Polykristalline Solarzellen sind in der Solartechnologie weitverbreitet und wandeln Sonnenlicht effizient in Strom um. Charakterisiert durch ihre blaue Färbung und speckige Oberfläche, bieten sie trotz eines geringeren Wirkungsgrades als monokristalline Zellen Vorteile in Kosten und Herstellung. Diese Zellen kombinieren Wirtschaftlichkeit mit nachhaltiger Energieerzeugung und sind daher eine bevorzugte Wahl für viele Anwendungen in der Solartechnik. Erfahren Sie mehr über ihre Bedeutung und Funktionsweise.
Polykristalline Solarzellen bestehen aus mehreren Siliziumkristallen, weshalb man sie „polykristallin“ nennt. Im Vergleich zu monokristallinen Solarzellen, die nur aus einem Siliziumkristall gefertigt werden, weisen sie einen niedrigeren Wirkungsgrad auf.
Allerdings gestaltet sich ihr Herstellungsverfahren einfacher, sodass sie kostengünstiger sind. Sowohl polykristalline als auch monokristalline Zellen gehören zur Familie der kristallinen Solarzellen.
Wie werden polykristalline Solarzellen hergestellt?
Polykristalline Solarzellen entstehen durch einen speziellen Herstellungsprozess. Hersteller schmelzen zuerst Silizium bei hohen Temperaturen. Anschließend gießen sie das flüssige Silizium in Formen und lassen es abkühlen. Während dieses Abkühlvorgangs kristallisieren viele kleine Siliziumkristalle.
Sobald der Siliziumblock fest ist, schneiden sie ihn in dünne Scheiben, bekannt als Wafer. Diese Wafer reinigen sie sorgfältig, um jegliche Verunreinigungen zu beseitigen. Danach beschichten sie die Wafer mit einer Antireflexschicht, um so viel Licht wie möglich einzufangen.
Zum Schluss bringen sie Metallkontakte an, die den Strom leiten. So entstehen leistungsfähige und preiswerte Solarzellen, die sich ideal für Photovoltaik-Anlagen eignen.
Was sind die Vor- und Nachteile von polykristallinen Solarzellen?
Vorteile
- Kosteneffizienz: Polykristalline Solarzellen sind in der Regel günstiger in der Herstellung als monokristalline Solarzellen. Dies macht sie zu einer kosteneffizienten Wahl für viele Solarprojekte.
- Einfacher Herstellungsprozess: Der Herstellungsprozess von polykristallinen Solarzellen ist weniger komplex als der von monokristallinen Zellen, was zu einer schnelleren und kostengünstigeren Produktion führt.
- Gute Leistung bei hohen Temperaturen: Obwohl ihre Effizienz im Vergleich zu monokristallinen Zellen geringer ist, bieten polykristalline Zellen eine relativ gute Leistung, auch bei höheren Temperaturen.
Nachteile
- Geringere Effizienz: Polykristalline Solarzellen haben in der Regel eine geringere Effizienz im Vergleich zu monokristallinen Zellen. Dies bedeutet, dass sie mehr Fläche benötigen, um die gleiche Menge an Energie zu produzieren.
- Ästhetik: Aufgrund ihrer bläulichen Färbung und des unregelmäßigen Kristallmusters können polykristalline Solarzellen als weniger ästhetisch ansprechend empfunden werden als monokristalline Zellen.
- Kürzere Lebensdauer: Während die meisten Solarzellen eine lange Lebensdauer haben, können polykristalline Zellen im Vergleich zu anderen Typen eine etwas kürzere Lebensdauer aufweisen.
Wie unterscheiden sich polykristalline Solarzellen von monokristallinen Solarzellen?
Polykristalline Solarzellen, die sich durch ihre bläuliche Farbe auszeichnen, haben einen Wirkungsgrad von 14 bis 16 % und sind preislich zwischen 150 und 250 €/kWp angesiedelt. Ihr Herstellungsverfahren, das auf mehreren Kristallen basiert, ist einfacher und führt zu günstigeren Produktionskosten.
Dies hat ihnen einen Marktanteil von etwa 70 % eingebracht. Allerdings erleiden sie bei höheren Temperaturen einen leichten Effizienzverlust.
