Solarpanel von A bis Z – Alle Infos für 2022

In diesem Artikel nehmen wir Solarpanele genauer unter die Lupe. Sie werden erfahren, wie ein Solarpanel funktioniert, wie es aufgebaut ist, was ein guter Preis ist und alles, was sonst noch wichtig ist!

Was ist ein Solarpanel?

Ein Solarpanel wandelt Lichtenergie von der Sonne in elektrischen Strom um. Es wird aus mehreren Solarzellen zusammengesetzt, welche auf Basis von Silizium hergestellt werden. Die Sonnenenergie liegt als Gleichstrom vor und muss vor Verwendung umgewandelt werden. Ein typisches Solarpanel hat eine Leistung von 300- bis 350 Wattpeak (Wp).

Die aktuelle Leistung ist immer abhängig von der Intensität der Strahlenenergie. Ist das Solarpanel gut ausgerichtet und die Sonne strahlt mit voller Kraft, so erreicht das Modul den Spitzenwert. Dieser wird in Wattpeak angegeben. 

Ist der Himmel bedeckt, sinkt die Leistung. Dennoch wird auch bei diffusem Licht oder Verschattung Strom erzeugt.

Übrigens gibt es keinen Unterschied zu einem Solarmodul oder einem PV-Modul. Die Begriffe werden als Synonyme verwendet. Ein Solarkollektor wird dagegen für die Wärmegewinnung eingesetzt und gehört zur Solarthermie.

Doch zurück zum Solarpanel: wie funktioniert das überhaupt? Das schauen wir uns jetzt an.

Wie funktionieren Solarpanels?

Die Zellen der Solarpanels bestehen aus sogenannten Halbleitern. Diese besitzen einen p-n-Übergang. Dabei ändern die "Dotierungen" von negativ (n) zu positiv (n). Wenn Licht in die Solarzelle eindringt, wird von jedem absorbierten Photon ein Elektron-Loch-Paar gebildet.

Jetzt werden Teilchen vom Feld der "Raumladungszone" getrennt und zu den Kontakten befördert. Es fließt Strom, sobald ein Verbraucher angeschlossen wird.

Noch einmal einfach erklärt: Sonnenstrahlen treffen auf Solarzellen. Dabei bewegen sich Elektronen fort. Dadurch entsteht ein Gleichstrom. Dieser wird mithilfe von Solarkabeln vom Dach in der Keller zum Wechselrichter gebracht.

Dort wird durch Umwandlung Wechselstrom erzeugt. Mithilfe eines AC-Kabels wird der Strom zum Zählerschrank geliefert. Jetzt kann der Strom von elektrischen Geräten verbraucht werden. 

Aufbau eines Solarmoduls

Jedes Solarpanel, auch Solarmodul, PV-Modul oder Solarplatte genannt, besteht aus:

Aufgrund der Bauweise wird eine sehr lange Haltbarkeit garantiert. Durch mehrere Schichten werden die Solarzellen vor Feuchtigkeit geschützt.

Zusammensetzung des gesamten Solarpanel-Systems (Solaranlage)

Ein einziges Solarpanel ist nicht alles. Eine Photovoltaikanlage besteht aus mehreren Komponenten. Mehrere Solarpanels, die in Reihe geschaltet werden, bilden den Kern der Solaranlage. 

Die Solarpanels werden über ein Schienensystem (Aluminium) auf dem Dach verankert.

Je nach größe werden die Solarmodule in ein oder mehrere Stränge (Strings) aufgeteilt. 

Diese werden dann mit Solarkabel (jeweils Plus und Minus) zum Wechselrichter geführt. Dieser sitzt meistens im Anschlussraum und macht aus Gleichstrom Wechselstrom.

Ein Gleichstromkabel führt vom Wechselrichter in den Zählerschrank.

Die Photovoltaikanlage kann nun elektrische Energie liefern. Der Strom kann im überall im Haus verbraucht werden. Meistens produzieren Solaranlagen mehr Strom, als verbraucht wird. Der Überfluss wird ins Stromnetz eingespeist und vergütet. 

Wie viel die Anlage für eine Kilowattstunde erhält, hängt von dem Datum der Installation ab. Jeden Monat sinkt die Einspeisevergütung. Ist die PV-Anlage aber einmal angemeldet bleibt das Entgelt über 20 Jahre gleich plus dem Installationsjahr gleich.

Da die Strompreise immer weiter steigen lohnt es sich maximal viel produzierten Strom selbst zu verbrauchen. Der Eigenverbrauch von Solarstrom kann stark optimiert werden. 

Ein Batteriespeicher kann den am Tag produzierten Strom zwischenspeichern. Dadurch wird die Abhängigkeit zum Stromlieferanten reduziert. Voraussetzung ist der Speicher aber nicht.

Was gibt es für verschiedenen Typen?

Es gibt drei wichtige Typen von Solarpanels. Diese basieren auf unterschiedlichen Techniken. Schauen wir uns diese nun gemeinsam an.

