SOLARZELLEN MIT REIHEN- ODER PARALLELSCHALTUNG
Photovoltaische Struktur der Module-Photovoltaik (PV)-Module bestehen aus mehreren miteinander verbundenen Solarzellen, die mit geeigneten Materialien zu einem versiegelten Verbund zum Schutz vor äußeren Einflüssen wie mechanischer Belastung, Witterung und Korrosion zusammengefügt wurden. Kristalline und Dünnschichtmodule können als Standard- oder maßgeschneiderte, gerahmte oder ungerahmte Module erworben werden.
Da der Spannungswert einer einzelnen Siliziumzelle, der typischerweise zwischen 0,5 und 0,8 V liegt, für technische Anwendungen zu niedrig ist, werden Solarzellen typischerweise in Reihe geschaltet, entweder in Serie oder parallel. Die Parallelschaltung der Zellen führt zu einer Erhöhung des Stroms bei gleichbleibender Spannung. Die Reihenschaltung erzeugt eine Spannungserhöhung bei konstantem Strom. Übliche kristalline Module haben 36, 72 oder 144 Zellen und Spannungswerte zwischen 20 und 70 V.
Der Mindestabstand zwischen den Zellen beträgt etwa 2 bis 5 mm, kann aber variieren, so dass das Modul bei größeren Abständen halbtransparent ist. Dies erweitert die Anwendungs- und Gestaltungsmöglichkeiten, z.B. bei Glasfassaden und Dächern. Bei Dünnschichtmodulen können mechanische Eingriffe in die Zellen, wie z.B. das Laserbedampfen von Teilbereichen, Ritzen oder Fräsen, einen semitransparenten Effekt erzeugen.
Photovoltaische Struktur der Module
Die elektrischen Anschlüsse der PV-Module sind in Kunststoffboxen auf der Rückseite der Elemente untergebracht. Dazu gehören speziell entwickelte Kabel, wasserfeste Stecker und eine geschützte Kabelführung innerhalb des Modulrahmens. In bestimmte Module sind verschiedene Arten von integrierten Montagevorrichtungen integriert, wie z.B. geschweißte Vorrichtungen, Aussparungen in der Moduloberfläche, Montageöffnungen und geklebte U-Schienen.
Je nach System bestehen die PV-Module aus Folgendem: Eine vordere und hintere Modulabdeckung aus Glas, Acrylglas oder Folie umschließt die kristallinen Zellen. Die Versiegelung erfolgt mit Gießharz oder zwei Folien unter hohem Druck und hoher Temperatur. Bei Dünnschichtmodulen wird als Substrat typischerweise Glas oder ein flexibles, hitzebeständiges Material wie Metall und als Frontmaterial Glas oder Folie verwendet. Die zahlreichen Schichten sind kunststoffhermetisch versiegelt.
Ein Rahmen erhöht die Versiegelungsfähigkeit des Modulverbunds und schützt die Kanten des Moduls, ist aber mit zusätzlichen Kosten verbunden. Manchmal bieten rahmenlose Module bessere Möglichkeiten der Designintegration in Gebäuden.
PV-Module haben eine Mindestlebensdauer von 30 Jahren. Derzeit geben die Hersteller eine Leistungsgarantie von etwa 20 bis 25 Jahren, in denen die Leistung um weniger als 20 Prozent von der Nennleistung abweicht.
