Das Wichtigste in Kürze
Ein Solarpanel wandelt Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Der Fachbegriff lautet Solarmodul oder Photovoltaikmodul. Es besteht aus vielen Solarzellen, die zwischen Glas und Folie eingebettet und in einen Aluminiumrahmen gefasst sind.
- Neue Module aus kristallinem Silizium haben einen Wirkungsgrad von knapp 23 Prozent, das sind 230 Watt Nennleistung je Quadratmeter (Fraunhofer ISE).
- Ein Modul mit knapp 2 Quadratmetern Fläche kommt damit auf rund 450 Watt (eigene Rechnung).
- Auf deutschen Dächern erzeugt ein solches Modul im Durchschnitt rund 414 kWh Strom im Jahr (eigene Rechnung mit 920 kWh je kWp nach Fraunhofer ISE).
- Ein Solarmodul wiegt etwa 11,6 kg je Quadratmeter, rund zwei Drittel davon sind Glas (Fraunhofer ISE).
- Die Lebensdauer liegt im Regelfall bei 25 bis 30 Jahren (Umweltbundesamt).
- Die Energie für seine Herstellung holt ein Solarpanel in Deutschland nach ein bis zwei Jahren wieder herein (Umweltbundesamt).
Was ist ein Solarpanel?
Ein Solarpanel ist eine flache Platte, die aus Sonnenlicht Strom macht. Solarpanel, Solarpaneel, Solarmodul und Photovoltaikmodul meinen dasselbe. Fachleute sagen meist Solarmodul oder kurz PV-Modul.
In jedem Panel stecken viele einzelne Solarzellen. Eine Zelle allein liefert nur wenig Spannung. Erst zusammengeschaltet und wetterfest verpackt wird daraus ein Bauteil, das sich auf dem Dach montieren lässt.
Verwechselt wird das Solarpanel oft mit dem Solarkollektor. Der Kollektor gehört zur Solarthermie und erzeugt Wärme für Warmwasser und Heizung. Das Solarpanel erzeugt Strom. Zusammen mit dem Wechselrichter bildet es den Kern jeder Photovoltaikanlage.
Wie funktioniert ein Solarpanel?
Ein Solarpanel funktioniert über den photovoltaischen Effekt: Trifft Licht auf die Solarzelle, setzt es darin elektrische Ladungen in Bewegung. Die Zelle besteht aus Silizium, einem Halbleiter, der so behandelt ist, dass die Ladungen nur in eine Richtung fließen können.
Solange Licht auf die Zelle fällt, fließt Strom. Bewegliche Teile gibt es nicht, deshalb arbeitet ein Solarpanel lautlos und nutzt sich kaum ab. Die physikalischen Grundlagen erklärt der Beitrag zum Photoeffekt.
Das Panel liefert Gleichstrom. Haushaltsgeräte brauchen Wechselstrom. Die Umwandlung übernimmt der Wechselrichter. Erst danach lässt sich der Strom im Haus verbrauchen, speichern oder ins Netz einspeisen.
Wie ist ein Solarpanel aufgebaut?
Ein Solarpanel ist aufgebaut wie ein Sandwich: oben Glas, in der Mitte die Solarzellen, unten eine Folie oder eine zweite Glasscheibe. Ein Rahmen aus Aluminium hält alles zusammen, auf der Rückseite sitzt die Anschlussdose.
Das Frontglas ist gehärtet und schützt die Zellen vor Hagel, Schmutz und Wetter. Die Einbettfolien umschließen die Zellen von beiden Seiten und halten Feuchtigkeit fern. Die Rückseite besteht aus einer Kunststofffolie, dem Backsheet, oder bei Glas-Glas-Modulen aus einer zweiten Scheibe.
In der Anschlussdose laufen die Leitungen der Zellen zusammen. Dort sitzen auch die Bypass-Dioden. Sie leiten den Strom um, wenn ein Teil des Panels im Schatten liegt, und schützen so vor Überhitzung. Mehr dazu im Beitrag zur Bypass-Diode.
Wie viel jedes Teil wiegt, zeigt eine Auswertung des Fraunhofer ISE. Ein Solarmodul bringt etwa 11,6 kg je Quadratmeter auf die Waage. Den größten Anteil hat das Glas, die Solarzellen selbst machen nur einen kleinen Teil aus.
Ein Panel mit knapp 2 Quadratmetern wiegt damit rund 23 kg (eigene Rechnung: 1,95 × 11,6). Für das Dach zählt das Gewicht je Fläche samt Gestell. Was Ihr Dach tragen muss, erklärt der Beitrag zur Flächenlast.
