Bifaziale Module – was sie sind und ob sie sich lohnen

Bifaziale Solarmodule versprechen gegenüber herkömmlichen einseitigen Modulen deutlich höhere Erträge bei gleicher Fläche sowie eine längere Lebensdauer. Durch die Nutzung von Sonnenlicht auf der Vorder- und Rückseite können sie theoretisch bis zu 30% mehr Energie erzeugen.

Doch lohnt sich die Investition in die neuartigen Dünnschicht-Solarmodule für jede Anlage? Oder sollten Solar-Einsteiger besser auf altbewährte einseitige Module setzen?

Dieser Artikel erklärt, was genau bifaziale Solarmodule sind, wie sie funktionieren und ob sich der höhere Anschaffungspreis durch die Mehrerträge amortisieren kann. Dabei werden Vor- und Nachteile gegenüber herkömmlichen Modulen abgewogen.

Was sind bifaziale Solarmodule?

Bifaziale Solarmodule zeichnen sich dadurch aus, dass sie Sonnenlicht nicht nur auf der Vorderseite, sondern auch auf der Rückseite in Strom umwandeln können. Möglich wird dies durch eine transparente Rückwand, die Licht durchlässt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen einseitigen Solarmodulen können bifaziale Module so auch diffuses Licht sowie reflektierte Strahlung von Boden oder Schnee nutzen. Die Solarzellen sind in der Modulmitte angeordnet, die Rückseite besteht aus durchsichtigem Material wie Glas oder Folie.

Dadurch, dass bifaziale Module direkte Sonneneinstrahlung und diffuses Licht von vorne und hinten umwandeln, versprechen sie eine höhere Effizienz und Stromausbeute. Die innovativere Zellenanordnung ermöglicht eine deutlich bessere Nutzung des Sonnenlichts.

Vorteile von bifazialen Modulen

Bifaziale Module bieten gegenüber herkömmlichen einseitigen Modulen einige entscheidende Vorteile:

Mehrertrag bis 30%

Der größte Vorteil von bifazialen Modulen ist ihr Potenzial für deutlich höhere Energieerträge. Durch die Nutzung von Sonnenlicht auf der Vorder- und Rückseite können bifaziale Module bis zu 30% mehr Ertrag erzielen als einseitige Module mit gleicher Leistung.

Bei optimalen Bedingungen wie einer hochreflektierenden Umgebung (z.B. über hellem Sand) und bei flachem Einfallswinkel des Sonnenlichts sind diese Mehrerträge möglich. Durchschnittlich werden in realen Installationen Mehrerträge von 10-15% erreicht.

Längere Lebensdauer

Ein weiterer Pluspunkt der bifazialen Bauweise ist die längere Lebensdauer der Module. Da die bifazialen Zellen durch die Transparenz der Rückseite gekühlt werden, altern sie langsamer. Dies verlängert die Einsatzdauer der Module.

Hersteller geben für bifaziale Module garantierte Leistungen von bis zu 30 Jahren an, während einseitige Module oft auf 25 Jahre ausgelegt sind. Die Investition in bifaziale Technik zahlt sich also langfristig aus.

Nachteile von bifazialen Modulen

Bifaziale Module haben auch einige Nachteile gegenüber herkömmlichen einseitigen Modulen:

• Teurer in der Anschaffung: Aufgrund der aufwändigeren Fertigung und der Verwendung von besonders transparentem Glas auf der Rückseite sind bifaziale Solarmodule in der Anschaffung deutlich teurer als einseitige Module. Der Preisaufschlag liegt derzeit bei etwa 15-25%.

• Komplexere Installation: Da bifaziale Module Licht von zwei Seiten einfangen, muss bei der Montage darauf geachtet werden, dass die Rückseite nicht verschattet wird. Zudem müssen die Rahmen so gestaltet sein, dass genügend Abstand zwischen Modul und Dach/Boden bleibt. Das macht die Installation anspruchsvoller.

