Wer mit dem Gedanken spielt, sich eine Solaranlage auf dem Dach zu installieren, macht sich mitunter auch Gedanken über das Gewicht, das das Dach tragen muss. Dabei entsteht automatisch die Frage, wie viel so eine komplette PV-Anlage eigentlich wiegt.
Im folgenden Ratgeber behandeln wir die einzelnen Faktoren, aus denen sich das Gesamtgewicht der Photovoltaikanlage zusammensetzt und die Unterschiede, die aufgrund verschiedener Module und Untergerüste entstehen können.
Wie schwer ist ein Solarmodul?
Ein durchschnittliches Solarmodul hat eine Größe von 1,6×1 m und wiegt zwischen 18 und 22 kg. Pro Quadratmeter sind das also 13 bis 16 kg.
Welche Faktoren beeinflussen das Gewicht?
Das Gesamtgewicht einer Photovoltaikanlage hängt von der Anzahl und Größe der einzelnen Solarzellen, der Zelleinkapselungstechnik und der Art der Zellen (monokristallin oder polykristallin) ab. Hinzu kommen weitere Faktoren wie Befestigungsmaterial und Unterkonstruktion.
Wir werden die einzelnen Komponenten nachfolgend detailliert behandeln.
Anzahl und Größe der Solarzellen
Grundsätzlich gilt: Je größer das Solarmodul, desto schwerer wird es auch. In den letzten Jahren haben sich neuere Arten von Solarzellen etabliert, die in der Regel größer sind als ihre Vorgänger. Und auch die Statistik zeigt, dass der Trend zu immer größeren und schwereren Modulen geht, da somit insgesamt weniger Solarmodule pro Dach notwendig sind.
Die Größe des Solarmoduls wird in erster Linie von der Zellenarchitektur -also Anzahl und Größe der Solarzellen – bestimmt. In der Regel werden Module mit 108 oder 120 Halbzellen (54 oder 60 Solarzellen) verwendet. Es gibt allerdings auch Typen, die bis zu 144 Halbzellen verwenden. Schindelzellen oder Drittelzellen sind zwar seltener, haben aber dennoch ihre Daseinsberechtigung.
Wie anfangs erwähnt, steigt mit der Größe des Solarmoduls auch dessen Gewicht und je mehr Solarzellen verwendet werden, desto größer wird auch das Modul.
Zelleneinkapselungstechnik
Bei der Zelleneinkapsellung von Photovoltaikmodulen unterscheidet man zwischen zwei Techniken:
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Glas-Folien-Module
Bei dieser Technik wird das Modul auf der Vorderseite durch eine Schutzschicht aus Glas und auf der Rückseite durch eine Folie eingekapselt. Diese Module wiegen im Durchschnitt etwa 11 kg pro Quadratmeter.
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Glas-Glas-Module
Bei diesem Typ wird anstelle der Folie auf der Rückseite ebenfalls eine Schutzschicht aus Glas verwendet. Dadurch haben diese Module eine höhere Lebensdauer. Allerdings hat die zusätzliche Glasschicht auch einen Einfluss auf das Gewicht. Im Gegensatz zu Glas-Folien-Modulen bringen Glas-Glas-Module 10-20 % mehr Gewicht auf die Waage und liegen somit bei durchschnittlich 12,7 kg pro Quadratmeter.
Monokristalline vs. Polykristalline PV-Module
Mono- und polykristalline Solarzellen bestehen beide aus Siliziumscheiben, den sogenannten „Wafern“. Trotzdem gibt es deutliche Unterschiede zwischen den beiden Arten.
Monokristalline Solarzellen
Für monokristalline Solarzellen wird ein zusammenhängender Silizium-Kristall gezüchtet. Das Gewicht eines Moduls aus monokristallinen Solarzellen liegt bei etwa 20 kg.
Polykristalline Solarzellen
Bei der Herstellung polykristalliner PV-Zellen entstehen viele Kristalle in unterschiedlicher Größe. Der Reinheitsgrad des Siliziums ist hier geringer als bei monokristallinen Zellen. Gewichtstechnisch liegen diese Zellen bei ca. 22 kg pro Modul und somit etwas höher als ihre monokristallinen Kollegen.
Obwohl polykristalline Solarmodule deutlich preiswerter sind, haben sich die Monokristallinen Zellen mittlerweile etabliert. Der Grund dafür ist der höhere Wirkungsgrad von 18-22 % (bei polykristallinen Solarzellen sind es nur etwa 15-18 %).
Montagematerial
Neben dem Gewicht der Solarmodule spielt auch das Montagematerial eine entscheidende Rolle. Wird die PV-Anlage auf einem klassischen Schrägdach installiert, werden beispielsweise Dachhaken, Trägerprofile und Befestigungsklemmen für die Module benötigt. Hier entsteht schnell ein zusätzliches Gewicht von 2 bis 4 kg pro Modul.
Je größer, desto besser?
Die Annahme, dass größere Module automatisch mehr Leistung erbringen, ist nicht ganz richtig, denn es kommt vor allem auf den Wirkungsgrad an. Es ist somit interessant zu wissen, wie sich das Gewicht pro Leistung zusammensetzt.
Im Durchschnitt werden für eine Nennleistung von einem Kilowattpeak (kWp) etwa 60 kg an Solarmodul benötigt. Das entspricht einer Fläche von 6 bis 12 Quadratmetern. Auf einer Fläche von 60 Quadratmeter können also monokristalline Solarmodule von bis zu 10 kWp installiert werden.
Das Gesamtgewicht einer PV-Anlage
Für die gesamte PV-Anlage kommt man also auf ein Gewicht von ca. 22 bis 24 kg pro installiertem Modul. Für eine 10 kWp Anlage, bestehend aus 26 Solarmodulen, läge das Gesamtgewicht also je nach Modulart und Bauweise zwischen 572 und 624 kg.
Im Normalfall ist diese Traglast für die meisten Dächer kein Problem, sie sollten sich aber in jedem Fall professionell beraten lassen.