Wirtschaftlichkeitsanalyse von Photovoltaikfassaden  

Inhaltsverzeichnis

  Abbildungsverzeichnis  4

Tabellenverzeichnis   6

  Nomenklatur  7

1.  Einleitung  9

2.  Stand der Kenntnisse  11

2.1  Photovoltaik.  11

2.2  Funktionen von Fassaden  22

2.3  Gebäudeintegrierte Photovoltaik  29

2.4  Planungs- und Entwurfsaspekte der PV-Gebäudeintegration  40

2.5  Internationale Kooperationen und Forschungen.  41

2.6  Die Wirtschaftlichkeit einer Fassade.  43

2.7  Förderung  51

2.8  Potenzialstudien.  56

3.  Grundlagen der Wirtschaftlichkeitsberechnung  63

3.1  Definition Wirtschaftlichkeit.  63

3.2  Investitionsrechnungsmethoden  63

3.3  Kapitalwertmethode  66

3.4  Annuitätenmethode.  68

3.5  Dynamische Amortisationsrechnung.  69

4.  Wirtschaftlichkeitsanalyse von Photovoltaikfassaden.  70

5.  Bewertung der Wirtschaftlichkeitsanalyse  77

6.  Fazit  80

  Literaturverzeichnis  82

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  Wirtschaftlichkeitsanalyse von Photovoltaikfassaden  

  Abbildungsverzeichnis  

  Abb. 2-1 : Herstellung der Siliziumscheiben, Quelle: WIRTSCHAFTSMINISTERIUM BADE-N  

  WÜRTTEMBERG 2006  

  Abb. 2-2 : Herstellung der Solarzellen, Quelle: WIRTSCHAFTSMINISTERIUM BADE-N  

  WÜRTTEMBERG 2006  

  Abb. 2-3: Der photovoltaische Effekt, Quelle: MOLTER 2005  

  Abb. 2-4: Aufbau einer Solarzelle, Quelle: MOLTER 2005.  

  Abb. 2-5: Strom- und Spannungskennlinie einer Solarzelle, Datenquelle: DER  

  SOLARSERVER 2006  

  Abb. 2-6: Maximum Power Point, Quelle: SEIFERT 2006  

  Abb. 2-7: amorphe, monokristalline und polykristalline Solarzelle, Quelle: DIE  

  LANDESREGIERUNG NORDRHEIN-WESTFALEN 2005  

  Abb. 2-8: Verschaltung von Solarzellen, Quelle: SCHNEIDER 2006.  

  Abb. 2-9: Verschaltung von Modulen inkl. Bypassdioden, Quelle: WAHNFRIED 2006  

  Abb. 2-10: Wechselrichterkonzepte, Quelle: BENDEL 2003.  

  Abb. 2-11: Witterungsschutz einer PV-Fassade, Quelle: BENDEL 2003  

  Abb. 2-12: Wärmedämmung einer PV-Fassade , Quelle: BENDEL 2003  

  Abb. 2-13: Sicherheit einer PV-Fassade, Quelle: BENDEL 2003.  

  Abb. 2-14: Schalldämmung einer PV-Fassade, Quelle: BENDEL 2003  

  Abb. 2-15: Elektromagnetische Schirmdämpfung einer PV-Fassade, Quelle: BENDEL  

  Abb. 2-16: Elektromagnetische Energiewandlung einer PV-Fassade, Quelle: BENDEL  

  Abb. 2-17: Verschattung - sommerlicher Wärmeschutz einer PV-Fassade, Quelle: BENDEL  

  Abb. 2-18: Ästhetik und Design einer PV-Fassade, Quelle: BENDEL 2003  

  Abb. 2-19: Thermische Energiewandlung einer PV-Fassade, Quelle: BENDEL 2003.  

