Temperaturkoeffizient: Warum Solaranlagen im Hochsommer an Leistung verlieren – und wie wir gegensteuern
Allgemein
Wolkenloser blauer Himmel, purer Sonnenschein und das Thermometer klettert an die 30 Grad-Marke heran: Auf den ersten Blick scheint der Sommer die ideale Zeit für möglichst hohe Erträge bei Photovoltaik-Anlagen zu sein. Je mehr Sonne, desto mehr Strom.
Das klingt zunächst vermeintlich schlüssig, doch die Praxis lehrt uns eines Besseren. Tatsächlich sind die Erträge an kühlen, aber sonnigen Frühlingstagen sogar häufig höher als an heißen Hochsommertagen im Juli oder August.
Der Grund dafür?
Ein simpler physikalischer Effekt, der maßgeblich über die Effizienz einer Anlage entscheidet: der sogenannte Temperaturkoeffizient.
Wenn Silizium ins Schwitzen kommt
Viel Sonneneinstrahlung bedeutet eben nicht nur viel Lichtenergie, sondern vor allem auch sehr viel Hitze. Gerade dunkle Solarmodule heizen sich in der prallen Sommersonne dann schnell auf 60 bis 70 Grad Celsius auf. Und genau diese hohen Temperaturen vertragen die Module gar nicht gut.
Photovoltaikzellen bestehen in der Regel aus dem Halbleitermaterial Silizium. Wenn Lichtteilchen der Sonnenstrahlen (Photonen) auf die Zelle treffen, lösen sie Elektronen, die als Strom abfließen. Steigt die Temperatur im Modul jedoch stark an, geraten die Atome im Silizium in stärkere thermische Schwingung. Das stört den für gewöhnlich gerichteten Fluss der Elektronen enorm. In der Folge sinkt die elektrische Spannung der Zelle – und damit auch die Gesamtleistung des Solarmoduls.
Leistungsabfall in Zahlen: Der Temperaturkoeffizient
Wie stark dieser unvermeidbare Leistungsabfall ausfällt, lässt sich anhand des Temperaturkoeffizienten berechnen.
Die Nennleistung eines Solarmoduls wird unter genormten Standard-Testbedingungen (STC) bei exakt 25 Grad Celsius Zelltemperatur gemessen. Wird das Modul auf dem heimischen Dach nun wärmer als diese 25 Grad, kommt es pro einzelnen Grad Celsius zum Leistungsverlust. Bei älteren oder Standard-Modulen liegt dieser Wert oft bei etwa 0,35 bis 0,4 Prozent Leistungsverlust pro Grad Celsius.
Ein kurzes Rechenbeispiel: Erreicht ein Modul an einem heißen Sommertag eine Temperatur von 65 Grad, liegt es 40 Grad über dem Standardwert. Bei einem Temperaturkoeffizienten von 0,4 Prozent bedeutet das einen temporären Leistungsverlust von ganzen 16 Prozent!
Die Lösung: Keine PV-Anlage?
Die sommerliche Hitze lässt sich auf einem Hausdach natürlich nicht abschalten und bleibt daher eine Herausforderung. Trotzdem lässt sich der Leistungsverlust mit Hilfe intelligenter Planung und der Auswahl der richtigen Komponenten massiv senken.
Wir setzen bei unseren PV-Projekten auf zwei hocheffektive Maßnahmen:
→ Thermische Entlastung durch optimale Hinterlüftung: Eine PV-Anlage darf nicht direkt auf den Dachpfannen aufliegen. Wir berechnen und installieren unsere Unterkonstruktionen so, dass ein ausreichender und ungestörter Hohlraum zwischen Dachund Modulunterseite entsteht. Dabei machen wir uns den physikalischen Kamineffekt zunutze: Die sich erwärmende Luft steigt nach oben auf und zieht kühle Umgebungsluft von unten nach. Diese stetige Zirkulation kühlt die Module stetig und senkt die Betriebstemperatur der Anlage spürbar. Jeder Grad weniger bedeutet direkten Ertragsgewinn.
→ Modernste Technologie: Die Wahl der Module ist entscheidend. Wir bei ESAM verbauen daher ausschließlich modernste Hochleistungsmodule, die auf neuartigen Zellstrukturen wie n-Typ TOPCon oder HJT (Heterojunction) basieren. Im Gegensatz zu den ursprünglich üblichen p-Typ PERC-Modellen weisen diese neuen Module dank verbesserter Zellstrukturen eine deutlich höhere Hitzeresistenz auf. Ihr Temperaturkoeffizient liegt oft nur noch bei etwa 0,25 bis 0,3 Prozent. Selbst bei extremer Hitze halten diese Module ihre elektrische Spannung weitaus stabiler und liefern signifikant mehr Ertrag als ältere Modelle.
Maximal effizient bei jedem Wetter
Dass Solaranlagen im Hochsommer geringfügig an Effizienz einbüßen, ist ein natürlicher physikalischer Prozess, den es immer einzukalkulieren gilt. Trotzdem lohnt sich eine PV-Anlage auf dem heimischen Dach garantiert und während Sie die sommerlichen Sonnenstrahlen genießen, kann Ihre Anlage weiterhin zuverlässig Strom produzieren.
Mit ESAM als Partner können Sie sich darauf verlassen, dass Ihre PV-Anlage genau so geplant und installiert wird, dass sie die zur Verfügung stehende Sonnenenergie maximal effizient in Strom umwandelt – egal, ob an einem kühlen Frühlingstag oder in der brütenden Sommerhitze.
Sie möchten das volle Potenzial Ihres Daches nutzen? Treten Sie mit uns in Kontakt. Wir entwickeln ein maßgeschneidertes, hitzeresistentes Energiekonzept für Ihre Anlage.