Monokristallines Solarpanel

Monokristalline Module werden aus kristallinem Silizium hergestellt. Das wird aus (Quarz)-Sand gewonnen. Dabei werden Brocken aus reinem Polysilizium bei 1450°C geschmolzen. Für diesen Arbeitsschritt wird viel Energie benötigt.

Danach wird das Silizium in sehr dünne Wafer geschnitten. Dazu werden Drahtsägen verwendet. Die Dicke eines Drahtes beträgt 100 bis 140 Mikrometer.

Jetzt werden die Wafer in ein Ätzbad getaucht. So werden Verunreinigungen an der Oberfläche entfernt. Zum Schluss wird die eigentliche Textur erzeugt. Nur so lässt sich später von der Solaranlage Solarenergie erzeugen. 

Bei Monokristallinen Solarzellen ist wichtig zu wissen, dass diese bei diffusem Licht und Schatten mehr Ertrag liefern. 

Der Nachteil besteht darin, dass den monokristallinen Solarzellen eine schnellere Degradation nachgewiesen ist. Heißt: Nach 25 Jahren verliert so eine Solarzelle etwas mehr an Wirkungsgrad, also als bei einer polykristallinen. Aber die Unterschiede sind kaum der Rede Wert.

Polykristallines Solarmodul

Polykristalline Solarzellen erzeugen zuverlässig Strom, und sind in Deutschland sehr verbreitet. Sehen Sie ein Dach mit blauen Solarmodulen, basiert die Solaranlage auf dieser Technik.

Am Anfang des Solarbooms gab es nur Polykristalline Solarmodule zur Auswahl. Der Wirkungsgrad ist etwas geringer. Dafür ist die Herstellung etwas weniger kompliziert.

Deshalb sind dieses Solarpanel noch immer sehr beliebt in Deutschland und der Welt. Ist der Preis das wichtigste Auswahlkriterium, ist dieser Typ empfehlenswert.

Dünnschicht 

Dünnschicht-Module sind eine ganz andere Kategorie. Diese basieren entweder auf amorphen Silizium, auf Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid oder Cadmium-Tellurid. Für das Einfamilienhaus sind Dünnschicht-Solarmodule weniger geeignet. Warum?

Einerseits haben diese Solarpanels einen geringen Wirkungsgrad und führen zu einer geringen Ausbeute von der Dachfläche. Außerdem nutzen Fachbetriebe diese nicht gerne, weil das Gewicht sehr hoch ist und die Installation der Solaranlage unnötig erschwert.

Durch die geringen Kosten werden diese jedoch in vielen Solarparks verwendet. 

Welches Solarpanel für den Einsatzort?

Solarpanel für Hausdach

Auf dem Hausdach kommen Glas-Folien Solarpanels zum Einsatz. Diese können in beliebiger Größe zusammen verschaltet werden. Für jede Auslegung muss nur die passende Konfiguration von Strings und Wechselrichter vom Solar-Berater zusammengestellt werden. 

In 2021 werde meistens 120-zellige Solarmodule verbaut. 

Solarpanel für Balkon

Eine Mini PV-Anlage für den Balkon besteht aus ein oder zwei Solarpanels. Welche genau das sind, ist unerheblich. Es kommt nur darauf an, dass es die passende Größe ist (passt es an oder auf den Balkon) und das die Nennleistung etwa mit dem Verbrauch im Einklang ist.

Diese Solaranlage wird einfach an eine Steckdose angeschlossen. Der überschüssige Strom wird an das Stromnetz verschenkt. Eine Anmeldung zur Einspeisevergütung gemäß EEG ist zwar möglich, lohnt sich aber nicht.

Solarpanel für Wohnmobil, Camping und Garten

Für den Garten, oder das Wohnmobil werden Solarpanels gerne eingesetzt. Diese fungieren als Inselanlage und müssen mit einem kleinen Stromspeicher gekoppelt sein. 

Ob das Solarmodul flexibel, rahmenlos oder faltbar ist hat keinen Einfluss auf die Stromproduktion. Verwenden Sie, was immer ihnen am meisten zusagt. 

Bei diesen Modellen wird oft von 12V Solarpanels gesprochen. Auch gibt es die 24V- Variation. Wichtig zu wissen ist, dass diese Angaben fehlerhaft sind. In der Tat geht es bei der Angabe der elektrischen Spannung um den Speicher, nicht um das Solarmodul. 

Die Spannung von einem Solarpanel liegt bei über 12 V. Ein Solarpanel mit 200 Watt hat etwa 22 Volt.

Je niedriger die Spannung, desto höher die Stromstärke. Ein 12V System benötigt deshalb einen teuren Laderegler. Es lohnt sich daher meistens auf ein System mit höherer Spannung (z.B. 48 V) zu setzen.

Ein PWM-Ladregler führt zu hohen Verlusten. Es empfiehlt sich auf ein MPPT-Laderegler im Zusammenspiel mit einem beliebigen Solarpanel zu setzen.