  Abb. 2-20: Photovoltaische Energiewandlung einer PV-Fassade, Quelle: BENDEL 2003  

  Abb. 2-21: Möglichkeiten der Gebäudeintegration, Quelle: WIRTSCHAFTSMINISTERIUM  

  BADEN-WÜRTTEMBERG 2006  

  Abb. 2-22: 51 PV-Anlagen mit unterschiedlichen Integrationsmethoden im Vergleich,  

  Datenquelle: DECKER ET AL 1997  

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  Wirtschaftlichkeitsanalyse von Photovoltaikfassaden  

  Abb. 2-23: Kumulierte Leistung der unterschiedlichen Integrationsmethoden, Datenquelle:  

  DECKER ET AL 1997  

  Abb. 2-24: Möglichkeiten der Ausrichtung der Module und deren prozentualer Ertrag,  

  Quelle: WIRTSCHAFTSMINISTERIUM BADEN-WÜRTTEMBERG 2006.  

  Abb. 2-25: Einstrahlung auf Dach und Fassade im Jahr, Datenquelle: DECKER ET AL  

  Abb. 2-26: Reflexionsverluste an Dach und Fassade im Jahr, Datenquelle: DECKER ET AL  

  Abb. 2-27: Die komplette Fassade ist mit Modulen bestückt und bildet eine Kaltfassade,  

  Quelle: LANDESGEWERBEAMT BADEN-WÜRTTEMBERG 2001  

  Abb. 2-28: Standardmodule als geschlossene Fassadenfläche, Quelle: BAUNETZ ONLINE-  

  DIENST 2006  

  Abb. 2-29: Punkthalterung in der offenen Fuge, Quelle: BUNDESVERBAND  

  SOLARWIRTSCHAFT 2006  

  Abb. 2-30: Pfosten-Riegel-System, Quelle: BUNDESVERBAND SOLARWIRTSCHAFT2006.  

  Abb. 2-31: Linien-Halterung, Quelle: BUNDESVERBAND SOLARWIRTSCHAFT 2006  

  Abb. 2-32: Warmfassaden, Quelle: LANDESGEWERBEAMT BADEN-WÜRTTEMBERG 2001  

  Abb. 2-33: Structural Glazing, Quelle: BUNDESVERBAND SOLARWIRTSCHAFT 2006  

  Abb. 2-34: Sonnenschutz an einer PV-Fassade, Quelle: LANDESGEWERBEAMT BADE-N  

  WÜRTTEMBERG 2001  

  Abb. 2-35: Kostenanteile der unterschiedlicher Elemente einer PV-Fassade, Datenquelle:  

  DIE LANDESREGIERUNG NORDRHEIN WESTFALEN 2005  

  Abb. 2-36: Kostenvergleich unterschiedlicher Fassadenverkleidungen, Datenquelle: DIE  

  LANDESREGIERUNG NORDRHEIN WESTFALEN 2005.  

  Abb. 2-37: Kostenvergleich verschiedener Fassaden, Datenquelle: GABLER 2001  

  Abb. 2-38: weltweiter Solarumsatz und Kosten, Datenquelle: DIE LANDESREGIERUNG  

  NORDRHEIN WESTFALEN 2005.  

  Abb. 2-39: internationale Kostenentwicklung von PV-Anlagen, Datenquelle: HAAS ET AL  

  Abb. 2-40: Modulkosten, Datenquelle: HAAS ET AL 2003.  

  Abb. 2-41: Nicht-Modul-Komponentenkosten, Datenquelle: HAAS ET AL 2003  

  Abb. 2-42: erreichbares Niveau der solaren Stromerzeugung durch PV-Fassaden und  

  Dächer im internationalen Vergleich, Datenquelle: HAAS ET AL 2003  

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  Tabellenverzeichnis  

  Tab. 2-1: Wirkungsgrade von Solarzellen, Datenquelle: HAGEMANN 2002.  16

  Tab. 2-2: Strategievarianten, Datenquelle: HAAS ET AL 2003  52

  Tab. 2-3:Historische Entwicklung von deutschen Förderstrategien, Datenquelle: HAAS ET  

