Polykristallin vs. Monokristallin, eine Frage des Geschmacks?

Monokristallines und Polykristallines Modul

Eine sehr oft gestellte Frage an uns lautet: "Was empfehlen Sie uns, Polykristallin oder doch lieber Monokristallin?"

Nun, eine Frage an der sich die Geister scheiden! Neben dem persönlichen Geschmack, in Sachen Farben und Design, spielt hier der Wirkungsgrad und natürlich das Budget eine sehr entscheidende Rolle.

Was unterscheidet Polykristalline und Monokristalline Solarzellen?

Als erstes schauen wir uns einmal die verschiedenen Zellen im Detail an:

Wie Sie sehen, unterscheiden sich beide Solarzellen sowohl von der Form als auch von der Farbe voneinander.

Monokristalline Zellen werden aus Wafern (einkristalline Siliziumscheiben) hergestellt, wie sie auch für die Halbleiterherstellung verwendet werden. Die Zelle ist von der Farbgebung eher dunkel, hier geht das Farbspektrum von Dunkelblau bis hin zu tiefem schwarz und sind relativ teuer.

Polykristalline Zellen bestehen aus Scheiben, die nicht überall die gleiche Kristallorientierung aufweisen. Sie können z. B. durch Gießverfahren hergestellt werden und sind preiswerter und am meisten verbreitet. Bei der Polykristallinen Solarzelle ist eine wesentlich hellere Färbung von Königsblau bis hin zu Ultramarin typisch. Auch die "Kristall-Zeichnung", also die Abgrenzung der einzelnen Siliziumkristallen ist hier sehr deutlich zu sehen.

Die Form der Zellen ist ebenfalls unterschiedlich. Monokristalline Zellen sind eine Mischung aus Oktagon und Quadrat wobei es hier auch Zellen gibt, die nur an einer Seite zwei abgeflachte Ecken haben. Bei den Polykristalline Zellen ist es in der Regel eine quadratische Zelle.

Sowohl die Polykristalline als auch die Monokristalline Solarzelle liefert etwa eine Spannung von 0,5V (Volt), und ihre Leistung liegt hierbei in der Regel zwischen 4,5 - 6Wp (Watt Peak). In den meisten Photovoltaikmodulen sind 60 Zellen im Verbund in Reihe zusammengeschaltet und erzeugen so eine Modulspannung von rund 30V und Leistungen von rund 270Wp bis hin zu 400Wp

Grundsätzlich ist festzuhalten, dass Monokristalline Zellen oder Solarmodule bei der gleichen Fläche mehr Strom als Polykristalline Photovoltaikmodule liefern.

Alles eine Frage des Wirkungsgrades

Bei Polykristallinen Photovoltaikmodulen liegt der Wirkungsgrad je nach Hersteller zwischen 15% und 18%. Monokristalline Photovoltaikmodule liegen hier mit einem Wirkungsgrad zwischen 19% und 23% deutlich über den der Polykristallinen, jedoch sind die Herstellungskosten, durch einen aufwendigeren Herstellungsprozess, bei den Monozellen höher als bei den Polyzellen.

Dieses schlägt sich am Ende auch auf den Preis der kompletten Anlage wieder. Die Kosten liegen bei den Monokristallinen Solarmodulen zwischen 10-20% höher als bei den Polykristallinen Modulen. Dafür ist der Ertrag eines Monokristallinen Modules höher als bei den Polykristallinen Modulen. Bei beiden Modultypen ist eine Amortisierung zwischen 8-12 Jahren möglich, wobei über die komplette Lebenszeit des Moduls der Ertrag eines Monokristallinen Moduls höher ausfällt.

In Bezug auf die Leistung bei idealen sowie weniger guten Bedingungen (bspw. Bewölkung) streiten sich die Experten, nahezu jedes Portal trifft zu dieser Thematik unterschiedliche Aussagen, welches Modul am Ende das "bessere" ist; das liegt daran, dass diverse Faktoren bei der Messung eine Rolle spielen und Einfluss auf das Messergebnis ausüben.

Welches Photovoltaikmodul ist denn nun das Bessere?

Um der Beantwortung nachzugehen haben wir eine kleine Testreihe durchgeführt, wie sich die Module bei Regen oder schlechter Witterung verhalten, hierbei ist festzuhalten, dass hier die Monokristallinen Module leicht besser abschneiden. Der gelieferten Strom ist hier sehr schwach höher (Milliamperebereich). Auf der anderen Seite ist da jedoch der Temperaturfaktor. Sie kennen das sicher den Temperaturunterschied zwischen einer weißen und einer schwarzen Oberfläche, die in der Sonne steht. Analog dazu erreicht ein dunkles Solarmodul oder Solarpanel höhere Temperatur als ein helles polykristallines Solarmodul. Je heißer das Solarmodul wird, desto weniger Spannung erzeugt dieses (bei 60° C Modultemperatur schon erheblich weniger als die Idealwerte), sie stehen also gegen die Mehrleistung bei schlechten Witterungen - wie Sie sehen, ist diese Frage nicht einfach zu beantworten.

Um es etwas zu vereinfachen: Auf dem Solarmodul steht auf dem Typenschild 320Wp, so wird dieses Modul unter idealen Bedingungen auch 320Wp Leistung erzeugen! Bei einem polykristallinem Solarmodul wird die Leistung aber ein wenig höher sein, als das des monokristallinen Solarmoduls.

Ein weiterer Faktor ist der Leistungsverlust. Ein Polykristallines Solarmodul verliert über seine komplette Lebenszeit weniger Leistung pro Jahr circa  0,2 - 0,4%. Die Monokristallinen Module verlieren pro jahr zwischen 0,3 und 0,5% an Leistungsfähigkeit,

Die letzte Unterscheidung betrifft den Preis: polykristalline Solarmodule sind wie weiter Oben schon erwähnt:

  1. Ist die Herstellung weniger aufwendig
  2. Ist die weltweite Nachfrage nach Monokristallinen Photovoltaik Modulen höher

Diese Umstände sorgen dafür das die Polykristallinen Module günstiger sind als die Monokristallinen.

Unser Fazit

Aufgrund Ihres höheren Wirkungsgrades brauchen monokristalline Module weniger Dachfläche für die Erzeugung einer vergleichbaren Strommenge. Ist nur eine begrenzte Dachfläche zur Verfügung, empfiehlt sich daher die Wahl von monokristallinen Photovoltaikmodulen. Trotz des höheren Modulpreises sind monokristalline Module hier sinnvoll. Denn mit jeder zusätzlichen selbsterzeugten Kilowattstunde (kWh) erhöhen Sie Ihren Eigenverbrauch und reduzieren Ihre Stromkosten deutlich. Dies kompensiert langfristig den erhöhten Anschaffungspreis.

Bei großen Dachflächen oder Freilandanlagen ist die polykristalline Technik sinnvoller. Hier ist in der Regel mehr Fläche verfügbar als auf einem Dach eines Einfamilienhauses. So können durch eine höhere Anzahl von Polykristallinen Modulen, Leistungsunterschiede gegenüber den Monokristallinen Modulen ausgeglichen werden.

Letzten Endes spielen noch die Optik der Module eine Rolle. Je nachdem ob einem blau oder schwarz besser gefällt. Diese Entscheidung wird gegebenenfalls auch durch die bestehende Farbe der Dacheindeckung beeinflusst. Also nicht nur eine Frage des Geschmacks!

 

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