Leistungen, Kennwerte und PV-Moduldaten
Vergleich von Modulen und Systemen
Um PV-Module und -Systeme miteinander vergleichen und eine Auswahl treffen zu können, ist es notwendig, die fünf wichtigsten Leistungsangaben zu kennen:
- Wirkungsgrad
- Nennleistung
- Performance Ratio
- Energetische Rücklaufzeit
- Erntefaktor
Der Wirkungsgrad bezeichnet, welchen Anteil der Sonnenstrahlung eine Solarzelle in elektrische Leistung umsetzen kann, und wird in Prozent ausgedrückt. Ein Teil der Energie wird in Wärme umgesetzt (Aufheizung der Module auf typischerweise 60°) und geht für die elektrische Energieumwandlung verloren. Praktisch bedeutet ein Wirkungsgrad von 10%, dass 1 m² Modulfläche bei senkrechtem Lichteinfall eine elektrische Leistung von 100 Watt (W) erzeugt. Monokristalline Siliziumzellen haben derzeit einen Wirkungsgrad von 14 bis 19%, polykristalline von 13 bis 17%, amorphe von 5 bis 7%. Dünnschichtzellen besitzen einen Wirkungsgrad von durchschnittlich 8%, auch 10% und höher sind bereits möglich.
Nennleistung
Ein photovoltaisches System wird durch seine Spitzenleistung in Watt peak (Wp) charakterisiert. Diese Nennleistung gibt das Modul bei direkter, senkrechter Sonneneinstrahlung einer Intensität von 1000 W/m² und definiertem Sonnenspektrum (AM 1,5) bei einer Zelltemperatur von 25°C ab. Ein Modul hat typischerweise eine Leistung von 10 bis 100 Wp. Je nach Zell- bzw. Modultyp benötigt eine Anlage mit 1 kWp Leistung eine Fläche von 9 bis 20 m².
Performance Ratio
Die Performance Ratio (PR) gibt den Ertrag eines Systems an im Verhältnis zum Ertrag eines idealen, verlustfreien Systems mit gleicher Auslegung, Nennleistung und Ortsangabe. Sie spiegelt die Energieeffizienz aller Komponenten (Modul, Wechselrichter, Verkabelung, etc.) im Zusammenspiel wider, ist aber unabhängig von Wirkungsgrad und Ausrichtung der Module. Die PR liegt bei modernen Anlagen bei 0,7 bis 0,8. Eine PR von 0,8 beispielsweise bedeutet, dass das System 20% Ertrag „verschenkt“. Verschattung und Verschmutzung, aber auch steigende Modultemperatur bewirken eine Minderung der Leistung.
Energetische Rücklaufzeit
Die energetische Rücklaufzeit gibt an, wie lange ein System braucht, um die bei der Herstellung aufgewendete Energie zurückzuliefern. Die Bilanz ist positiv, wenn sie kleiner ist als die Lebensdauer. Bei kristallinen Modulen beträgt sie 3 bis 4 Jahre, bei Dünnschichtmodulen 1 bis 2 Jahre.
Erntefaktor
Der Erntefaktor gibt an, wie oft das System die zu seiner Herstellung benötigte Energie während seiner Lebensdauer wieder einspielt. Bei einer Lebensdauer von 30 Jahren liegt der Erntefaktor für monokristalline Siliziummodule bei 5 bis 8, für polykristalline Siliziummodule bei 7 bis 14 und für Dünnschichtmodule bei 9 bis 21.