  AL 2003  53

  Tab. 2-4: „Einspeisevergütung gemäß EEG“, Datenquelle: Schüco.  55

  Tab. 2-5: Solar-architektonisch nutzbarer Fassadenfläche bei unterschiedlichen  

  Gebäudetypen, Datenquelle: HAAS ET AL 2003.  57

  Tab. 2-6: Flächenpotenzial für PV-Fassadenintegration im internationalen Vergleich,  

  Datenquelle: HAAS ET AL 2003.  58

  Tab. 2-7: solare Stromertrag und -verbrauch im internationalen Vergleich, Datenquelle:  

  HAAS ET AL 2003  59

  Tab. 3-1: Investitionsrechnungsverfahren, Datenquelle: DÄUMLER 2003  64

  Tab. 4-1: Rechenwerte für die Kapitalwertmethode, Datenquelle: KERSCHBERGER UND  

  RUFF 2006.  70

  Tab. 4-2: Rechenwerte für die Annuitätenmethode, Datenquelle: HEERING 2006.  71

  Tab. 4-3: dynamische Amortisationsrechnung zum 3. Beispiel.  72

  Tab. 4-4: dynamische Amortisationsrechnung zum 4. Beispiel.  75

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Nomenklatur

FF Füllfaktor [-] P Leistung im Maximum Power Point (MPP) [W]

^max I Strom im MPP [A]

MPP

U Spannung im MPP [V]

MPP

I Kurzschlussstrom [A]

K

U Leerlaufspannung [V]

0

K Wirkungsgrad [-] P auftretende Strahlungsleistung [W]

0

' t betrachteter Zeitraum zur Bestimmung von Performance Ratio Q Energie, die dem Nutzer des PV-Systems in dem betrachteten Zeitraum

' ( t Verfügbar )

tatsächlich zur Verfügung stand [kWh] Q Sonnenenergie, die in dem betrachteten Zeitraum auf die Moduloberfläche

' ( t ng Einstrahlu ⁾ eingestrahlt wurde [kWh]

K Wirkungsgrad des PV-Moduls unter Standardtestbedingungen [kWh]

PV Modul P Modulleistung im MPP unter Standardtestbedingungen [W P ]

Modul

n Anzahl der Module in Serie je Strang m Anzahl der parallelen Stränge R Neigungsfaktor des jeweiligen Monats [-] Q Globalhorizontalstrahlung [kWh/m²a]

Monat S Korrekturfaktor Schneebedeckung und Spektral-Mismatch [-]

Korr

K Verlust im Gleichstromkreis, Modul-Mismatch, Leistungsverluste [-]

Sys DC

K Monatsmittelwert des Wechselrichterwirkungsgrades [-]

WR

K Wirkungsgrad des PV-Systems [-]

PV

P PV Stromerzeugungskosten [€/kWh] C Investitionskosten exkl. Mehrwertsteuer [€/kW P ]

PV

D LD z, Annuitätenfaktor [-] T Volllaststunden als Quotient aus jährlich erzeugter Energiemenge und

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laufende Kosten [€/kWh] C ^var z Zinssatz [%] LD Lebensdauer N Nutzungsfaktor [-] F gesamte Fassaden- / Dachfläche [m²]

ges F Grundfläche [m²]

0

D Anteil der architektonischen zur PV-Integration geeigneten Flächen [-]

a

D Anteil der durch ihren solaren Ertrag geeigneten Flächen [-]

s

W Wirtschaftlichkeit

N K Kosten bzw. Aufwand K Geldbetrag zum Investitionsbeginn (Zeitpunkt 0) [€]

0

g konstanter Geldbetrag pro Jahr [€] i Zinssatz [%] n Anzahl Jahre Geldbetrag zum Zeitpunkt n [€] K ⁿ AbF Abzinsungsfaktor [-] DSF Diskontierungssummenfaktor [-] Kapitalwert [€] C 0