Solarpanel Leistung - Wie viel produziert ein Modul?

Ein modernes Solarpanel in der gängigen Größe mit 120 Halbzellen produziert bei optimalen Bedingungen etwa 350 Watt. Das macht im Jahr 300 bis 400 Wh. Die Nennleistung hängt von der Anzahl der Zellen um vom Wirkungsgrad ab. Mittlerweile sind über 20 Prozent möglich.

Es gibt für jede Einsatzmöglichkeit verschiedenen Maße. Wird nur eine kleine Leistung benötigt, wird ein Modul mit weniger Zellen, oder einem geringeren Wirkungsgrad verwendet. Diese sind dafür deutlich günstiger zu erwerben.

Leistung pro m²

Wie viel kWp Leistung pro m² schafft ein Solarpanel eigentlich? Bei einem Wirkungsgrad von ca. 19 Prozent werden 0,2 kWp je Quadratmeter erzeugt. 

Solarpanel Kosten im Überblick

Die Preise sind je nach Bezugsquelle sehr unterschiedlich. Deshalb werfen wir ein Blick auf Großhandelspreise und Online-Shops und vergleichen die Kosten für Solarpanels.

Großhändler

Noch mehr aktuelle Preise finden Sie im Solarmodul-Kosten Artikel.

Online Shop

Die Preise pro Watt Peak von einem Solarpanel sind für Privatpersonen im Vergleich sehr hoch. Online-Shops sind im Vergleich zum Großhandel etwa 80 % teurer.

Sehen wir uns jetzt an, wo Module am besten gekauft werden sollten.

Solarpaneele kaufen - Aber wo?

Es gibt prinzipiell zwei Möglichkeiten für Privatpersonen Solarpanels zu kaufen. Die erste Variante ist ein Online-Shop. Es gibt im deutschsprachigen Raum 4 bis fünf gute Onlinehändler für Photovoltaik-Komponenten. 

Der Vorteil ist die Transparenz und das Angebot. Es stehen jederzeit eine große Menge an Modulen zur Verfügung. Diese können in beliebigen Mengen bestellt werden. Das ist vor allem bei kleinen Projekten, z.B. Balkon-Solaranlage wichtig. 

Der Nachteil besteht beim Preis. So nutzerfreundlich diese Angebote auch sind - die Kosten sind relativ hoch.

Die zweite Variante ist es direkt beim lokalen Solarteur kaufen. Der kann die Solarpanels direkt vom Großhandel beziehen und bekommt diese sehr günstig. Diese Anbieter machen das zwar nicht gerne, aber Fragen kostet ja nichts.

Ich empfehle immer es zunächst einmal auszuprobieren und ein Angebot anzufragen. Funktioniert das nicht, gibt es immer noch den anderen Weg, um Solar-Produkte zu kaufen.

Die Wirtschaftlichkeit von Solarpanelen

Solaranlagen sind bei guten Bedingungen eine gute Investition. Mit günstiger Ausrichtung und Neigung (siehe Neigungswinkel Rechner Photovoltaik) ist eine Rendite von 3 bis 5 Prozent möglich.

Die Amortisationszeit für Photovoltaik gibt an, wie lange es dauert, bis die Kosten vom Solarpanel wieder eingespielt sind. Das kann bereits nach 8 Jahren der Fall sein. Bei durchschnittlichen Kosten dauerte es 10 bis 11 Jahre. Wird die PV-Anlage mit einem Photovoltaik-Kredit finanziert kommen noch einmal ca. 2 Jahre darauf.

Allerdings ist die Lebensdauer eines Solarpanels mit 30 bis 40 Jahren extrem hoch. Fragt sich nur: ist es sinnvoll die Module dann noch zu nutzen, oder sind dann deutlich bessere verfügbar?

Welche Maße hat ein Solarpanel?

Ein durchschnittliches Panel hat einen Flächeninhalt von 1,7 m². Das Solarmodul mit einer Größe von 1,7 m ∗ 1,0 m sind diese gerade noch von einer Person zu handhaben.

Gewicht von einem Solarpanel

Ein Solarpanel wiegt zwischen 12 und 20 kg. Das hängt von der Zellenanzahl (Größe) und der Rahmenstärke ab. Breite Rahmen von 50 mm sind deutlich schwerer, als das Standardmodul mit einem 40 mm Rahmen. Mehr zum Gewicht von Solarmodulen hier.

Solarpanel im Test

Wenn Sie nach einem passenden Solarpanel suchen, habe ich gute Nachrichten: in unserem Solarmodul-Test wurden die besten Panels überprüft und verglichen. 

Wenn Sie Interesse daran haben, für Ihr Eigenheim eine schlüsselfertige Photovoltaikanlage zu kaufen, können Sie Ihre Daten in das Formular eintragen. Mehrere Fachfirmen aus Ihrer Region werden sich bei Ihnen wegen eines Angebotes melden. Der Service ist unverbindlich und kostenlos.