Bifaziale Photovoltaikmodule sind noch recht neu am Markt, daher sind sie auch den Wenigsten ein Begriff. Wir erklären Ihnen in diesem Ratgeber, was bifaziale Module sind, ich welchen Bereichen sie zum Einsatz kommen und ob sich eine Anschaffung für Privathaushalte rentiert.
Was ist ein bifaziales Solarmodul?
Der Begriff bifazial leitet sich von den lateinischen Wörter „bi“ und „facies“ ab und bedeutet wörtlich übersetzt „zweigesichtig“. Die Bezeichnung rührt daher, dass bei bifazialen PV-Modulen solche Solarzellen zum Einsatz kommen, die auf beiden Seiten mit Kontaktfingern bedruckt sind. Dadurch können sie sowohl die direkte Sonneneinstrahlung auf der Vorderseite als auch das indirekte Licht auf der Modulrückseite für die Stromerzeugung nutzen.
Hinzu kommt, dass für die Rückseite der Module eine transparente Folie oder eine Schicht aus dünnem Glas verwendet wird, welche zusätzlich noch poliert und passiviert wird, um die Leistung zu erhöhen.
Das Licht, das ansonsten ungenutzt durch das Modul geht, kann somit, ebenso wie das reflektierte Licht aus der Umgebung, auf der Rückseite ideal genutzt werden.
Im Gegensatz dazu, wird die Rückseite bei herkömmlichen Modulen mit einer lichtundurchlässigen Folie abgeschlossen, sodass Licht, das von hinten auf das Modul trifft, nicht nutzbar ist.
Bifaziale Module werden mit der Frontseite so ausgerichtet, dass sie die direkte Sonnenstrahlung aufnehmen können. Die Rückseite des Moduls produziert durch diffuses bzw. reflektiertes Licht zusätzlichen Strom. In der Form von Solarzäunen, kann von beiden Seiten direkte Sonnenstrahlung aufgenommen werden.
Die Effizienz der Modul-Rückseite liegt dabei zwischen 60 und 95 Prozent im Vergleich zur Vorderseite.
Wie effizient sind bifaziale PV-Module?
Wie hoch der Mehrertrag bei bifazialen Modulen ist, hängt sowohl vom Rückstrahlvermögen des Untergrundes (Albedo) als auch vom Abstand des Moduls zur Oberfläche ab.
Je höher die Albedo und je größer der Abstand, desto größer ist auch der Mehrertrag. Außerdem kann die Rückseite bei sehr flachem Sonnenstand, also vor allem morgens und abends, den größten Beitrag leisten. Helle und glatte Oberflächen weisen die höchste Albedo auf.
Durchschnittlich leisten bifaziale Solarmodule einen Mehrertrag von 5 bis 30 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Modulen gleicher Größe. Der Wirkungsgrad kann durch den Einsatz von Halbzellen noch weiter optimiert werden. Halbzellen entstehen durch die mittige Teilung der typischen quadratischen Solarzellen. Dadurch können die Zellen einen höheren Solarertrag bringen.
Allerdings fällt der Vergleich zwischen den verschiedenen bifazialen Modulen schwer, denn bislang gibt es keine einheitliche Definition für den sogenannten „Bifacial Gain“, auch „Bifazialfaktor“ genannt, der Auskunft über den Mehrertrag gibt.
Die meisten Hersteller geben den Bifazialfaktor im Datenblatt als „Solar Irradation Ratio“ an. Diese beschreibt das Verhältnis der solaren Einstrahlung von Vorder- zu Rückseite.
Bei manchen Herstellern wird der Mehrgewinn in verschiedenen Stufen (z.B. 5, 10 und 20 Prozent) angegeben.
Aussagen des TÜV Rheinland zufolge, soll es zukünftig eine einheitliche Angabe gemäß Bifacial Standard Test Conditions (BSTC), mit einer Einstrahlung von 135 W/m², geben.
Allerdings sagen diese Ergebnisse unter Laborbedingungen wenig über die Praxistauglichkeit aus. Ein Vergleich zwischen den unterschiedlichen Modulen wird dann jedoch einfacher.
Welche Vorteile haben bifaziale PV-Module?
Wie bereits erwähnt, leisten bifaziale Solarmodule einen Mehrertrag von bis zu 30% pro Modul. Somit können mit bifazialen Modulen auf derselben Modulfläche höherer Erträge erzielt werden als mit monofazialen Modulen.
Außerdem können sie auch bei geringer Lichtstärke oder Streulicht effektiv Solarstrom erzeugen. Auch der Temperaturkoeffizient ist im Vergleich zu Standardmodulen deutlich kleiner, wodurch die Leistung bei Temperaturerhöhung weniger abfällt.
In Sachen Langlebigkeit und Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen können bifaziale Solarmodule ebenfalls punkten, denn sie werden vorrangig als Glas-Glas Module angeboten.
Wo werden bifaziale Module eingesetzt?
Die Effizienz der bifazialen Module steigt mit dem Abstand zur Oberfläche. Das macht sie als klassische Aufdachmodule relativ ineffizient, da Dächer in der Regel dunkel und wenig reflektierend sind und auch der Abstand zwischen Dach und Modul sehr gering ist. Die Folge: Es fällt kein direktes und nur sehr wenig reflektiertes Licht auf die Rückseite, wodurch der Mehrertrag gerade mal bei 1 bis 2 Prozent liegt.
Deutlich wirkungsvoller sind bifaziale Module, wenn sie aufgeständert werden und das Sonnenlicht gleichermaßen auf Vorder- und Rückseite fallen kann. Ideale Einsatzgebiete sind Solar-Carports und -Terrassen, Flachdächer oder als PV-Zäune und Lärmschutzwände. Auch in der Landwirtschaft, als Freiflächenanlage, kommen sie effizient zum Einsatz.
Auch schwimmende Photovoltaikanlagen, sogenannte „Floating-PV“ sind ideal für Bifazilität geeignet, da die Lichtspiegelung des Wasser genutzt werden kann.
Was kosten bifaziale Module?
Die bifazialen Halbzellenmodule waren bis vor kurzem noch deutlich teurer in der Herstellung als vergleichbare Standardmodule. Durch den höheren Ertrag sind jedoch immer mehr Hersteller auf bifaziale Halbzellen-Module umgestiegen, wodurch der Preisunterschied rapide gesunken ist.
Der Trend geht zukünftig auch vermehrt in Richtung bifazialer Halbzellenmodule, sodass die monofazialen Vollzellenmodule auf lange Sicht vermutlich einen geringeren Stellenwert auf dem Markt einnehmen.
Je nach Anbieter und Güteklassen betragen die Kosten für ein bifaziales Modul zwischen 20 und 35 Cent pro Watt Peak. Ein gesamtes Modul liegt im Großhandel somit bei einem Einkaufspreis von etwa 120€ und ist damit nur etwa 2% teurer als vergleichbare monofaziale Module. Allerdings wird bei dieser Betrachtung der Bifacial Gain komplett außer Acht gelassen. Bezieht man diesen jedoch mit ein, ist ein bifaziales Halbzellenmodul unter den richtigen Installationsbedingungen sogar günstiger.
Welche Hersteller bieten bifaziale Solarmodule an?
Mittlerweile haben sich bifaziale Solarmodule am Markt etabliert. Wir stellen Ihnen die namhaftesten Hersteller vor:
- Suntech Power
- LG
- Luxor
- Jolywood
- JinkoSolar
- Bauer Solar
- Meyer Burger
- Axitec
- Solyco
- Canadian Solar
- JA Solar
- Sharp
- Trina Solar
- Solar-Fabrik
- Energetica
- AxSun