Back-Contact-TechnologieNeue Solarmodule: Mehr Leistung auf gleicher Fläche
ntv bei Google bevorzugenBalkonkraftwerke werden leistungsfähiger, ohne dabei zwangsläufig größer zu werden. Neue Back-Contact-Solarmodule holen mehr Leistung aus der vorhandenen Fläche. Was steckt hinter der Technik?
Solarmodule, Wechselrichter und Anschlusskabel reichen grundsätzlich aus, um Strom auf Balkon, Terrasse, Garage oder im Garten zu produzieren und direkt im Haushalt zu verbrauchen. Die Verbraucherzentrale spricht bei aktuellen Standardmodulen von typischerweise 450 bis 480 Watt Leistung.
Doch nicht nur die Leistung der Module steigt. Auch die Zelltechnik entwickelt sich weiter. Ein Beispiel sind sogenannte Back-Contact-Module, bei denen die elektrischen Kontakte von der Vorderseite verschwinden. Das ermöglicht eine aufgeräumte Optik – entscheidender ist aber, dass mehr Fläche für die eigentliche Stromproduktion zur Verfügung steht.
Wie funktionieren Solarmodule beim Balkonkraftwerk?
Die Solarzellen eines Photovoltaikmoduls wandeln einfallendes Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Vereinfacht gesagt setzt das Licht im Halbleitermaterial elektrische Ladungsträger in Bewegung. Die Solarzellen liefern zunächst Gleichstrom, den der Wechselrichter anschließend in den im Haushalt benötigten Wechselstrom umwandelt. Der erzeugte Strom fließt über den Hausstromkreis direkt zu laufenden Verbrauchern und reduziert dadurch den Strombezug aus dem öffentlichen Netz.
Wie viel Leistung auf begrenzter Fläche entsteht, hängt unter anderem vom Wirkungsgrad des Moduls ab. Ein Modul mit 23 Prozent Wirkungsgrad wandelt unter standardisierten Testbedingungen einen größeren Anteil der auftreffenden Sonnenenergie in Strom um als eines mit beispielsweise 21 Prozent. Gerade am Balkon, wo häufig nur Platz für ein oder zwei Module vorhanden ist, kann eine hohe Flächeneffizienz deshalb besonders interessant sein.
Back Contact: Warum die neue Modultechnik effizienter ist
Bei klassischen Solarzellen sind auf der Vorderseite feine metallische Kontakte und Leiterbahnen zu erkennen. Sie sammeln den erzeugten Strom, verdecken dabei allerdings einen kleinen Teil der aktiven Oberfläche. Bei Zellkonzepten mit Rückseiten-Kontakten wandern Plus- und Minus-Verbindungen auf die sonnenabgewandte Seite. Dadurch entstehen auf der Vorderseite keine Abschattungsverluste durch das Kontaktgitter. Die HTW Berlin nennt neben der höheren nutzbaren Oberfläche auch ein homogeneres Erscheinungsbild als Vorteil dieser Bauweise.
Das Prinzip hat deshalb ein hohes Effizienzpotenzial. Bei dem Sunpro-Modul des Komplett-Sets Duo BC von Anbieter Kleines Kraftwerk liegt der ausgewiesene Modulwirkungsgrad bei 23,8 Prozent. Zum Vergleich: Die in vielen Sets verwendeten 500-Watt-TopCon-Module von JA Solar kommen auf 22,6 Prozent. Der Unterschied beträgt knapp einen Prozentpunkt. Das klingt zunächst wenig, kann auf begrenzter Fläche aber durchaus relevant sein.
Vor- und Nachteile der Back-Contact-Technik:
Mehr nutzbare Fläche: Keine Metallkontakte verschatten die Vorderseite.
Hoher Wirkungsgrad: Beim Sunpro-Modul sind es 23,8 Prozent.
Homogene Optik: Die Vorderseite kommt ohne sichtbare Leiterbahnen aus.
Aufwendigere Herstellung: Rückseitenkontaktierte Zellen benötigen komplexere Produktionsschritte und sind deshalb etwas teurer als konventionelle Zelltechnologien.