Welche Arten von Solarpanels gibt es?
Solarpanels unterscheiden sich vor allem im Material der Zellen und in der Bauweise. Fast die gesamte weltweite Produktion entfällt nach dem Photovoltaics Report des Fraunhofer ISE auf Module aus monokristallinem Silizium. Dünnschichtmodule kommen auf wenige Prozent.
Monokristalline Solarpanels
Monokristalline Solarpanels sind der Standard auf Hausdächern. Ihre Zellen werden aus einem einzigen Siliziumkristall geschnitten. Das bringt den höchsten Wirkungsgrad unter den gängigen Bauarten. Sie erkennen diese Module an der gleichmäßig dunklen, fast schwarzen Oberfläche. Details im Beitrag über monokristalline Solarmodule.
Polykristalline Solarpanels
Polykristalline Solarpanels bestehen aus Zellen mit vielen kleinen Kristallen und schimmern bläulich. Sie waren lange die günstige Alternative, werden aber kaum noch hergestellt. Sie finden sie vor allem auf älteren Anlagen. Mehr im Beitrag über polykristalline Solarmodule.
Dünnschichtmodule
Dünnschichtmodule tragen statt geschnittener Zellen eine hauchdünne Halbleiterschicht auf Glas oder Folie. Module aus Cadmiumtellurid erreichen nach Angaben des Fraunhofer ISE fast 20 Prozent Wirkungsgrad. Eingesetzt werden sie vor allem in großen Solarparks und an Fassaden. Mehr im Beitrag über Dünnschichtmodule.
Glas-Glas und bifaziale Solarpanels
Glas-Glas-Module haben auch auf der Rückseite eine Glasscheibe statt einer Folie. Das macht sie robuster und etwas schwerer. Ist die Rückseite durchsichtig, kann das Modul auch Licht von hinten nutzen. Solche bifazialen Solarmodule lohnen sich dort, wo viel Licht vom Boden zurückgeworfen wird, etwa aufgeständert auf einem hellen Flachdach.
| Art | Erkennbar an | Wirkungsgrad | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| Monokristallin | dunkle, einheitliche Fläche | am höchsten | Hausdach, Gewerbe |
| Polykristallin | bläulich, gesprenkelt | niedriger | ältere Anlagen |
| Dünnschicht | glatte Fläche ohne Zellraster | niedriger | Solarparks, Fassaden |
| Glas-Glas | Glas auf beiden Seiten | wie die verbauten Zellen | Dach, Carport, Terrassendach |
| Bifazial | durchsichtige Rückseite | zusätzlicher Ertrag von hinten | Flachdach, Freifläche |
Daneben gibt es Sonderformen: flexible Solarmodule für Wohnmobil und Boot, Solardachziegel, die die Dacheindeckung ersetzen, und Hybridmodule, die auf der Rückseite zusätzlich Wasser erwärmen.
Wie viel Watt hat ein Solarpanel?
Ein Solarpanel für das Hausdach hat rund 400 bis 500 Watt Nennleistung. Der Wert ergibt sich aus Fläche und Wirkungsgrad. Neue Module aus kristallinem Silizium erreichen nach Angaben des Fraunhofer ISE knapp 23 Prozent Wirkungsgrad. Das entspricht 230 Watt je Quadratmeter Modulfläche, Spitzenmodule liegen etwa 10 Prozent darüber.
Ein Modul mit 1,95 Quadratmetern kommt so auf rund 450 Watt (eigene Rechnung: 1,95 × 230). Größere Module haben mehr Watt, sind aber nicht besser. Entscheidend ist der Wirkungsgrad: Er sagt, wie viel Strom Sie aus jedem Quadratmeter Dach holen. Mehr dazu im Beitrag zum Modulwirkungsgrad.
Die Angabe in Watt ist die Nennleistung, gemessen unter genormten Testbedingungen im Labor. Auf dem Dach wird sie selten erreicht, weil die Sonne meist schwächer scheint und die Module wärmer sind als im Test. Das Fraunhofer ISE beziffert den Wirkungsgrad neuerer Anlagen im Betrieb auf 18 bis 19 Prozent.
Auf Datenblättern steht die Leistung oft in Watt-Peak (Wp). Gemeint ist dasselbe: die Nennleistung im Test. 1.000 Watt-Peak sind ein Kilowatt-Peak (kWp). In dieser Einheit wird die Größe ganzer Anlagen angegeben. Mehr im Beitrag zum Kilowatt-Peak.
