Schindel-Solarmodule | Technologie & Marktübersicht

In diesem Ratgeber geht es um Schindel-Solarmodule und die zugrunde liegende Technologie der Schindelsolarzellen (shingle technology).

Was sind Schindel-Solarmodule?

Solarmodule mit Schindeltechnik bestehen aus 300 bis 400 einzelnen Schindelzellen welche überlappt werden und mit leitfähigem Kleber befestigt werden. Bei der Herstellung der Schindeln werden herkömmlich Siliziumwafer vollautomatisch mithilfe eines Lasers in mehrere Teile geschnitten, so entstehen 5 bis 6 Schindeln.

Schindel-Solarmodule sind gekennzeichnet durch geringere Leistungsverluste in den Zellen und ein besseres Teilverschattungsverhalten.

Übrigens hat der speziell entwickelte Klebstoff kein Problem durch thermische Ausdehnung vom Solarmodul, egal wie sich die Umgebungstemperatur verhält. Schindelmodule gelten daher als äußerst robust, auch wenn es noch keine tatsächlichen Langzeiterfahrungen gibt.

PV-Module mit Schindelzellen im Test / Überblick

Tabelle: Aktuelle Solarmodule mit Schindelsolarzellen

Welche Hersteller für Schindelmodule gibt es?

Schindelsolarmodule sind bisher noch nicht sehr weit verbreitet. Folgende Solarmodulhersteller bieten diese Solarmodulart an:

Natürlich gibt es noch weitere unbekannte Hersteller. Es ist davon auszugehen, dass in Zukunft noch mehr Solarunternehmen auf die Schindeltechnik setzen werden.

Solarmodul Schindeltechnik: welche Vorteile gibt es?

1. Höherer Wirkungsgrad aufgrund von verbesserter Kontaktierung der Solarzellen

Hintergrund: jede Solarzelle wird auf der Frontseite mit Silber kontaktiert (Ausnahme bildet die Back-Contact-Technologie).

Diese Metallkontakte (Busbars und Kontakfinger) ermögliche erst den Stromfluss in der Solarzelle. Sie sind also notwendig, um Solarstrom zu erzeugen. Allerdings vermindern sie die nutzbare Fläche, weil die einfallenden Lichtstrahlen reflektiert werden und für Eigenverschattung sorgen. Das wiederum führt zu Leistungsverlusten.

Es gibt mittlerweile verschiedenen Technologien, um den Effekt abzumindern, wie die Multi-Busbar-Technologie (MBB), wobei mehrere deutlich dünnere Kupferdrähte eingesetzt werden, welche einen Teil der Sonnenenergie auch auf die Solarzelle ableiten.

Solarmodule mit Schindeltechnologie benötigen keine Frontkontakte (Busbars), da die einzelnen Schindeln nicht über Zellenverbinder (Metallkontakte) verbunden sind, sondern über einen leitfähigen Kleber mit einer leichten Überlappung verbunden werden.

Schindelmodule weisen eine bessere Flächenausnutzung auf, weil kein Zwischenraum von Schindelzelle zu Schindelzelle notwendig ist.

2. Besseres Verhalten bei Teilverschattung des Schindelsolarmoduls

In gewöhnlichen Solarmodulen werden die 60 oder 72 Solarzellen alle in Reihe geschaltet. Gibt es nun etwas Schatten auf einem Teil vom PV-Modul, wird es die komplette Leistung verringern. Das Problem kann teilweise mit Bypass-Dioden mitigiert werden, dennoch führt die Verschattung zu einem merkbaren Minderertrag.

In Solarmodulen mit Schindeltechnologie sind nicht alle Solarzellen in Reihe geschaltet, denn sonst würde die Spannung aufgrund der hohen Anzahl von Zellen zu hoch werden (bei der Reihenschaltung addiert sich die Spannung der einzelnen Zellen).

Stattdessen werden die Schindelzellen in mehrere Stränge (engl. Strings), typischerweise in 5 Stück, aufgeteilt. Innerhalb eines Strings wird die Reihenschaltung verwendet. Alle Schindelstrings werden dann parallel geschaltet.

