Bifaziale Solarmodule: Vor- & Nachteile

Bifaziale Solarmodule sind ein Schritt der Weiterentwicklung im Photovoltaik-Sektor. Der Unterschied liegt darin, dass sie im Gegensatz zu herkömmlichen Modulen sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite Sonnenlicht in Strom umwandeln können. Ganz neu ist diese Technik nicht: Schon seit den 1960er Jahren gibt es bifaziale Solarmodule, wobei sie seit Mitte der 1970er Jahre in der Weltraumforschung eingesetzt werden. Mit Beginn der 2000er Jahre finden sie vermehrt Verwendung als Bauteile von Wänden. Der größte Vorteil liegt in der gesteigerten Effizienz. Dennoch ergeben sich auch eine Reihe von Nachteilen. Wir erklären Ihnen, was es genau mit den Solarmodulen auf sich hat, wann man davon profitieren kann und wo die Risiken bei der Verwendung liegen.

Was bedeutet bifazial und was sind bifaziale Solarmodule

Der Begriff „bifazial“ kann mit dem Wort „zweiseitig“ übersetzt werden. Es wird aus den lateinischen Wörtern „bi“ („zwei“, „doppelt“) und „facies“ („Gesicht“) zusammengesetzt.  In der Solartechnik bzw. auf Solarmodule übertragen bedeutet bifazial, dass die Module zweiseitig Ertrag bringen. Ausschlaggebend ist hier das Design des Rückseitenkontaktes der Solarzelle. Die Modifizierung dieser Kontakte ermöglicht das Eindringen der Photonen auf der Rückseite der Zelle.

Bei bifazialen Solarmodulen produziert also nicht nur die Vorderseite, sondern auch die Rückseite Strom. Im Vergleich zu gewöhnlichen Modulen lässt sich damit bei gleicher Fläche mehr Strom erzeugen. Diese Technik ist gerade für PV-Anlagenbetreiber, die ihre Anlage mit einem Speicher kombinieren, ideal.

Ein weiterer wichtiger Faktor in Bezug auf die Effizienz ist der Wirkungsgrad der Zellrückseite. Die dort vorhandenen PERC-Zellen (Passivated Emitter and Rear Cell) leisten in der Regel 60 bis 70 Prozent der Vorderseite. Sogenannte n-Typ Halbleiter schaffen bis zu 95 Prozent.

Insgesamt bringen bifaziale Solarmodule einen Mehrertrag von bis zu 25  Prozent. Wie hoch der Stromertrag aber wirklich ist, hängt nicht nur von den Moduleigenschaften ab, sondern auch davon, wie viel Licht direkt oder reflektiert auf die Rückseite trifft. Das wiederum hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Dazu zählen unter anderem:

• Art der Montage
• Lichtverhältnisse
• Umgebung der PV-Anlage (Reflexionsvermögen des Untergrunds)
• Abstand zum Untergrund
   

Material und Konstruktion von bifazialen Solarmodulen

In der Regel sind bifaziale Solarmodule sogenannte „Glas-Glas-Module“. Dabei befinden sich die Zellen zwischen zwei transparenten Schichten aus Solarglas. Durch diese Konstruktionsweise sind beide Seiten der Module in gleichem Maß vor widrigen Umwelteinflüssen geschützt.

Nachteile von bifazialen Solarmodulen

Trotz der zahlreichen Vorteile in Bezug auf die Effizienz bifazialer Solarmodule, sollte man auch die Nachteile kennen:

• Damit sie effektiv sind, müssen immer beide Seiten der Module von der Sonne beschienen werden. Im Idealfall reflektiert zusätzlich der Untergrund das Licht. Typische Montagearten, beispielsweise die klassische Dachmontage auf einem Satteldach, sind daher oft ungünstig.
• Die Montage selbst ist ebenfalls komplexer. Bifaziale Module sollten so montiert werden, dass Vorder- und Rückseite genug Licht erhalten, damit sie einen maximalen Ertrag erzielen können.
• Aus diesem Grund ist manchmal eine spezielle Unterkonstruktion bzw. ein besonderes Montagesystem erforderlich. Je nach Standort werden die Module nämlich idealerweise entweder aufgeständert oder sie stehen senkrecht.
• Die Kosten der zweiseitigen Module sind im Vergleich zu Standardmodellen höher. Das bezieht sich in den meisten Fällen sowohl auf die Anschaffungskosten als auch auf die Montagekosten. Auch im Betrieb sind leicht erhöhte Kosten zu erwarten, da die Module beidseitig zu reinigen sind. Nur so bringen sie den bestmöglichen Ertrag. 
   

Wann sind bifaziale Module sinnvoll?

Bifaziale Module sind vor allem dann sinnvoll, wenn die Stromerzeugung durch Standardmodelle nicht ausreicht bzw. wenn man mit einem entsprechenden Speicher ausgerüstet ist und einen eventuellen Überschuss auf diese Weise zwischenspeichern kann. 

Ästhetische Aspekte spielen ebenfalls eine Rolle: Durch ihre Opazität können bifaziale Module auch optisch ansprechender sein, zum Beispiel wenn sie für Überdachungen eingesetzt werden sollen.