Wie viel Strom erzeugt ein Solarpanel?
Ein Solarpanel mit 450 Watt erzeugt auf einem deutschen Dach im Durchschnitt rund 414 Kilowattstunden Strom im Jahr. Grundlage ist ein Wert des Fraunhofer ISE: Dachanlagen in Deutschland kommen im Mittel auf rund 920 Kilowattstunden je Kilowatt-Peak und Jahr.
| Nennleistung | Modulfläche | Ertrag im Jahr | Ertrag am Tag im Jahresmittel |
|---|---|---|---|
| 400 Watt | rund 1,7 m² | 368 kWh | 1,0 kWh |
| 450 Watt | rund 2,0 m² | 414 kWh | 1,1 kWh |
| 500 Watt | rund 2,2 m² | 460 kWh | 1,3 kWh |
Die Tageswerte sind Mittelwerte über das Jahr. An einem klaren Sommertag liefert das Panel ein Mehrfaches, an einem trüben Wintertag nur einen Bruchteil. In einer Stunde kann ein 400-Watt-Modul höchstens 0,4 Kilowattstunden erzeugen, und das nur bei voller Sonne unter Testbedingungen.
Wie viel Ihr Dach tatsächlich bringt, hängt vom Standort, von der Ausrichtung und von der Neigung ab. Für den Jahresertrag ist nach Angaben des Fraunhofer ISE eine Ausrichtung nach Süden mit etwa 30 Grad Neigung am günstigsten. Auch Schatten spielt eine große Rolle, siehe Verschattung.
Kann man ein Solarpanel in die Steckdose stecken?
Ein Solarpanel allein lässt sich nicht in die Steckdose stecken. Es liefert Gleichstrom, das Hausnetz arbeitet mit Wechselstrom. Dazwischen gehört immer ein Wechselrichter.
Möglich ist das mit einem Balkonkraftwerk, auch Steckersolargerät genannt. Es besteht aus einem oder mehreren Solarpanels und einem kleinen Wechselrichter, der den Strom passend für das Hausnetz umwandelt. Was bei Kauf und Anmeldung zu beachten ist, steht in den Beiträgen Balkonkraftwerk kaufen und Balkonkraftwerk anmelden.
Für Wohnmobil, Boot oder Gartenhaus ohne Netzanschluss gibt es eine dritte Lösung. Dort lädt das Panel über einen Laderegler eine Batterie. Fachleute sprechen von einer Inselanlage.
Woran erkennen Sie ein gutes Solarpanel?
Ein gutes Solarpanel erkennen Sie am Datenblatt, nicht am Markennamen. Vier Angaben sagen fast alles: Wirkungsgrad, Verhalten bei Wärme, Garantien und die Prüfung nach Norm. Ein Blick darauf lohnt sich bei jedem Angebot.
- Wirkungsgrad: Je höher, desto mehr Strom je Quadratmeter Dach. Wichtig bei kleinen Dächern.
- Temperaturkoeffizient: Er zeigt, wie stark die Leistung bei Hitze sinkt. Je näher an null, desto besser.
- Leistungstoleranz: Sie sollte nur nach oben gehen, das Modul also nie weniger leisten als angegeben.
- Produktgarantie und Leistungsgarantie: Die eine deckt Fehler am Modul, die andere sichert eine Mindestleistung über viele Jahre zu.
- Prüfung nach IEC 61215: Die Norm legt fest, welche Tests ein Modul für den Langzeitbetrieb im Freien bestehen muss.
Die Prüfung nach IEC 61215 ist eine Mindestanforderung, kein Gütesiegel. Die Norm stellt selbst klar, dass ihre Prüfergebnisse keine Vorhersage der Lebensdauer sind. Sie zeigt nur, dass die Bauart grundsätzlich für Jahrzehnte im Freien taugt.
Fragen Sie beim Hersteller der Garantie genau hin. Eine lange Garantie hilft nur, wenn das Unternehmen in vielen Jahren noch erreichbar ist und einen Ansprechpartner in Europa hat. Wer Wert auf heimische Fertigung legt, findet eine Übersicht im Beitrag zu deutschen Solarmodulen.
Vergleichen Sie Angebote über den Preis je Kilowatt-Peak der fertigen Anlage und nicht über den Preis je Modul. Das Panel selbst ist nur ein Teil der Rechnung, dazu kommen Wechselrichter, Gestell, Kabel und Montage. Die Posten im Einzelnen zeigt der Beitrag zu den Photovoltaik-Kosten, die laufenden Vergütungssätze stehen unter Einspeisevergütung.
