Halbzellenmodule

Halbzellenmodule - Leistungsstarke Photovoltaikmodule

Neue Modultechnologie für maximalen Leistungen und Solarerträge

Halbzellenmodule setzen sich zunehmend auf dem Photovoltaikmarkt durch und immer häufiger sieht man diese leistungsstarken Photovoltaikmodule auf den Dächern. Kein Wunder, besitzen sie gewisse technische Vorteile und liefern zudem bei gleicher Modulgröße höhere Solarerträge als herkömmliche Module mit Vollzellen. Als Hausbesitzer mit begrenzter Dachfläche holt man damit den maximalen Ertrag heraus und die geringen Mehrkosten machen sich sehr schnell bezahlt.

Was ist ein Halbzellenmodul?

Halbzellenmodule unterscheiden sich optisch nur sehr wenig von Standardmodulen. Statt mit 60 Vollzellen werden diese Module mit 120 Halbzellen bestückt. Die quadratische Standard-Solarzelle wird nach der Produktion in zwei Hälften geschnitten, was technische und physikalische Vorteile liefert und eine höhere Modulleistung. Eine weitere Unterscheid liegt auch darin, dass das Halbzellenmodul in zwei „Zwillingshälften“ aufgeteilt wird und die beiden Hälften in der Mitte parallel geschaltet werden. Dadurch entstehen im Modul zwei unabhängige Stromlaufpfade.

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Warum haben Halbzellenmodule höhere Modulleistungen und liefern höhere Solarerträge?

Halbzellenmodule liefern höhere Jahreserträge

  • weil sie geringere Leistungsverluste als Vollzellen haben,
  • wegen geringerer Beeinflussung bei Teilverschattungen und
  • weil sie einen höheren Modulwirkungsgrad besitzen

Halbzellenmodule besitzen bei gleichen Ausgangsmaterialien höhere Spitzenleistungen als 60-Zellige Standardmodule. Das Fraunhofer ISE hat in Vergleichstests festgestellt, dass mit der gleichen Eingangszelle die Halbzellentechnologie durchschnittlich 2 - 3% mehr Modulleistung erzielt werden kann.

Durch das Teilen der Solarzelle halbiert man die Spannung [U] einer typischen Vollrzelle (156 mm x 156 mm)  von 0,5 V auf 0,25 V und damit auch den Strom [I]. Wenn sich er Strom in der Zelle halbiert, dann halbiert er sich auch in den Drähten, die sie miteinander verbinden, weshalb einen kleinerer Querschnitt ausreicht. Das führt wiederrum zu einer geringeren Verschattung der Zelle.
Da sich der Leistungsverlust [PV] aus dem Produkt des elektrischen Leitungswiderstandes [R] und der Stromstärke [I] zum Quadrat berechnet, sinken die Leistungsverluste bei gleichbleibenden Widerstand in einem Halbzellenmodul. Weniger Leistungsverluste erhöhen den Wirkungsgrad des Halbzellenmoduls und es werden höhere Solarerträge erzielt. Ein einfacher Trick mit großer Wirkung.

PV = R x I2

Höhere Leistung bei Teilverschattung

Ein weitere Trick liegt auch darin, dass man den Querverbinder statt an der Oberseite in die Mitte des Moduls verlegt und die zwei Modulhälften mit jeweils 60 Halbzellen dort parallel verschaltet. Dadurch entstehen im Halbzellenmodul zwei unabhängige Stromlaufpfade mit kürzen Wegen zum Querverbinder.
Durch diese Aufteilung und Parallelverschaltung erreicht man eine geringe Auswirkung bei Teilverschattungen des Moduls. Eine Teilverschattung der unteren Zellreihen wirkt sich bei senkrecht montierten Halbzellenmodulen weniger stark aus als bei Vollzellenmodulen. Liegt eine Verschattung, beispielsweis durch abtauenden Schnee der unteren Zellreihe vor, produziert durch diese Aufteilung, der obere Modulteil weiterhin bis zu 50% der Leistung.


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