Barwert aller Einzahlungen [€] E ⁰ A 0 Barwert aller Auszahlungen [€] e konstante jährliche Einzahlung [€] R Restwert nach n Jahren [€] a konstante jährliche Betriebs- und Instandhaltungsauszahlungen [€] A Anschaffungsauszahlung [€]

(e n -a n ) Nettoeinzahlung des Jahres n [€] (jährliche Zahlungen sind nicht konstant)

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1. Einleitung

Die Integration von Photovoltaik in Gebäuden findet immer mehr Anwendung begleitet durch den allgemeinen Boom der Solarenergiebranche. Die erneuerbaren Energien sind nicht nur in der Politik ein aktuell diskutiertes Thema und gewinnen stetig an Beliebtheit und Akzeptanz. Es ist allgemein bekannt, dass die fossilen Ressourcen der Erde in absehbarer Zeit aufgebraucht sein werden, womit ein Umschwung zu Alternativen im Laufe der Zeit von ganz alleine kommen wird. Schon heute ist Deutschland eine führende Kraft in der Forschung, Entwicklung und Umsetzung solcher Alternativen, wie etwa die Stromerzeugung durch Photovoltaik. Die Möglichkeiten der Verwendung von Solarzellen zur Stromgewinnung an Gebäuden haben sich stetig weiterentwickelt und verbessert. Die Fassadenintegration wird in unterschiedlichsten Arten in der Baubranche angewandt, führt allerdings oft noch den Ruf mit sich unwirtschaftlich und überteuert zu sein. Worauf diese Behauptungen gründen, wieso sie zustande kommen und wie man sie heute zu bewerten hat, probiere ich in dieser Arbeit zu beantworten.

Die Berechnung der Wirtschaftlichkeit oder Amortisationszeit von PV-Anlagen kann rein finanzmathematisch abgehandelt werden, allerdings können besonders bei großen fassadenintegrierten Anlagen Faktoren auftreten, welche man in keiner Rechung unterbringen kann. Ich werde probieren diese Faktoren darzulegen und zu erklären wie und warum man sie in eine Wirtschaftlichkeitsanalyse einschließen sollte. Wie man die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikfassaden beschreiben und errechnen kann und welche Probleme dabei auftreten, soll in dieser Diplomarbeit analysiert werden. Um dies sinnvoll tun zu können wird zunächst der Stand der Technik aufgezeigt. Dies beinhaltet die PV-Technik ebenso wie die Fassadentechnik. Anschließend soll anhand einer Literaturstudie geklärt werden, ob und wann es überhaupt Sinn macht Photovoltaik in eine Fassade zu integrieren. Dazu werden Planung- und Entwurfsaspekte durchleuchtet und der Stand der Forschung dargestellt, wobei auch der internationale Vergleich gezogen wird. Weiterführend werden dann die Kosten für die PV-Integration vorgestellt und aufgeschlüsselt. Dafür werden die Angaben mehrerer Autoren entgegengestellt und verglichen. Die gilt auch für den Vergleich unterschiedlicher Fassadenverkleidungen. Auch die Entwicklung der Kosten wird angegeben.

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Die Förderung stellt einen ganz wichtigen Faktor bei der Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von PV-Fassaden dar. Die unterschiedliche Methoden werden vorgestellt und ihre Anwendung erklärt. Die folgende Potenzialstudie soll herausstellen, welchen Möglichkeiten und Chancen die Autoren für die PV-Fassadenintegration für die Zukunft sehen.

Erst nach der Behandlung all dieser Themen gehe ich auf die Berechnung der Wirtschaftlichkeit ein. Dazu wird zunächst eine Begriffserklärung durchgeführt um anschließend die wichtigsten Rechenverfahren vorzustellen und zu vergleichen. Jede Rechenmethode wird zusätzlich mit Beispielen verdeutlicht. Die Ergebnisse werden hinterher ausgewertet und beurteilt.