Wie lange hält ein Solarpanel?
Ein Solarpanel hält im Regelfall 25 bis 30 Jahre. Diesen Wert nennt das Umweltbundesamt. Viele Module werden nach seinen Angaben mit 30 Jahren Leistungsgarantie verkauft.
Über die Jahre lässt die Leistung langsam nach. Fachleute nennen das Degradation. Das Fraunhofer ISE rechnet in seinen Kalkulationen mit einem Rückgang des Ertrags von 0,5 Prozent im Jahr. Nach 25 Jahren liefert ein Panel damit noch rund 88 Prozent seines anfänglichen Ertrags (eigene Rechnung).
Viel Pflege braucht ein Solarpanel nicht. Auf geneigten Dächern spült der Regen den meisten Schmutz ab. Eine Reinigung lohnt sich nur bei hartnäckigem Belag, etwa durch Vogelkot, Laub oder Staub aus der Landwirtschaft. Wann sie sinnvoll ist, erklärt der Beitrag zur Solarreinigung.
Sinnvoll ist ein regelmäßiger Blick auf die Erträge. Fällt ein Strang plötzlich ab, steckt oft ein Defekt oder neuer Schatten dahinter. Ein typischer Schaden ist der Hot Spot, eine überhitzte Stelle im Modul. Was zur Kontrolle gehört, steht im Beitrag zur Wartung der Solaranlage.
Wie umweltfreundlich ist ein Solarpanel?
Ein Solarpanel erzeugt im Betrieb Strom ohne Abgase, seine Umweltlast entsteht fast ganz bei der Herstellung. Nach Angaben des Umweltbundesamts hat eine Photovoltaikanlage ohne Batteriespeicher die dafür nötige Energie in Deutschland nach durchschnittlich ein bis zwei Jahren wieder erzeugt.
Auf 30 Jahre Nutzung gerechnet entstehen bei monokristallinen Modulen laut Umweltbundesamt 43 bis 63 Gramm CO₂-Äquivalent je Kilowattstunde. Jede Kilowattstunde Solarstrom vermeidet nach derselben Quelle unter dem Strich rund 690 Gramm. Mehr dazu im Beitrag zur CO₂-Bilanz von Photovoltaikanlagen.
Solarmodule fallen unter das Elektro- und Elektronikgerätegesetz. Als Privatperson können Sie ausgediente Module nach Angaben des Umweltbundesamts kostenfrei bei einer kommunalen Sammelstelle abgeben, zum Beispiel am Wertstoffhof. In den Hausmüll gehören sie nicht: Die Lötstellen kristalliner Module können geringe Mengen Blei enthalten.
Weil ein Panel zu rund zwei Dritteln aus Glas und zu einem weiteren guten Zehntel aus Aluminium besteht, lässt sich der größte Teil des Materials wiederverwerten.
Häufige Fragen zum Solarpanel
Wie viel Watt sollte ein Solarpanel haben?
Für das Hausdach sind rund 400 bis 500 Watt je Modul üblich. Wichtiger als die Wattzahl ist der Wirkungsgrad, denn er bestimmt, wie viel Strom Sie aus jedem Quadratmeter Dach holen. Neue Module aus kristallinem Silizium erreichen nach Angaben des Fraunhofer ISE knapp 23 Prozent, das sind 230 Watt je Quadratmeter.
Was bringt ein 400-Watt-Solarmodul pro Stunde?
Höchstens 0,4 Kilowattstunden, und das nur bei voller Sonne unter Testbedingungen. Über das Jahr erzeugt ein 400-Watt-Modul auf einem deutschen Dach im Durchschnitt rund 368 Kilowattstunden, also etwa 1 Kilowattstunde am Tag (eigene Rechnung mit 920 kWh je kWp nach Fraunhofer ISE).
Kann ich ein Solarpanel einfach in die Steckdose stecken?
Nein, ein Solarpanel allein nicht. Es liefert Gleichstrom, das Hausnetz arbeitet mit Wechselstrom. Dazwischen gehört ein Wechselrichter. Ein Balkonkraftwerk bringt diesen Wechselrichter mit und ist für den Anschluss an das Hausnetz gebaut.
Was sind die besten Solarmodule?