Wirkungsgrad der Rückseite

Die Rückseite eines bifazialen Moduls erreicht typischerweise 70-95% der Leistung der Vorderseite. Der exakte Wert hängt dabei maßgeblich von der Reflexionsfähigkeit der Umgebung ab, dem sogenannten Albedo.

Je höher der Albedo-Wert des Bodens oder Daches ist, auf dem die Module installiert sind, desto mehr Licht wird reflektiert und kann von den Solarzellen auf der Rückseite in Energie umgewandelt werden. Bei einer weißen Oberfläche wie einer weißen Dachmembran oder hellem Kies kann der Albedo-Wert bis zu 0,7 betragen. Auf dunklen Flächen hingegen werden nur Werte von 0,1-0,3 erreicht.

Dementsprechend erreichen bifaziale Module auf hellen Flächen einen deutlich höheren Gesamtwirkungsgrad als auf dunklen Flächen. Die Leistung der Rückseite ist demnach kein fester Prozentwert, sondern hängt stark von den Gegebenheiten der Umgebung ab. Durch die Wahl einer geeigneten Aufstellfläche mit hohem Albedo lässt sich der Ertrag von bifazialen Modulen optimieren.

Einflussfaktoren auf die Effizienz

Die Leistung bifazialer Module hängt von verschiedenen Faktoren ab. Besonders wichtig sind:

Albedo des Bodens

Je heller und reflektierender der Boden unter den Solarmodulen ist, desto mehr Licht wird auf die Rückseite reflektiert. Hohe Albedo-Werte durch helle Flächen wie Sand, Kies oder helle Dächer können den Ertrag deutlich steigern. Bei dunklen Flächen wie Asphalt oder Erde fällt der Effekt geringer aus.

Neigungswinkel

Mit zunehmendem Neigungswinkel steigt die Effizienz bifazialer Module, da mehr Licht auf die Rückseite gelangt. Allerdings sollte auch die Verschattung berücksichtigt werden. Optimal ist oft ein Neigungswinkel zwischen 10 und 30 Grad.

Verschattung

Schatten durch Gebäude, Bäume oder Module selbst wirken sich bei Bifazial-Modulen stärker aus als bei einseitigen. Deshalb sollte die Anlage möglichst verschattungsfrei geplant werden, mit ausreichendem Abstand zwischen den Reihen. Auch die Ausrichtung spielt eine Rolle.

Ideale Einsatzbereiche

Bifaziale Solarmodule eignen sich besonders gut für Installationen mit hohem Reflexionsvermögen des Bodens. Dadurch kann die Rückseite des Modules zusätzliche Sonnenstrahlung nutzen und die Effizienz deutlich steigern. Folgende Einsatzbereiche sind ideal für bifaziale Module:

Freiflächenanlagen

In Freiflächenanlagen ist der Boden meist hell und reflektiert viel Licht. Mit dem richtigen Untergrund wie Sand, Kies oder Gras kann die Rückseite des Moduls bis zu 30% mehr Ertrag erzielen. Der Abstand zwischen den Modulreihen sollte groß genug sein, damit auch die unteren Reihen ausreichend diffuse Strahlung abbekommen.

Flachdächer

Auf Flachdächern, vor allem mit heller Dachmembrane, können bifaziale Module ihre Stärken ausspielen. Der reflektierende Untergrund sorgt für zusätzliche Einstrahlung. Flachdächer bieten meist genug Platz für einen guten Reihenabstand.

Carports

Unter Carports befinden sich ideale Bedingungen für bifaziale Module. Der helle Untergrund reflektiert das Licht optimal und sorgt für eine sehr hohe Ausnutzung der Rückseite. Zudem ist genug Platz für einen großzügigen Modulabstand.