Abschließend wird ein Fazit zur Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikfassaden gezogen und die Ergebnisse der Arbeit als Ganzes dargestellt.

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2. Stand der Kenntnisse

2.1 Photovoltaik

Photovoltaik ist die direkte Umwandlung von Licht in einer Solarzelle in elektrische Energie. Der physikalische Effekt, der der Photovoltaik zugrunde liegt, wurde bereits 1839 vom Physiker Becquerel entdeckt, doch erst im Zeitalter der Halbleitertechnik wurde die erste Solarzelle im Jahre 1954 in den USA entwickelt.

Zunächst waren das Mono- und polykristallinen Solarzellen, welche üblicherweise aus Siliziumdioxid SiO 2 , auch Quarzsand genannt, hergestellt werden. Dieser Rohstoff steht praktisch in unbegrenzter Menge zur Verfügung. Diesem Siliziumdioxid muss zunächst der Sauerstoff entzogen werden, um ein Rohsilizium zu erhalten, welches gemäß BOHNE 2004 für die Verwendung in der Halbleitertechnik geeignet ist. Um einen hohen Reinigungsgrad zu erreichen, wird das Silizium danach aufwendig gereinigt und dann geschmolzen.

Abb. 2-1 : Herstellung der Siliziumscheiben, Quelle: WIRTSCHAFTSMINISTERIUM BADEN- WÜRTTEMBERG 2006

Wie man in Abbildung 2-1 erkennen kann, wird das Silizium in unterschiedlichen Produktionsverfahren zu runden, zylinderförmigen Einkristallen oder polykristallinen

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Wirtschaftlichkeitsanalyse von Photovoltaikfassaden

Blöcken weiterverarbeitet. Nun kann das Material in sehr dünne Scheiben gesägt bzw. geschnitten werden, den so genannten Wafern. Die Diffusion aus Abbildung 2-2 wird später im Text durch den photovoltaischen Effekt genauer erklärt.

Abb. 2-2 : Herstellung der Solarzellen, Quelle: WIRTSCHAFTSMINISTERIUM BADEN- WÜRTTEMBERG 2006

Eine später entwickelte Zellenart sind die Dünnschichtzellen. Zur Herstellung dieses Zellentyps wird eine dünne Siliziumschicht auf ein Trägermaterial, meist Glas oder Metall, mit Hilfe von Plasmaverfahren aufgebracht. Man unterscheidet hauptsächlich zwischen amorphen Siliziumzellen, Kupfer-Indium-Diselenid-Zellen CIS und Cadium-Tellurid-Zellen CdTe. Weitere Arten dieser Technologie sind wegen ihrer sehr hohen Produktionskosten noch nicht weit verbreitet oder befinden sich in der Entwicklung. Die Produktionskosten der Dünnschichtzellenarten sind aufgrund geringerer Materialkosten wesentlich niedriger als bei kristallinen Zellen, weshalb ihnen in Zukunft laut WIRTSCHAFTSMINISTERIUM BADEN-WÜRTTEMBERG 2006 ein wachsender Marktanteil zugesprochen wird.

Die nanokristalline Dreischichtzellen Technologie ermöglicht den Einsatz von Solarzellen auf fast jeder Konstruktion. Solarlaminate werden zum Beispiel von der Firma THYSSEN KRUPP 2002 mit einem speziellen Heißklebeverfahren auf kunststoffbeschichtete