Ein bestes Solarmodul für alle gibt es nicht. Für das Hausdach sind monokristalline Module mit hohem Wirkungsgrad die erste Wahl. Vergleichen Sie im Datenblatt Wirkungsgrad, Temperaturkoeffizient, Leistungstoleranz und Garantien, und achten Sie auf die Prüfung nach IEC 61215.
Was ist der Unterschied zwischen Solarpanel und Solarmodul?
Es gibt keinen. Solarpanel, Solarpaneel, Solarmodul und Photovoltaikmodul bezeichnen dasselbe Bauteil. Etwas anderes ist der Solarkollektor: Er gehört zur Solarthermie und erzeugt Wärme statt Strom.
Wie schwer ist ein Solarpanel?
Ein Solarmodul wiegt nach Angaben des Fraunhofer ISE etwa 11,6 kg je Quadratmeter. Ein Panel mit knapp 2 Quadratmetern kommt damit auf rund 23 kg (eigene Rechnung). Rund zwei Drittel des Gewichts entfallen auf das Glas.
Wie lange hält ein Solarpanel?
Im Regelfall 25 bis 30 Jahre, so das Umweltbundesamt. Viele Module werden mit 30 Jahren Leistungsgarantie verkauft. Die Leistung lässt über die Jahre langsam nach, das Fraunhofer ISE rechnet mit einem Rückgang des Ertrags von 0,5 Prozent im Jahr.
Muss man ein Solarpanel reinigen?
Meist nicht. Auf geneigten Dächern spült der Regen den meisten Schmutz ab. Eine Reinigung lohnt sich nur bei hartnäckigem Belag, etwa durch Vogelkot, Laub oder Staub aus der Landwirtschaft.
Wie wird ein altes Solarpanel entsorgt?
Solarmodule fallen unter das Elektro- und Elektronikgerätegesetz. Privatpersonen können ausgediente Module nach Angaben des Umweltbundesamts kostenfrei bei einer kommunalen Sammelstelle abgeben, zum Beispiel am Wertstoffhof. In den Hausmüll gehören sie nicht.
Wie umweltfreundlich ist ein Solarpanel?
Die Energie für seine Herstellung hat ein Solarpanel in Deutschland nach durchschnittlich ein bis zwei Jahren wieder erzeugt. Auf 30 Jahre gerechnet entstehen bei monokristallinen Modulen laut Umweltbundesamt 43 bis 63 Gramm CO₂-Äquivalent je Kilowattstunde.
Fazit
Ein Solarpanel ist ausgereifte Technik: Glas, Silizium und Aluminium, keine beweglichen Teile, eine Lebensdauer von Jahrzehnten. Für das Hausdach sind monokristalline Module mit hohem Wirkungsgrad die richtige Wahl.
Schauen Sie beim Kauf auf das Datenblatt und die Garantien statt auf den Stückpreis, und vergleichen Sie mehrere Angebote für die fertige Anlage. Eine erste Planung für Ihr Dach liefert der Photovoltaik-Konfigurator.
Quellen und Methodik
Wirkungsgrad, Leistung je Quadratmeter, mittlerer Ertrag und die Annahme zur Degradation stammen aus den Fakten zur Photovoltaik des Fraunhofer ISE, Gewichtsanteile und Angaben zu den Bauarten aus dessen Photovoltaics Report. Lebensdauer, Klimabilanz und Entsorgung beruhen auf Angaben des Umweltbundesamts. Leistung, Gewicht und Ertrag einzelner Module sind eigene Rechnungen aus diesen Werten. Solar.red hat keine Module gemessen.
- Fraunhofer ISE: Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland - Wirkungsgrad, Leistung je Quadratmeter, mittlerer Ertrag, Ausrichtung, Degradation
- Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report - Zusammensetzung und Gewicht der Module, Anteile der Bauarten, Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen
- Umweltbundesamt: Photovoltaik - Lebensdauer, energetische Amortisation, Treibhausgase, Entsorgung
- DIN Media: DIN EN IEC 61215-1, Terrestrische Photovoltaik-Module - Bauarteignung und Prüfanforderungen
Hinweis: Dieser Beitrag dient der unabhängigen Information und ersetzt keine Planung durch einen Fachbetrieb. Die Erträge sind Durchschnittswerte, der tatsächliche Ertrag hängt von Standort, Dach und Wetter ab. Maßgeblich sind die Datenblätter der angebotenen Module. Solar.red steht in keiner Verbindung zu den genannten Einrichtungen. Über die Anzeigen auf dieser Seite werden Anfragen an Fachbetriebe vermittelt, dafür erhält Solar.red eine Vergütung.
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