Weniger geeignete Einsatzbereiche

Bifaziale Module eignen sich aufgrund ihrer Funktionsweise nicht optimal für kleine Flächen wie Balkone. Der Mehrertrag entsteht vor allem durch die Reflexion des Sonnenlichts von hellen Flächen unterhalb der Module. Bei kleinen Flächen wie Balkonen ist die reflektierende Fläche unter den Modulen sehr begrenzt, wodurch der Mehrertrag der Rückseite kaum zum Tragen kommt.

Zudem sind bifaziale Module teurer als herkömmliche einseitige Module. Bei kleinen Anlagen machen die Mehrkosten einen relevanten Anteil der Gesamtinvestition aus. Der höhere Preis der bifazialen Module amortisiert sich bei kleinen Flächen nicht durch entsprechende Mehrerträge.

Aus diesen Gründen eignen sich bifaziale Solarmodule in den meisten Fällen nicht für kleine Flächen wie Balkone. Hier ist die Investition in herkömmliche einseitige Module in der Regel die bessere Wahl.

Vergleich mit einseitigen Modulen

Einseitige Solarmodule sind in der Regel die einfachere und günstigere Wahl für Einsteiger und kleinere Anlagen.

Einfachere Technik

Bei einseitigen Modulen wird nur die Vorderseite zur Stromerzeugung genutzt. Sie kommen mit einer einfachen Unterkonstruktion aus und sind in der Montage weniger anspruchsvoll. Es müssen keine speziellen Anforderungen an die Reflexionseigenschaften des Untergrunds gestellt werden. Insgesamt ist die Technik einfacher und robuster.

Geringere Kosten

Da nur eine aktive Seite vorhanden ist, fallen die Produktionskosten von einseitigen Modulen geringer aus. Es wird weniger Solarzellenfläche benötigt. Auch die Unterkonstruktion und Montage sind bei einseitigen Modulen meist günstiger.

Für Einsteiger oft besser geeignet

Durch die einfachere Technik und die geringeren Kosten eigenen sich einseitige Module gut für Einsteiger und kleinere Anlagen. Mit standardisierten einseitigen Modulen lassen sich relativ einfach Solaranlagen zum Eigenverbrauch umsetzen. Die etwas geringeren Erträge wiegen den Kostenvorteil für viele Anwendungen auf.

Hier ist eine Vergleichstabelle, die die Unterschiede zwischen einseitigen und bifazialen Solarmodulen zusammenfasst:

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bifaziale Module großes Potenzial bergen, sich aber nicht für jeden Anwendungsfall lohnen.

Die Vorteile liegen in der Nutzung von Sonnenlicht auf Vorder- und Rückseite, wodurch Mehrerträge von bis zu 30% erreicht werden können. Außerdem versprechen sie eine längere Lebensdauer. Diese Vorteile kommen besonders zum Tragen bei Freiflächenanlagen, Flachdächern, Carports und anderen Konstruktionen, die Sonnenlicht von zwei Seiten ermöglichen.

Nachteile sind die höheren Anschaffungskosten im Vergleich zu einseitigen Modulen. Zudem brauchen bifaziale Module spezielle Rahmenkonstruktionen und Montagesysteme. Ihr Potenzial lässt sich nur mit dem richtigen Untergrund und in geeigneten Gebäudekonstruktionen voll ausschöpfen.

Für Solar-Einsteiger und kleinere Installationen wie auf Balkonen sind einseitige Module in den meisten Fällen die einfachere und wirtschaftlichere Wahl. Bifaziale Module eignen sich aufgrund der höheren Komplexität eher für erfahrene Anwender und große Solarparks.

Die Entscheidung sollte also sorgfältig abgewägt werden basierend auf Standort, verfügbarer Fläche und Investitionsbudget. Bei geeigneten Rahmenbedingungen können bifaziale Module die Solarstromerträge deutlich steigern.

James

Gründer von Balkonkraftwerk800W. Seit 2019 spezialisiere ich mich auf das Verfassen zahlreicher Solar-PV-Testberichte, PV-Produktvergleiche und Balkonkraftwerk-Ratgeber. Ich behalte stets eine objektive und unabhängige Perspektive bei.