Im Gegensatz dazu sind monokristalline Solarzellen schwarz und weisen einen höheren Wirkungsgrad von 16 bis 23 % auf. Sie kosten zwischen 200 und 340 €/kWp, da ihr Herstellungsverfahren, das auf einem einzigen Kristall basiert, aufwendiger und komplizierter ist.
Welche Anwendungen sind am besten für polykristalline Solarzellen geeignet?
- Großflächige Photovoltaikanlagen: Polykristalline Solarzellen bieten eine hohe Leistungsdichte und sind daher ideal für großflächige Photovoltaikanlagen.
- Dachinstallationen: Aufgrund ihrer Robustheit und Effizienz eignen sie sich perfekt für Dachinstallationen in Wohn- und Gewerbegebieten.
- Solarparks: Sie sind eine beliebte Wahl für Solarparks, da sie eine zuverlässige Energiequelle bieten.
- Off-Grid-Anwendungen: Für abgelegene Gebiete ohne Netzanschluss sind polykristalline Solarzellen eine effektive Lösung.
- Solarstraßenlaternen: Sie versorgen Straßenlaternen mit nachhaltiger Energie und reduzieren so den CO₂-Fußabdruck.
Wie lange halten polykristalline Solarzellen?
Polykristalline PV-Zellen dienen 20 bis 30 Jahre lang zuverlässig als Energielieferanten. Sie behalten über diese Zeitspanne hinweg ihre Effizienz, doch nach rund 25 Jahren sinkt ihre Leistung um etwa 20 %. Dennoch liefern sie auch danach weiterhin Strom, wenn auch mit verminderter Effizienz. Um ihre Lebensdauer optimal auszuschöpfen und die Leistung zu maximieren, sollten Besitzer regelmäßige Wartungen durchführen lassen.
Wie pflegt und wartet man polykristalline Solarzellen?
- Reinigen Sie die Oberfläche regelmäßig. Staub, Vogelkot oder Laub können die Leistung beeinträchtigen. Verwenden Sie weiches Wasser und einen Schwamm, um Ablagerungen zu entfernen.
- Vermeiden Sie Schattenbildung. Bäume oder Gebäude können Schatten werfen und die Effizienz verringern. Schneiden Sie überhängende Äste zurück.
- Überprüfen Sie die Anschlüsse. Lose oder korrodierte Anschlüsse können die Leistung reduzieren. Ziehen Sie sie regelmäßig nach.
- Überwachen Sie die Systemleistung. Ein plötzlicher Leistungsabfall kann auf Probleme hinweisen. Nutzen Sie Überwachungssysteme.
- Führen Sie regelmäßige Inspektionen durch. Ein Fachmann kann Defekte oder Schäden frühzeitig erkennen und beheben.
- Achten Sie auf die Lebensdauer. Solarzellen haben eine begrenzte Lebensdauer. Planen Sie den Austausch nach 20–30 Jahren.
Wie beeinflusst das Wetter die Leistung von polykristallinen PV-Zellen?
- Sonneneinstrahlung steigert die Energieproduktion, da Solarzellen direktes Sonnenlicht in Strom umwandeln.
- Bewölkung reduziert den Ertrag, weil weniger Sonnenlicht die Zellen erreicht.
- Schnee bedeckt die Solarzellen und blockiert das Sonnenlicht, das die Energieerzeugung verringert.
- Hohe Temperaturen können paradoxerweise die Effizienz von Solarzellen verringern, obwohl sie mit Sonnenlicht assoziiert sind.
- Kühle Bedingungen verbessern die Leistung, da Solarzellen bei niedrigeren Temperaturen effizienter arbeiten.
- Regen reinigt die Oberfläche der Solarzellen, was zu einer besseren Lichtaufnahme führen kann.
Fazit
Polykristalline Solarzellen, auch als multikristalline Solarzellen bekannt, sind eine beliebte Wahl für Solarenergieanwendungen. Sie bestehen aus vielen kleinen Siliziumkristallen und bieten eine effiziente Energieumwandlung. Während sie nicht die höchste Effizienz im Vergleich zu monokristallinen Zellen bieten, sind sie kostengünstiger und bieten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis.
Ihre blaue Farbe und das charakteristische Muster machen sie leicht erkennbar. Insgesamt sind sie eine zuverlässige und wirtschaftliche Option für diejenigen, die in Solartechnologie investieren möchten.
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