Der Vorteil ist, dass es weniger Missmatch-Verluste gibt, die vor allem dann auftreten, wenn z.B. ein Strang teilverschattet oder durch Schnee bedeckt wird. Die restlichen Stränge funktionieren dann weiterhin reibungslos.

Der gleiche Effekt ist übrigens im Halbzellenmodul zu beobachten, mit dem Unterschied, dass es dort nur 2 Modulfelder bzw. Stränge gibt.

3. Geringerer Wärmeverluste innerhalb der Schindelzelle

Durch das Zerteilen der Solarzelle wird auch der Kurzschlussstrom entsprechend geteilt. Der verminderte Strom führt zu weniger Widerstandsverlusten, weshalb weniger Energie als Wärme verloren geht.

Weniger Wärmeverluste führen zu einer niedrigeren Temperatur innerhalb der Solarzelle. Je höher die Zellentemperatur, desto geringer ist die resultierende Leistung. Das liegt am negativen Temperaturkoeffizienten (Pmax).

Auch der Leitungswiderstand zwischen den Schindelsolarzellen verringert sich, da die Kontaktfläche einfach größer ist. Statt einigen Busbars besteht der Kontakt auf der gesamten Breite der Zellen.

4. Bessere Optik

Durch weniger Zwischenräume bietet ein Schindelsolarmodul eine homogenere Optik, im Vergleich zu einem herkömmlichen Photovoltaik-Modul.

Zugegeben ist dieser Punkt allerdings abhängig von der persönlichen Präferenz.

Welche Nachteile von Shingled-Modulen gibt es?

Mit Shingled-Zellen gibt es bisher deutlich weniger Erfahrungen, als mit herkömmlichen Solarzellen oder Halbzellen.

Zwar gab es die Idee der Schindeltechnik bereits im Jahr 1960 und seit über 10 Jahren gibt es intensive Forschungen an dem Verfahren, allerdings hat sich diese bisher noch nicht am Solarmarkt durchgesetzt. 

Durch besserer Herstellungsprozesse und damit die kostengünstigere Produktion werden sich Schindelmodule aller Voraussicht in Zukunft immer weiter durchsetzten.

Es gibt eine Studie, die besagt, dass es durch eine Teilverschattung vom Schindelmodul zu einer erhöhten Rückwärtsspannung kommt, welche zu einer starken lokalen Erwärmung führt. Die Autoren empfehlen daher besser Leistungsoptimierer oder Mikrowechselrichter einzusetzen.

Allerdings wird das Problem durch „eine ausreichende Menge“ an Bypassdioden verringert.

Generell dürft die Gefahr einer Funktionsstörung oder eines Defekts allerdings sehr gering sein. Im Notfall gibt es die Absicherung über die Produktgarantie, welche z.B. beim Schindelsolarmodul von Hyundai überdurchschnittliche 25 Jahre beträgt.

Verfügbare Schindelmodule haben mit 43 bis 50 Volt eine etwas höhere Spannung, als vergleichbare Halbzellenmodule. Die Leerlaufspannung von Schindelmodule liegt also im Durchschnitt 10 bis 20 Prozent höher.

Das ist grundsätzlich kein Problem, allerdings verringert es die maximale Anzahl an der in Reihe geschalteten Modulen bzw. verringert die Anzahl an einsetzbaren Wechselrichtern.

Matrix-Schindel-Solartechnik: ein Blick in die Zukunft

Das Frauenhofinstitut stellte eine neue technische Möglichkeit vor, um die Ergebnisse von Schindelzellen noch zu verbessern. Die sogenannte Matrixanordnung soll zu noch weniger Schattenverlusten führen. 

Die Firma M10 präsentierte seine neue Maschine (Schindel-Matrix-Verschaltungsanlage für Solarzellen) dazu auf der Intersolar in München und gewann damit einen Award. Wann die Matrixschindeltechnologie auf dem Solarmarkt verfügbar sein wird, ist bisher noch nicht bekannt. 