Kleines Kraftwerk Duo BC: 960 Wp auf vergleichsweise wenig Fläche
Das Duo (BC) von Kleines Kraftwerk kombiniert zwei dieser Sunpro-Back-Contact-Module mit jeweils 480 Wp. Zusammen stehen damit 960 Wp Modulleistung zur Verfügung. Der Hoymiles-Wechselrichter speist dann die maximal erlaubten 800 Watt in das Hausnetz ein. Zwei separate MPPT-Eingänge optimieren die Leistung der beiden Module unabhängig voneinander. Über die S-Miles-Home-App lässt sich die Produktion zudem komfortabel überwachen.
Interessant ist hier vor allem die Flächeneffizienz. Ein Sunpro-Modul misst rund 1,80 × 1,13 Meter und erreicht darauf 480 Wp. Zum Vergleich: Ein TopCon-Modul liefert auf ähnlicher Größe nur 460 Wp. Zusätzlich handelt es sich um ein bifaziales Glas-Glas-Modul: Trifft reflektiertes Licht auf die Rückseite, kann auch dieses zur Stromproduktion beitragen. Wie groß dieser Zusatznutzen ausfällt, hängt stark von Montageart, Abstand zum Untergrund und dessen Reflexionsvermögen ab.
Die Details:
Modulleistung: 2× 480 Wp, insgesamt 960 Wp
Modulwirkungsgrad: 23,8 Prozent
Technik: Back Contact, bifazial, Glas-Glas
Wechselrichter: Hoymiles HiFlow 800 Pro mit 800 Watt und 2 MPPT
Modulgröße: 1.800 × 1.134 × 30 mm, Gewicht 23,5 kg
Hinweis: Die Preise sind volatil und die Händler passen bisweilen auch die unverbindliche Preisempfehlung (UVP) an. Sollten sich die Preise von den hier angegebenen unterscheiden, haben die Händler sie nach Veröffentlichung des Artikels geändert.
Alternative: Solakon setzt auf 1.000 Wp und TOPCon
Eine klassisch aufgebaute Alternative ist das Solakon-1.000-Watt-Balkonkraftwerk, das bei Amazon erhältlich ist. Hier kommen zwei bifaziale JA-Solar-Module mit jeweils 500 Wp zum Einsatz. Sie basieren auf der TOPCon-Technologie und erreichen laut Anbieter einen Modulwirkungsgrad von immerhin 22,6 Prozent. Zusammen mit dem 800-Watt-Wechselrichter entsteht damit ebenfalls ein leistungsstark überbelegtes Balkonkraftwerk.
Die Module sind mit etwa 1,95 × 1,13 Metern allerdings größer als die 480-Wp-BC-Panels von Sunpro. Zwei Sunpro-Module benötigen zusammen rund 4,08 Quadratmeter Fläche, die beiden 500-Watt-Module von JA Solar etwa 4,43 Quadratmeter. Das Solakon-Set bietet vier Prozent mehr nominelle Gesamtleistung, benötigt dafür aber knapp acht Prozent mehr Modulfläche.
Fazit: Back Contact spielt seine Stärke auf wenig Fläche aus
Klar ist: Back-Contact-Module revolutionieren Balkonkraftwerke nicht, verbessern aber mit der Leistung pro verfügbarer Fläche eine wichtige Kennzahl. Das Sunpro-Modul im Duo BC erreicht mit 23,8 Prozent einen sehr hohen Modulwirkungsgrad und kommt bei 480 Wp mit vergleichsweise kompakten Abmessungen aus. Gerade auf Balkonen und anderen begrenzten Montageflächen ist das ein handfester Vorteil.
Wer ausreichend Platz besitzt, bekommt allerdings auch mit modernen TOPCon-Modulen hohe Leistungen. Das Solakon-Set erreicht beispielsweise 1.000 Wp und kostet die höhere Gesamtleistung lediglich mit etwas größeren Modulen. Back Contact ist damit vor allem dort interessant, wo jeder Quadratzentimeter Solarfläche zählt – und weniger als pauschales Versprechen eines drastisch höheren Solarertrags.