gestreute Licht aufzunehmen und in Strom umzuwandeln.
Zwischen diesen Glasschichten befinden sich die aktiven Solarzellen, die durch einen speziellen Rahmen und eine Versiegelung geschützt werden. Dadurch sind bifaziale Solarmodule widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit und mechanische Belastungen.
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Vorteile und Nachteile bifazialer Solarmodule
In der Tabelle siehst du auf einen Blick einige Vor- und Nachteile bifazialer Solarmodule im Vergleich zu den weiter verbreiteten monofazialen Modulen.
| Vorteile | Nachteile |
| Höherer Ertrag | Höhere Kosten |
| Bessere Leistungsfähigkeit bei diffusem Licht | Komplexere Installation |
| Längere Lebensdauer | Empfindlicher gegen Verschmutzung und Schatten |
| Höhere Anforderungen an den Untergrund |
Nun erklären wir die Vor- und Nachteile der Reihe nach:
Vorteile bifazialer Solarmodule
Bifaziale Solarmodule erzielen höhere Erträge als monofaziale Module, da sie nicht nur das direkte Sonnenlicht auf der Vorderseite, sondern auch reflektiertes und gestreutes Licht auf der Rückseite zur Stromerzeugung nutzen.
Bifaziale Solarmodule zeigen eine bessere Leistungsfähigkeit bei diffusem Licht, da sie Sonnenlicht von beiden Seiten einfangen können.
Dies bedeutet, dass auch bei bewölktem Himmel oder in schattigen Umgebungen mehr Sonnenlicht genutzt wird, um Strom zu erzeugen.
Die Lebensdauer eines bifazialen Solarmoduls wird auf 30-40 Jahre geschätzt, während die Lebensdauer eines Standard monofazialen Moduls durchschnittlich bei 25-30 Jahren liegt.
Dies resultiert aus der robusten Konstruktion und dem Schutz der Solarzellen durch den Rahmen und die Versiegelung, was sie widerstandsfähiger gegenüber Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen macht.
Dieser Umstand kann durch die geringere Degradationsrate zu einer verbesserten Gesamtwirtschaftlichkeit über die Lebensdauer führen.
Die Degradationsrate im Kontext von Solarmodulen bezeichnet die jährliche Verringerung der Leistungsfähigkeit eines Solarmoduls aufgrund von Alterung und Umwelteinflüssen.
Nachteile bifazialer Solarmodule
Bifaziale Module sind in der Regel teurer in der Anschaffung als monofaziale Module, da sie mehr Material und eine aufwendigere Fertigungstechnologie benötigen.
Die höheren Materialkosten führen zu 10 - 20 % höheren Anschaffungskosten als bei monofazialen Modulen.
Die optimale Nutzung bifazialer Module erfordert eine sorgfältige Planung, insbesondere hinsichtlich des Neigungswinkels und der Höhe des Montagesystems.
Dies erhöht die Komplexität des Projekts und erfordert möglicherweise spezialisiertes Fachwissen, was die Planungs- und Installationszeit verlängern kann.
Zudem sind die Kosten für die Installation meist höher.
Die Montagesysteme für bifaziale Module müssen so gestaltet sein, dass sie keine signifikanten Schatten auf die Rückseite werfen und die Reflexion maximieren. Dies bedeutet oft teurere und komplexere Montagesysteme, die speziell für diese Module entwickelt wurden.
Bifaziale Module sind bei in ihrer Erzeugung besonders empfindlich gegenüber Verschmutzungen und Schatten auf beiden Seiten.
Selbst eine kleine Verschmutzung oder ein Schatten auf der Rückseite kann die Leistungsfähigkeit des Moduls erheblich beeinträchtigen, was eine häufigere Reinigung und Wartung erfordert.
Die Effizienz bifazialer Module hängt stark von der Reflexion des Lichts ab.
Ohne eine reflektierende Oberfläche wie weißer Boden, heller Kies, oder einer spezielle Beschichtung kann die zusätzliche Leistung begrenzt sein. Dies macht sie weniger effektiv auf dunklen oder nicht-reflektierenden Oberflächen.
Netzbezug
kWh
Erzeugung
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CO2 Ersparnis
kg
Hausverbrauch
kWh
Autarkie %
Stromkosten-Ersparnis
Einspeisevergütung
Betriebskosten
Anschaffungskosten
Monatliche Gewinnpotenzial
Stromkosten-Ersparnis
Einspeisevergütung
Betriebskosten
Anschaffungskosten
Monatliche Gewinnpotenzial
Wie viel Strom erzeugen bifaziale Solarmodule?