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Stahlblechprofile aufvulkanisiert. Sogar Dachabdichtungsbahnen oder Dachziegel sind schon mit Solarzellen versehen worden, was verdeutlicht, dass immer weitere Einsatzmöglichkeiten der neuen Zellengenerationen geschaffen werden. Der photovoltaische Effekt schafft die Grundlagen für die Umwandlung von Licht in Strom. Die Wafer bilden die Grundlage zur Herstellung von den meisten Solarzellen. Durch das Einfügen von Fremdatomen, auch Dotierung genannt, wird im Material ein Mangel an Elektronen erzeugt, sodass manche Siliziumatome ein Elektron weniger als in ihrem Grundzustand besitzen. Dies beschreibt das so genannte p-Gebiet. Durch weiteres dotieren wird anschließend auch noch ein n-Gebiet gebildet, in dem ein Elektronenüberschuss herrscht. Im Grenzgebiet diffundieren die Elektronen und es entsteht ein Ladungsaustausch. Dieser wird durch den Aufbau eines elektrischen Gegenfelds stillgelegt, sodass gemäß HAGEMANN 2002 eine Raumladungszone entsteht, die weitgehend frei von Ladungsträgern ist.

Abb. 2-3: Der photovoltaische Effekt, Quelle: MOLTER 2005

Die Photonen treffen auf die Solarzelle und dringen in diese ein. Dies wird in Abbildung 2-3 mit hv bezeichnet. Dadurch werden Elektronen-Loch-Paare gebildet, welche in der Raumladungszone getrennt werden. Dies erzeugt die Photospannung, die genutzt werden kann, wenn eine elektrisch leitfähige Verbindung mit einem Verbraucher an die beiden Schichten angeschlossen wird. Dadurch können die Elektronen als Gleichstrom durch einen geschlossenen Stromkreis fließen. Das Resultat ist eine verschleißlose Erzeugung von elektrischer Energie unter Verwendung von Solarstrahlung. Die Metallkontakte auf Vorder- und Rückseite der Zelle führen die Ladungsträger von der Oberfläche ab und

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leiten sie zu den externen Verbindungen zurück. Damit der Lichteinfall auf der Vorderseite nicht behindert wird, muss der Kontakt dort als Netz ausgebildet sein. Dies bewirkt der Siebdruck aus Abbildung 2-2. Dort wird auf die Zellen noch eine Antireflexschicht aufgetragen, welche die Reflexionsverluste des ursprünglich stark reflektierenden Siliziums von 31% auf 3% reduziert.

Abb. 2-4: Aufbau einer Solarzelle, Quelle: MOLTER 2005

Die erzeugte Spannung ist unabhängig von der Zellengröße sowie der Bestrahlungsstärke. Das bedeutet, dass selbst bei schlechteren Einstrahlungsverhältnissen, wie zum Beispiel am Abend, trotzdem die größtmögliche Betriebsspannung erreicht wird. Dies gilt nicht analog für die Stromstärke. Diese steigt linear mit der Bestrahlungsstärke und der Zellengröße. Die Strom- und Spannungskennlinien beschreiben das Verhalten einer Solarzelle in unterschiedlichen Betriebszuständen. So kann man zum Beispiel die Leerlaufspannung U ⁰ ablesen, die erreicht wird, wenn kein Verbraucher angeschlossen ist, also der Strom Null ist und die Spannung maximal. Der Kurzschlussstrom I K beschreibt den Zustand, wenn die maximale Stromstärke erreicht wird und die Spannung Null ist.

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Abb. 2-5: Strom- und Spannungskennlinie einer Solarzelle, Datenquelle: DER

SOLARSERVER 2006

Als Maximum Power Point MPP bezeichnet man dann den optimalen Arbeitspunkt der Solarzelle, in dem das Verhältnis zwischen Spannung U und Strom I so eingestellt ist, dass eine maximale Leistung erzielt wird. Der MPP ist abhängig von der Bestrahlungsstärke und dem Zellentyp und wird meist durch einen MPP-Tracker (siehe Wechselrichter) eingestellt, damit die Zelle immer an diesem Wert operiert.

