Was sind bifaziale Module? Vollständig erklärt

Solarenergie ist eine der effizientesten und nachhaltigsten Methoden zur Stromerzeugung. Bifaziale Module stellen eine revolutionäre Weiterentwicklung herkömmlicher Solarmodule dar, da sie Sonnenlicht von beiden Seiten aufnehmen können. Doch wie genau funktionieren sie, welche Vor- und Nachteile haben sie, und wo sind sie am besten einsetzbar? In diesem Artikel beantworten wir diese Fragen umfassend und gehen noch weiter ins Detail, um Ihnen ein fundiertes Verständnis dieser innovativen Technologie zu vermitteln.

Was sind bifaziale Module?

Bifaziale PV-Module sind spezielle Solarmodule, die sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite Sonnenstrahlung nutzen können. Im Gegensatz zu herkömmlichen monofazialen Modulen, die nur eine Seite zur Stromerzeugung verwenden, erfassen bifaziale Module auch reflektiertes oder diffuses Licht, das von der Rückseite auf das Panel trifft.

Technische Merkmale:

• Doppelseitige Solarzellen: Meist aus monokristallinem Silizium gefertigt, ermöglichen sie eine höhere Lichtausbeute durch beidseitige Energieerzeugung.

• Glas-Glas- oder Glas-Folie-Konstruktion: Diese Bauweise sorgt für erhöhte Stabilität, Witterungsbeständigkeit und eine längere Lebensdauer der Module.

• Höhere Energieausbeute: Durch die Nutzung der Rückseitenstrahlung können bis zu 30% mehr Energie erzeugt werden als bei monofazialen Modulen.

• Effizienzsteigerung durch optimierte Lichtreflexion: Die Rückseite nutzt reflektiertes oder diffuses Licht, was besonders bei hellen oder reflektierenden Untergründen vorteilhaft ist.

• Wetter- und UV-beständige Oberflächenbeschichtung: Die speziellen Materialien schützen vor Umwelteinflüssen wie Hagel, Feuchtigkeit und starker UV-Strahlung, wodurch die Module langlebiger werden.

• Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Installationsorte: Durch die Möglichkeit, sowohl direkte als auch indirekte Strahlung zu nutzen, sind bifaziale Module vielseitig einsetzbar und eignen sich für verschiedene Montagesysteme.

Wie funktionieren bifaziale Module?

Der Hauptunterschied zwischen bifazialen und herkömmlichen Solarmodulen liegt in der Fähigkeit, Sonnenstrahlung von beiden Seiten zu absorbieren. Diese Funktionsweise basiert auf mehreren Faktoren, die entscheidend für ihre höhere Effizienz und ihren erweiterten Einsatzbereich sind:

1. Direkte Einstrahlung: Die Vorderseite des Moduls absorbiert das direkte Sonnenlicht, genau wie monofaziale Module. Dies ist die primäre Energiequelle, auf der die meisten Solarmodule basieren.

2. Reflektierte Strahlung: Die Rückseite des Moduls kann zusätzliches Licht aufnehmen, das von reflektierenden Oberflächen wie Beton, Sand, Wasser oder schneebedeckten Flächen zurückgeworfen wird. Dies ermöglicht eine deutlich gesteigerte Energieproduktion, besonders in Regionen mit hoher Reflexionsrate.

3. Diffuses Licht: Auch Licht, das von Wolken gestreut oder von anderen Objekten in der Umgebung reflektiert wird, kann genutzt werden. Dies bedeutet, dass bifaziale Module auch an bewölkten Tagen oder in schattigen Bereichen effizienter arbeiten können als traditionelle Module.

4. Optimale Neigungswinkel: Eine strategisch gewählte Neigung verbessert die Lichtaufnahme und sorgt für eine bestmögliche Nutzung der beidseitigen Strahlung. Besonders bei erhöhten Installationen, wie auf Gestellen oder in Freiflächenanlagen, kann dies die Energieausbeute erheblich steigern.

5. Verwendung von transparenten oder halbtransparenten Rückseitenfolien: Diese speziellen Materialien sorgen dafür, dass Licht, das durch das Modul dringt, auf die Solarzellen auf der Rückseite gelenkt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass so viel Licht wie möglich genutzt wird.