Der Stromertrag bifazialer Solarmodule variiert je nach den spezifischen Bedingungen ihrer Installation wie Neigungswinkel und der Beschaffenheit der Oberfläche darunter, sowie den örtlichen Umweltfaktoren wie Sonneneinstrahlung und Reflektion.
Grundsätzlich sind bifaziale Module aufgrund ihrer Fähigkeit, sowohl direktes als auch diffuses Licht auf Vorder- und Rückseite zu nutzen, leistungsfähiger als monofaziale Module.
Bifaziale Solarmodule können bis zu 20 % mehr Energie erzeugen als monofaziale Module unter ähnlichen Bedingungen.
Allerdings:
Sind die Bedingungen ungünstig für den Einsatz der bifazialen Solarmodule – beispielsweise auf einem Schrägdach – so kann es durchaus vorkommen, dass monofaziale Module gleich viel oder sogar mehr Strom erzeugen können.
Untergrund und Ertrag bifazialer Solarmodule
Der Untergrund hat einen erheblichen Einfluss auf den Ertrag bifazialer Solarmodule, da er das reflektierte Licht bestimmt, das von der Rückseite der Module genutzt wird.
Der Reflexionsfaktor, auch Albedowert genannt, beschreibt das Verhältnis des reflektierten Lichts zur einfallenden Lichtmenge auf einer Oberfläche. Ein hoher Reflexionsfaktor bedeutet, dass eine Oberfläche viel Licht reflektiert.
Reflexionsfaktoren für verschiedene Untergründe:
- Dunkle Oberflächen (z.B. Asphalt, dunkler Boden): Niedriger Reflexionsfaktor (0,1-0,2), reflektiert nur 10-20% des einfallenden Lichts.
- Gras oder Vegetation: Mittlerer Reflexionsfaktor (0,2-0,3), reflektiert 20-30% des einfallenden Lichts.
- Weiße oder helle Oberflächen (z.B. Sand, heller Kies, weiße Membranen): Hoher Reflexionsfaktor (0,4-0,6), reflektiert 40-60% des einfallenden Lichts.
- Schnee: Sehr hoher Reflexionsfaktor (bis zu 0,8-0,9), reflektiert 80-90% des einfallenden Lichts.
Der Einfluss des Untergrunds auf den Gesamtertrag bifazialer Solarmodule kann erheblich sein. Durch die Wahl eines Untergrunds mit hohem Reflexionsfaktor kann der Ertrag der bifazialen Module um 20-30% gesteigert werden
Es ist also besonders vorteilhaft, bifaziale Module über reflektierenden Flächen zu installieren, um die Stromerzeugung zu optimieren.
Sind bifaziale Solarmodule auf Schrägdächern sinnvoll?
Bifaziale Solarmodule sind auf Schrägdächern weniger sinnvoll, da ihre Rückseite nicht genügend Licht erhält. Dadurch wird die Effizienz nicht ausreichend gesteigert, und die höheren Kosten der bifazialen Module werden nicht kompensiert.
Auf einem Schrägdach sind die Solarmodule in geringem Abstand über der Dachfläche auf Schienen montiert. Dadurch gelangt nicht genügend reflektiertes Licht auf die bifazialen Solarmodule.
Bifaziale Solarmodule verschiedener Hersteller
Einige Hersteller von PV-Modulen bieten neben monofazialen Modulen auch bifaziale Solarmodule an.
Darunter befinden sich unter anderem das Schweizer Unternehmen Meyer Burger, welches auf Produktion in Deutschland setzt. Daneben sind die chinesischen Hersteller Trina Solar und Aiko Solar unter den Anbietern bifazialer Solarmodule.
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Verschiedene Varianten bifazialer Solarmodule
Es gibt verschiedene Varianten bifazialer Solarmodule, die sich in ihrer Konstruktion und den verwendeten Technologien unterscheiden. Hier sind die wichtigsten:
- Monokristalline bifaziale Solarmodule: Bestehen aus monokristallinen Solarzellen, die für ihre hohe Effizienz und lange Lebensdauer bekannt sind.
- Polykristalline bifaziale Solarmodule: Bestehen aus polykristallinen Solarzellen, die kostengünstiger sind, aber eine geringere Effizienz als monokristalline Zellen aufweisen.