Abb. 2-6: Maximum Power Point, Quelle: SEIFERT 2006 P und der Leistung die aus dem Produkt von Das Verhältnis zwischen MPP-Leistung max

Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung entsteht, bezeichnet man als Füllfaktor FF. Je größer dieser prozentual angegebene Wert ist, desto höher ist die Qualität der Solarzelle. ˜

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Die maximal erreichbare Leistung, die so genannte Spitzenleistung einer Solaranlage wird in Watt Peak (W P ) angegeben, wenn diese nach bestimmten Standardtestbedingungen STC ermittelt wurde. Deshalb nennt man diese Peak-Leistung auch Nennwert. Die Bedingungen sind gemäß DER SOLARSERVER 2006 erfüllt bei einer Sonneneinstrahlung von 1000 W/m² und einer Zellentemperatur von 25° Celsius.

Um die Effizienz einer Solarzelle benennen zu können, gibt man ihren Wirkungsgrad K

an, indem man das Verhältnis zwischen abgegebener MPP-Leistung und der auftretenden Strahlungsleistung P 0 bildet. Dabei sind die im Labor unter Standardtestbedingungen erreichten Werte natürlich besser als jene, die im tatsächlichen Einsatz entstehen. Die erreichten Wirkungsgrade dienen dem Vergleich der Zellen und werden in der Forschung ständig verbessert, wobei dies meist Kostensteigerungen mit sich führt. MPP ˜

Tab. 2-1: Wirkungsgrade von Solarzellen, Datenquelle: HAGEMANN 2002

Produktion Labor

K [%] K [%]

Vor der Entwicklung der Dünnschichttechnologie war man stark an die Formen und Farben gebunden, welche durch die Produktion der kristallinen Zellen entstanden. Monokristalline Zellen waren laut Landesgewerbeamt Baden-Württemberg zunächst rund und mussten an vier Ecken besäumt werden, teilweise bis zu einer quadratischen Form, um sie möglichst kompakt auf einer Fläche verteilen zu können. Polykristalline Zellen ermöglichten durch ihre von Anfang an rechteckige Form eine material- und energiesparende Produktion. Spätestens durch die Dünnschichttechnologie sind der Formgebung und Größe von PV-Zellen eigentlich keine Grenzen mehr gesetzt, da die

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Zellen auf fast jedes Trägermaterial aufgebracht werden können. Auch das Problem der Zerbrechlichkeit der kristallinen Zellen konnte mit der neuen Technologie überwunden werden und flexible, auf gekrümmten Oberflächen anwendbare Zellen entstanden. Eine Transparenz der Zellen konnte ebenfalls erreicht werden, wodurch besonders gute Einsatzmöglichkeiten in der Gebäudeintegration geschaffen wurden. Gerade dort wird das Erscheinungsbild der Solarzellen im Besonderen von ihrer Farbe beeinflusst. Kristalline Zellen waren aufgrund der möglichst größten Absorption des Sonnenlichtes meist dunkelblau bis schwarz. Andere Farbtöne konnten allerdings durch Änderungen der Antireflexschicht erreicht werden. Die Leistung wird allerdings beeinträchtigt, so heller der Farbton wird. Dünnschichtzellen sind noch nicht so variabel in der Farbe. Hier werden meist rotbraune, amorphe beziehungsweise schwarze CIS-Zellen hergestellt.

In der folgenden Graphik sind von Link nach Rechts eine amorphe, eine monokristalline und eine polykristalline Solarzelle abgebildet.

Abb. 2-7: amorphe, monokristalline und polykristalline Solarzelle, Quelle: DIE

LANDESREGIERUNG NORDRHEIN-WESTFALEN 2005

Um die Leistung, die Stromstärke und die Spannung zu erhöhen, werden die Zellen miteinander verschaltet und in Modulen zusammengefasst. Unter serieller Verschaltung versteht man eine Verschaltung der Zellen in Reihe. Dadurch können die Teilspannungen summiert werden, der durchfließende Strom aber bleibt gleich. Damit keine Leistungsverluste, auch Mismatch genannt, auftreten, sollten möglichst alle Zellen die

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