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Wirkungsgrade von Photovoltaik-Technologien

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©panthermedia.net Stefan Baum

Es werden bei der Photovoltaik prinzipiell die drei Bauarten monokristalline Module (Wirkungsgrad ca. 14 – 18 Prozent), polykristalline Module (ca. 12 – 16 Prozent) und Dünnschichtmodule (ca. 10 – 12 Prozent) unterschieden. Diese Unterscheidung und die Angabe der Wirkungsgrade ist jedoch sehr schematisch. Der Wirkungsgrad hängt beispielsweise von der Temperatur der Zellen ab und ist am höchsten bei etwa 25° Celsius und leichter Bewölkung und nicht, wie man vermuten würde, bei starker Sonneneinstrahlung. Regelmäßig werden die Module Tests unterzogen, dabei werden im Labor die unterschiedlichsten Bedingungen simuliert.

Die Module werden mit starkem und schwachem Licht über unterschiedliche Zeiträume bestrahlt, sie werden geflasht und sie werden erhitzt und gekühlt. Dabei entstehen äußerst unterschiedliche Wirkungsgrade bei ein und demselben Modul. Inzwischen weiß man auch, dass der Wirkungsgrad über den Zeitraum von 20 Jahren etwas abnimmt, vor allem, wenn die Module nicht regelmäßig gereinigt werden (Empfehlung: alle 1 – 2 Jahre mit destilliertem Wasser). Wissenschaftler der Universität Zürich haben das seit den 1990er Jahren gemessen und dokumentiert.

Eine generelle Betrachung des Wirkungsgrades

Der Wirkungsgrad der Photovoltaik kann gegenwärtig unter Laborbedingungen schon bei 40 Prozent liegen, aber das ist für die Praxis nicht so relevant wie andere Fragestellungen. Die Energie selbst – das Sonnenlicht – ist gratis, daher muss sich der Betreiber einer Photovoltaik Anlage vielmehr nach den Baukosten bezogen auf den möglichen Ertrag fragen. Nur wenn die Nutzfläche der Module sehr klein sein sollte – zum Beispiel beim Einsatz auf Fahrzeugen – gewinnt der Wirkungsgrad eine erhöhte Bedeutung.

Es ist auch möglich, den Wirkungsgrad von Photovoltaik-Anlagen mit dem anderer Energieerzeugungsformen zu vergleichen. Eine Glühbirne hat setzt maximal fünf Prozent des Stroms in Licht um, Kohlekraftwerke haben Wirkungsgrade von rund 40 Prozent, Kernkraftwerke bis 36 Prozent und Wind- und Wasserkraftwerke über 80 Prozent. Auch diese Betrachtungen sind eher theoretischer Natur, zu fragen ist nach der Kosten- und Umweltbilanz.