- Gerahmte bifaziale Solarmodule: Diese Module haben einen stabilen Aluminiumrahmen, der zusätzliche Schutz und einfache Handhabung bietet.
- Rahmenlose bifaziale Solarmodule: Diese sind leichter und bieten ein ästhetisch ansprechenderes Design, besonders geeignet für Fassaden und architektonische Anwendungen.
- Bifaziale Solarmodule mit durchsichtiger Rückseite: Ermöglicht die maximale Nutzung von reflektiertem Licht und ist ideal für Installationen mit hohem Reflexionsfaktor.
- Bifaziale Solarmodule mit halbdurchsichtige Rückseite: Bietet eine Balance zwischen Lichtdurchlässigkeit und zusätzlicher mechanischer Stabilität.
- Bifaziale Glas-Glas-Module: Beide Seiten der Solarzellen sind zwischen zwei Glasschichten eingeschlossen, was eine hohe Haltbarkeit und Schutz vor Umwelteinflüssen bietet.
- Bifaziale Glas-Folie-Module: Eine Seite der Solarzellen ist mit einer Glasschicht und die andere Seite mit einer transparenten Folie bedeckt, was das Modul leichter macht und Kosten spart.
- Flexible bifaziale Module: Hergestellt aus flexiblen Materialien, die sich für gewölbte oder unregelmäßige Oberflächen eignen.
Diese verschiedenen Varianten bieten eine breite Palette an Optionen, die je nach spezifischen Anforderungen und Installationsbedingungen ausgewählt werden können, um die maximale Effizienz und Langlebigkeit der Solaranlage zu gewährleisten.
Bifaziale versus monokristalline Solarmodule?
Bifazial und monokristallin sind keine gegensätzlichen Begriffe, sondern beziehen sich auf unterschiedliche Aspekte von Solarmodulen.
- Bifazial beschreibt die Fähigkeit eines Solarmoduls, Sonnenlicht sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite zur Stromerzeugung zu nutzen. Es bezieht sich also auf die Design- und Funktionsweise des Moduls.
- Monokristallin hingegen beschreibt den Typ der Solarzellen, die in einem Modul verwendet werden. Monokristalline Solarzellen bestehen aus einkristallinem Silizium und sind für ihre hohe Effizienz und Langlebigkeit bekannt.
Ein bifaziales Modul kann monokristalline Solarzellen enthalten, genauso wie polykristalline oder andere Zelltypen.
Die Begriffe beziehen sich also auf unterschiedliche Eigenschaften und können in Kombination auftreten.
Lohnen sich bifaziale Solarmodule?
Bifaziale Solarmodule lohnen sich besonders als Teil von PV-Installationen mit hohem reflektiertem Licht, wie auf Flachdächern oder in Freiflächenanlagen. So können Anlagen mit bifazialen Modulen bis zu 20-30% mehr Strom erzeugen als monofaziale Module.
Weniger lohnenswert sind bifaziale Solarmodule auf Schrägdächern, da die Rückseite weniger Licht erhält und dadurch ihr Potenzial nicht voll ausgeschöpft wird.
Zudem sind die Anschaffungskosten und die Kosten für spezielle Montagesysteme höher, was die Wirtschaftlichkeit in ungünstigen Installationen weiter verringert.
Ob sich bifaziale Solarmodule lohnen hängt also stark vom Einsatzgebiet ab.
Du solltest also immer im Vorhinein prüfen, ob sich die Mehrkosten für bifaziale Module bei deinem Solarprojekt lohnen, oder ob kostengünstigere monofaziale Solarmodule eine bessere Wirtschaftlichkeit aufweisen.
Zusammenfassung
- Bifaziale Solarmodule nutzen sowohl die Vorder- als auch die Rückseite zur Stromerzeugung
- Zu Ihren Vorteilen gehören: höherer Ertrag, besseres Schwachlichtverhalten, höhere Lebensdauer und Robustheit
- Bifaziale Solarmodule können bis zu 20 % mehr Energie erzeugen als monofaziale Module
- Ihre Nachteile sind höhere Kosten, höhere Anforderungen an Installation, schlechteres Schattenmanagement, Standortabhängigkeit und Wartungsaufwand.
- Bifaziale Module sind besonders sinnvoll, wenn die Rückseite ausreichend Licht erhält, z.B. bei Flachdächern oder Freiflächenanlagen.
- Bifaziale Solarmodule sind auf Schrägdächern weniger sinnvoll, da ihre Rückseite nicht genügend Licht erhält, was ihre Effizienz beeinträchtigt.