Der Vorteil der Matrix-Verschaltung liegt in der deutlich besseren Performance bei Teilbeschattung (auch im Vergleich zu normalen Schindelmodulen). Mehr dazu in dieser Studie.

Wie gut ist die PV-Schindeltechnik in der Praxis?

Im Solarmodul-Vergleich sind geben Schindelmodule ein gutes Bild ab, gehören aber nicht zu den leistungsmäßig besten. Der maximale Wirkungsgrad von Shingle-Modulen liegt aktuell bei 20,7 %, dagegen gibt es diverse Solarmodule mit anderer Zellentechnik, mit 21 bis 22 Prozent.

Das liegt hauptsächlich an dem verwendeten Solarzellentyp. Alle verfügbaren Schindelmodule setzen auf PERC-Zellen, wohingegen viele Hersteller mit Halbzellenarchitektur auf HJT-Zellen setzen, welche tendenziell noch leistungsfähiger sind.

Der Temperaturkoeffizent von Schindelmodulen ist mit -0,34 % pro Kelvin überdurchschnittlich gut. Einige Hochleistungsmodule bieten aber noch bessere Werte mit bis zu -0,26 %/K, was zu einem geringeren Leistungsabfall bei steigender Zelltemperatur führt.

Schindel-Solarmodule Erfahrungen

Zitat 1: Erfahrungsbericht über Modul mit Schindeltechnik (Quelle: PV-Forum)

„Nun, eigentlich sollten sie sogar beständiger sein durch die flexible leitende Verklebung statt der starren Standard-Löt-Verbindungen. Gerade bei Biegung (Wind) oder auch thermischer Ausdehnung hat die Technologie da Vorteile - so die Theorie 😉 In der Praxis wird man sehen. Bis jetzt gibt es keine Auffälligkeiten nach fast 1,5 Jahren Betrieb. Alle Module mit SolarEdge überwacht, alle liefern, was man erwartet und sehen aus wie am ersten Tag.“

Zitat 2: Erfahrung über spezifischen Typ von Schindelmodul (Quelle: Photovoltaikforum)

„Habe jemand gefunden, der die Schindelmodule im Einsatz hat. Er selbst ist sehr zufrieden über die Erträge. Seine Anlage produziert seit über zwei Jahren und ist immer über der Prognose. Sowohl bei der erwarteten Leistung als auch bei der Jahresarbeit. Der kennt sich ganz gut aus und vergleicht seine Anlage wohl auch mit anderen gleichartigen Anlagen. Sein Solarteur verbaut die Module wohl seit Jahren und ist ebenfalls zufrieden.“

Zitat 3: Erste Eindruck über das Hyundai-Modul (Quelle: Facebook Photovoltaik-Gruppe)

„Ich hab die (Full Black 395 Watt). Leider erst im Oktober installiert, aber manchmal wundert es mich, dass die bei Bewölkung sich so viel bringen.“

Wo kann man Schindel-Solarmodule kaufen?

Schindelmodule gibt es bei den meisten Onlinehändlern für Photovoltaik-Komponenten. Dort können Sie bedenkenlos kaufen, wenn Sie eine PV-Anlage in Eigenregie (z.B. für Wohnwagen oder Balkon) installieren wollen.

Möchten Sie aber eine eigene Photovoltaikanlage auf dem Einfamilienhaus, sollte die Installation ein Profi übernehmen. Nebenbei bezieht der Solarteur die Solarmodule vom Großhandel deutlich günstiger (bis zu 40 %). 

Falls Sie bereit sind, eigenen Solarstrom zu erzeugen und sich von Strompreissteigerungen unabhängiger machen möchten, können Sie das nachfolgende Formular nutzen:

Mit der Eintragung bekommen Sie bis zu 5 kostenlose & unverbindliche Angebote für eine PV-Anlage (je nach aktueller Verfügbarkeit der Fachbetriebe), auf Wunsch auch mit Solarmodulen mit Schindeltechnik.