6. Montagehöhe und Bodenbeschaffenheit: Bifaziale Module funktionieren am besten, wenn sie über reflektierenden Flächen wie weißen Dächern, hellen Betonflächen oder Sand installiert werden. Eine erhöhte Montagehöhe verbessert den Lichteinfall auf die Rückseite, wodurch der Gesamtertrag steigt.

7. Zusätzliche Nachführsysteme: In einigen Installationen werden bifaziale Module mit Solartracking-Systemen kombiniert, die das Modul je nach Sonnenstand ausrichten. Dies maximiert die Effizienz beider Seiten und steigert den Energieertrag weiter.

Dank dieser besonderen Eigenschaften haben bifaziale Module eine signifikant höhere Energieausbeute als herkömmliche Solarmodule, da sie nicht nur das direkte Sonnenlicht, sondern auch das reflektierte und diffuse Licht nutzen können. Dies macht sie zu einer besonders attraktiven Option für industrielle, kommerzielle und private Anwendungen, insbesondere in Regionen mit hohem Reflexionsvermögen oder begrenztem Platzangebot.

Vorteile und Nachteile von bifazialen Modulen

Vorteile:

• Höhere Energieausbeute: Im Vergleich zu monofazialen Modulen kann der Energieertrag um bis zu 30% gesteigert werden.

• Effizientere Flächennutzung: Besonders in begrenzten Räumen können bifaziale Module mehr Strom auf derselben Fläche produzieren.

• Langlebigkeit: Durch die robuste Glas-Glas-Bauweise sind sie widerstandsfähiger gegenüber Umwelteinflüssen.

• Bessere Leistung bei diffusem Licht: Auch bei bewölktem Himmel oder in schneereichen Regionen arbeiten sie effizienter als herkömmliche Module.

• Flexiblere Installationsmöglichkeiten: Geeignet für verschiedene Umgebungen und Anwendungen.

• Geringere Temperaturverluste: Die doppelseitige Konstruktion hilft, Überhitzung zu vermeiden und die Effizienz konstant zu halten.

Nachteile:

• Höhere Kosten: Bifaziale Module sind in der Anschaffung teurer als monofaziale Modelle.

• Nicht jede Oberfläche ist geeignet: Ihre Effizienz hängt stark davon ab, wie gut das reflektierte Licht auf die Rückseite trifft.

• Aufwendigere Montage: Da die Rückseite freigehalten werden muss, sind spezielle Montagesysteme erforderlich.

• Erhöhter Reinigungsaufwand: Da beide Seiten sauber gehalten werden müssen, um maximale Effizienz zu gewährleisten.

Welche Orte sind für die Installation geeignet?

Um die maximale Leistung aus bifazialen Modulen herauszuholen, sollten sie an Orten mit hohem Reflexionsvermögen installiert werden. Dazu gehören:

• Dachflächen mit reflektierenden Untergründen (z. B. weiße oder helle Dächer)

• Freiflächenanlagen auf Schnee- oder Sandböden

• Industrieanlagen mit Beton- oder Metallflächen

• Gewächshäuser oder Carports, wo Lichtdurchlässigkeit eine Rolle spielt

• Flachdächer mit optimaler Neigung, um beide Seiten effizient zu nutzen

Eignen sich bifaziale Module für Balkonkraftwerke?

Grundsätzlich ja – bifaziale Module können auch bei Balkonkraftwerken eine höhere Energieausbeute liefern, vorausgesetzt, die Installationsbedingungen sind dafür geeignet. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz, wenn das Modul so montiert wird, dass Licht auch von der Rückseite reflektiert werden kann. Dies ist zum Beispiel bei einer Balkonbrüstung aus hellem Stein, einer weißen Wand oder einer reflektierenden Bodenfläche der Fall. Wichtig ist zudem, dass die Rückseite nicht vollständig verdeckt ist, sondern frei „atmen“ und Licht aufnehmen kann.

Wenn Sie bereits über bifaziale Module verfügen, können Sie auch in ein Batteriespeichersystem investieren, um die von bifazialen Modulen erzeugten Punkte zu speichern und so Ihren Stromverbrauch zu optimieren.